[发明专利]一种适用于SERF原子自旋陀螺仪的三轴剩余磁场测量与补偿方法在审
| 申请号： | 201710938920.1 | 申请日： | 2017-09-30 |
| 公开（公告）号： | CN107727089A | 公开（公告）日： | 2018-02-23 |
| 发明（设计）人： | 房建成;张红;刘刚;丁铭;胡朝晖;马丹跃;姚涵 | 申请（专利权）人： | 北京航空航天大学 |
| 主分类号： | G01C19/64 | 分类号： | G01C19/64 |
| 代理公司： | 北京科迪生专利代理有限责任公司11251 | 代理人： | 杨学明,顾炜 |
| 地址： | 100191*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种适用于SERF原子自旋陀螺仪的三轴剩余磁场测量与补偿方法，属于光学检测、磁场探测与分析技术领域。本发明针对SERF原子自旋陀螺仪桶内剩余磁场影响输出信号稳定性问题，提出了基于超级化21Ne气体拉莫尔进动理论的三轴剩余磁场补偿方法。本发明填补了无便捷、高精度的原子陀螺仪三轴剩余磁场测试与补偿方法的缺憾，可为SERF原子自旋陀螺仪信号稳定度提升提供基础保障，并为三轴剩余磁场的自动化补偿提供方法支撑。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 适用于 serf 原子 自旋 陀螺仪 剩余 磁场 测量 补偿 方法 | ||
【主权项】：
一种适用于SERF原子自旋陀螺仪的三轴剩余磁场测量与补偿方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤(1)自旋极化的碱金属原子通过自旋交换碰撞将惰性气体超极化，当超极化惰性气体的自旋极化率达到饱和态后，关闭抽运激光，实现“暗态”环境，将“暗态”定义为：在关闭抽运光的情况下，一个原子或分子不吸收或释放光子；步骤(2)在“暗态”环境下，当施加应用磁场的情况下，超极化的惰性气体会绕着此应用磁场进行拉莫尔进动，且进动频率ω与应用磁场B幅值成正比，ω＝γn|B| (1)式中，γn为核子旋磁比；步骤(3)沿某一轴施加幅值相等方向相反的两个应用磁场和在剩余磁场Brem的作用下，这两个剩余磁场分别与剩余磁场形成两个幅值不同、方向不同的合磁场和|Btot-|=|Baxis-|+|Brem|---(2)]]>|Btot+|=|Baxis+|-|Brem|---(3)]]>步骤(4)在这两个合磁场和下，超极化惰性气体的拉莫尔进动频率ω‑和ω+分别为：ω-=γn|Btot-|---(4)]]>ω+=γn|Btot+|---(5)]]>式中，γn为核子旋磁比；步骤(5)碱金属原子可以反映出超极化惰性气体在两个合磁场下的拉莫尔进动过程，一束线偏振检测光用于探测包含惰性气体拉莫尔进动信息的碱金属原子，将检测信号进行快速傅里叶变换(Fast Fourier transform，FFT)以分别提取出超极化惰性气体在两个合磁场下的拉莫尔进动频率；步骤(6)分别将提取出的超极化惰性气体在两个合磁场下的拉莫尔进动频率带入公式(1)，即可得出两个合磁场的幅值；步骤(7)由公式(2)和公式(3)得出的两个合磁场幅值相减再除以2，即为此轴向上的剩余磁场幅值，|Btot-|-|Btot+|=±2|Brem|---(6)]]>步骤(8)剩余磁场方向与合磁场幅值较大的一个同向；步骤(9)在获得一个轴向上的剩余磁场幅值和方向后，利用步骤1至步骤8可以获得其它两个轴向上的剩余磁场幅值和方向。
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