[發(fā)明專利]基于混合抽運(yùn)SERF自旋慣性測量系統(tǒng)光頻移抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110176788.1
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN113280801B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 全偉;劉峰;段利紅;龐昊穎;劉祀潯
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01C19/58
• 分類號: G01C19/58
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 朱亞娜;吳小燦

1.一種基于混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的光頻移抑制方法，其特征在于，通過調(diào)整堿金屬氣室的工作溫度，改變堿金屬氣室內(nèi)兩種堿金屬原子的密度比，進(jìn)而使混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的總光頻移量趨于零；

包括如下步驟：

步驟S1，啟動混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)；

步驟S2，進(jìn)行磁場補(bǔ)償，使混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)；

步驟S3，測量混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)在該正常工作狀態(tài)下的總光頻移；

步驟S4，判斷目前混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的總光頻移是否在預(yù)定閾值內(nèi)；如果總光頻移在預(yù)定閾值內(nèi)，至步驟S6；如果總光頻移不在預(yù)定閾值內(nèi)，改變堿金屬氣室的工作溫度，待原子重新極化穩(wěn)定，至步驟S5；

步驟S5，重復(fù)步驟S2-步驟S4，直至總光頻移在預(yù)定閾值內(nèi)；

步驟S6，光頻移抑制結(jié)束；

步驟S3中，測量混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的總光頻移，采用“S”曲線方法，具體包括如下步驟：

步驟S3.1，在Y軸即敏感軸方向施加幅度為b×10²pT，頻率幾十毫赫茲的方波調(diào)制磁場；其中，b為1到10之間的常數(shù)；

步驟S3.2，在Z軸磁場補(bǔ)償點為Bzc時，記錄對應(yīng)方波調(diào)制磁場高電平的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為V_h0，對應(yīng)低電平的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為V_l0，兩個穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的差值記為V₀= V_h0—V_l0；

步驟S3.3，將Z軸磁場依次遞增和/或遞減1nT，記為B_i，i=1,2,3……，對應(yīng)的兩個穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的差值記為V_i，i=1,2,3……；然后按照以下公式進(jìn)行擬合：V_i=A*( B_i-B_c)/(( B_i-B_c+L)²+B²)，其中擬合得到的參數(shù)L為即為混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的總光頻移，B_c為混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的自補(bǔ)償點，B代表混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的總弛豫率，A是一個與混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)有關(guān)的系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的光頻移抑制方法，其特征在于，步驟S2中，所述磁場補(bǔ)償采用磁場交叉調(diào)制補(bǔ)償方法，通過混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的三維磁補(bǔ)償線圈實現(xiàn)，具體包括如下步驟：

步驟S2.1，使用Y方向磁補(bǔ)償線圈在Y方向施加幅度為a₁×10²pT的方波磁場；改變Z軸磁場，使得慣性角速率測量系統(tǒng)對Y方向調(diào)制磁場的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)差值為0，即找到Z軸磁場補(bǔ)償點，記錄為Bzc；其中，a₁為1到10之間的常數(shù)；

步驟S2.2，用Z方向磁補(bǔ)償線圈在Z方向施加幅度為a₂×10²pT、偏置為Bzc的方波磁場，改變Y軸磁場，使得慣性角速率測量系統(tǒng)對Z方向調(diào)制磁場的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)差值為0，找到Y(jié)軸磁場補(bǔ)償點；其中，a₂為1到10之間的常數(shù)；

步驟S2.3，用Z方向磁補(bǔ)償線圈在Z方向施加幅度為a₃×10²pT、偏置為（Bzc＋a₃×10²pT）的方波磁場，改變X軸磁場，使得慣性角速率測量系統(tǒng)對Z方向調(diào)制磁場的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)差值為0，找到X軸磁場補(bǔ)償點；其中，a₃為1到10之間的常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述基于混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的光頻移抑制方法，其特征在于，步驟S4中，預(yù)定閾值為一趨于零的數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述基于混合抽運(yùn)SERF原子自旋慣性測量系統(tǒng)的光頻移抑制方法，其特征在于，步驟S4中，預(yù)定閾值不大于1×10^-2。