[發(fā)明專利]原子干涉陀螺儀信號解算方法、裝置、計算機設備和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011504765.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112667966B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 馮焱穎;孟至欣;顏培強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G01C19/58
• 代理公司: 北京華進京聯(lián)知識產(chǎn)權代理有限公司 11606
• 代理人: 趙文靜

1.一種原子干涉陀螺儀信號解算方法，其特征在于，所述方法包括：

對相干操縱激光進行頻率調(diào)制處理，得到調(diào)制處理后的相干操縱激光；

利用所述調(diào)制處理后的相干操縱激光對原子束進行相干操縱，使得所述原子束發(fā)生干涉；

獲取所述相干操縱激光與所述原子束作用后原子的數(shù)目信息，基于吸收法或熒光法對所述原子的數(shù)目信息進行檢測，并將所述原子的數(shù)目信息轉換為電信號，基于所述電信號確定是否掃描到完整的干涉條紋，若掃描到完整的干涉條紋，則獲取所述原子束發(fā)生干涉后形成的干涉條紋，并計算所述干涉條紋的包絡中心點；

基于所述包絡的中心點，獲取所述包絡的中心點橫坐標對應的調(diào)制頻率，基于公式：2k_effΩL-2δf＝0，計算轉動角速率；式中，k_eff為所述相干操縱激光的有效波矢，Ω為所述轉動角速率，L為兩個所述相干操縱激光之間的間距，δf為所述相干操縱激光的調(diào)制頻率。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

若未掃描到完整的干涉條紋，則繼續(xù)對所述相干操縱激光進行頻率調(diào)制處理，并利用所述調(diào)制處理后的相干操縱激光對所述原子束進行相干操縱，直至掃描到完整的干涉條紋為止。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述電信號確定是否掃描到完整的干涉條紋，包括：

判斷所述電信號的變化量在預設時長內(nèi)是否持續(xù)小于預設的電信號閾值；

若所述電信號的變化量在所述預設時長內(nèi)持續(xù)小于所述電信號閾值，則確定掃描到完整的干涉條紋；

若所述電信號的變化量在所述預設時長內(nèi)沒有持續(xù)小于所述電信號閾值，則確定未掃描到完整的干涉條紋。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所述干涉條紋的包絡中心點，包括：

根據(jù)預設算法計算所述干涉條紋的包絡中心點，所述預設算法包括極值法、重心法以及函數(shù)擬合法中的至少一種。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述調(diào)制處理后的相干操縱激光對原子束進行相干操縱，使得所述原子束發(fā)生干涉，包括：

利用分束作用的所述相干操縱激光對所述原子束進行作用，使得所述原子束中的原子處于|g〉能級和|e〉能級等概率的疊加態(tài)，并獲得動量分離；

利用反射作用的所述相干操縱激光對所述原子束進行作用，使得布居在|e〉能級和|g〉能級的概率反轉，并獲得動量；

利用合束作用的所述相干操縱激光對所述原子束進行作用，使得所述原子再次處于|g〉能級和|e〉能級的疊加態(tài)；

在合束作用的所述相干操縱激光的作用后，所述原子束路徑重合并發(fā)生干涉。

6.一種原子干涉陀螺儀信號解算裝置，其特征在于，所述裝置包括：

頻率調(diào)制模塊，用于對相干操縱激光進行頻率調(diào)制處理，得到調(diào)制處理后的相干操縱激光；

相干操縱模塊，用于利用所述調(diào)制處理后的相干操縱激光對原子束進行相干操縱，使得所述原子束發(fā)生干涉；

獲取模塊，用于獲取所述相干操縱激光與所述原子束作用后原子的數(shù)目信息，基于吸收法或熒光法對所述原子的數(shù)目信息進行檢測，并將所述原子的數(shù)目信息轉換為電信號，基于所述電信號確定是否掃描到完整的干涉條紋，若掃描到完整的干涉條紋，則獲取所述原子束發(fā)生干涉后形成的干涉條紋，并計算所述干涉條紋的包絡中心點；

計算模塊，用于基于所述包絡的中心點，獲取所述包絡的中心點橫坐標對應的調(diào)制頻率，基于公式：2k_effΩL-2δf＝0，計算轉動角速率；式中，k_eff為所述相干操縱激光的有效波矢，Ω為所述轉動角速率，L為兩個所述相干操縱激光之間的間距，δf為所述相干操縱激光的調(diào)制頻率。

7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊具體用于：

若未掃描到完整的干涉條紋，則繼續(xù)對所述相干操縱激光進行頻率調(diào)制處理，并利用所述調(diào)制處理后的相干操縱激光對所述原子束進行相干操縱，直至掃描到完整的干涉條紋為止。