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公开(公告)号：CN118914933A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202410966379.5
申请日：2024-07-18
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/00 , G01R33/032 , G01R33/02
摘要： 本发明公开了一种基于FPGA的自由进动式原子磁强计电控系统，属于磁场测量技术领域。包括光磁激励驱动脉冲调制单元和自由进动信号采集处理单元，光磁激励驱动脉冲调制单元分别与激光单元和调制磁场线圈连接，调制磁场线圈安装在磁强计探头上，激光单元与磁强计探头相互连接，磁强计探头还与自由进动信号采集处理单元连接，光磁激励驱动脉冲调制单元和自由进动信号采集处理单元均与上位机交互连接。本发明实时性好、硬件结构简单、易集成、成本低，可以有效激励原子磁强计产生自由进动信号，并根据时序配合需求实时提取拉莫尔进动频率进而实现磁场幅值的实时测量。
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公开(公告)号：CN118897235A
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202410959144.3
申请日：2024-07-17
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R35/00 , G01R33/032
摘要： 本发明公开了一种基于电子顺磁共振的线圈常数和非正交角原位标定方法，属于原子磁强计线圈标定技术领域，其利用单光束光泵原子磁强计磁共振曲线，得到不同拉莫尔进动频率所对应的外加偏置磁场，考虑线圈轴与轴之间的非正交角，建立原位测量模型，实现了线圈三轴线圈常数和非正交角的同步提取。本发明采用上述的一种基于电子顺磁共振的线圈常数和非正交角原位标定方法，适用于小型化线圈的标定，可以直接在地磁环境下测量，规避屏蔽桶和线圈耦合的影响，实现更精确的测量。
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公开(公告)号：CN113532410B
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202110737348.9
申请日：2021-06-30
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 一种单光束双轴原子自旋陀螺仪，主要由气室、无磁温控系统、三轴磁场控制线圈、磁屏蔽系统、光学系统和电路系统组成。气室内装有碱金属单质和惰性气体作为敏感介质；无磁温控系统、三轴磁场控制线圈、磁屏蔽系统为气室内的原子提供高温和弱磁环境；光学系统产生一束圆偏振或椭圆偏振激光通过气室，实现原子极化；电路系统驱动垂直于激光传播方向的横向双轴线圈，产生交流磁场调制碱金属原子极化矢量，高灵敏度地提取横向双轴角速率输入引起的惰性气体原子的进动信号；透过气室的激光进入光电探测模块，经锁相放大模块解调出双轴角速率信号。本发明利用单束激光同时实现双轴角速率的测量，具有精度高、体积小、易集成等优势。
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公开(公告)号：CN115406427A
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202211036718.7
申请日：2022-08-29
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 一种反射式单光束双轴原子自旋陀螺仪，通过一束椭圆偏振光入射原子气室，对碱金属原子和惰性气体核子进行抽运，使二者达到极化状态，同时在垂直于抽运的方向施加旋转调制磁场，使抽运方向的电子极化矢量产生调制作用，并携带转动信息，出射原子气室的抽运光经过反射镜反射，再次穿过原子气室，最后进入平衡差分模块并通过锁相放大器信号采集模块实现转动信号的提取和通过调整参考信号的相移以实现双轴惯性信号解耦，有利于小型化SERF原子自旋陀螺的研制，有利于增强旋光角信号，提升信噪比和系统灵敏度，有利于提升陀螺仪的实用性。
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公开(公告)号：CN109186578B
公开(公告)日：2021-11-05
申请号：CN201811022706.2
申请日：2018-09-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 本发明公开了一种三轴一体的SERF(Spin‑Exchange‑Relaxation‑Free)原子自旋陀螺仪，包括碱金属气室，无磁电加热系统，磁屏蔽系统，磁补偿系统，抽运系统与检测系统。碱金属气室是陀螺仪的敏感核心，无磁电加热系统提高原子密度，磁屏蔽系统提供极弱磁场环境，磁补偿系统精确补偿剩余磁场，抽运系统使碱金属外层电子自旋极化并使惰性气体核子自旋超极化，检测系统探测转动信号。本发明通过将两个碱金属气室放置于同一磁屏蔽筒内，并提供配套的抽运与检测系统，用一个陀螺仪实现三轴转动测量，有利于提高陀螺仪精度，减小导航系统体积，拓宽SERF原子自旋陀螺仪的应用范围。
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公开(公告)号：CN113532410A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110737348.9
申请日：2021-06-30
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 一种单光束双轴原子自旋陀螺仪，主要由气室、无磁温控系统、三轴磁场控制线圈、磁屏蔽系统、光学系统和电路系统组成。气室内装有碱金属单质和惰性气体作为敏感介质；无磁温控系统、三轴磁场控制线圈、磁屏蔽系统为气室内的原子提供高温和弱磁环境；光学系统产生一束圆偏振或椭圆偏振激光通过气室，实现原子极化；电路系统驱动垂直于激光传播方向的横向双轴线圈，产生交流磁场调制碱金属原子极化矢量，高灵敏度地提取横向双轴角速率输入引起的惰性气体原子的进动信号；透过气室的激光进入光电探测模块，经锁相放大模块解调出双轴角速率信号。本发明利用单束激光同时实现双轴角速率的测量，具有精度高、体积小、易集成等优势。
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公开(公告)号：CN110411434B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN201910681932.X
申请日：2019-07-26
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及一种原子陀螺仪三维原位快速磁补偿方法，将充有碱金属原子和惰性气体的气室进行加热及抽运达到工作状态；使用圆偏振抽运激光极化原子，线偏振激光检测气室内原子产生的法拉第旋转信号；设定抽运方向为z方向，与其正交的检测方向为x方向，与检测方向水平垂直的方向为y方向；使用锯齿波扫描x、y方向磁场，得到x方向和y方向剩磁所需的补偿值，使x、y方向磁场归零；再使用锯齿波扫描x或y方向磁场，调节z方向磁场大小，使产生的法拉第旋转信号不再随扫描信号变化，得到z方向剩磁所需的补偿值，实现z方向磁场归零。该方法能够实现三维磁场原位快速的磁补偿，尤其是当补偿点偏离较大时，可以迅速找到三个方向的磁补偿点。
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公开(公告)号：CN107515000B
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201710716396.3
申请日：2017-08-21
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/64
摘要： 本发明涉及一种调制式双轴原子自旋陀螺仪，由气室、无磁加热系统、磁屏蔽系统、三轴磁场控制线圈、抽运系统、电路系统、检测系统组成。气室内充有碱金属和惰性气体，无磁加热系统、磁屏蔽系统和三轴磁场控制线圈提供高温和弱磁环境，使碱金属原子处于无自旋交换弛豫态。抽运系统极化碱金属原子，进而实现惰性气体超极化。惰性气体核子极化矢量初始沿抽运方向，当垂直抽运方向有角速率输入时，惰性气体核子极化矢量发生进动，在抽运方向垂直面上产生投影磁场。电路系统调制碱金属电子极化矢量构成原位双轴磁强计，检测系统读出磁场测量信息，再经电路系统放大、解调，解算出双轴角速率信息。本发明实现双轴角速率测量，具有高精度、易集成等优点。
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公开(公告)号：CN106197392B
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201610584731.4
申请日：2016-07-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 本发明涉及一种无自旋交换弛豫陀螺仪结构，由碱金属气室基座、无磁电加热组件基座、内真空基座、磁补偿线圈骨架、磁屏蔽筒、定位销、锁紧圆螺母、外壳、主结构、底座、消磁杆、热管基座组成；主结构为陀螺仪各器部件提供支撑和安装基准。热管基座用于安装热管和水冷管路。消磁杆用于磁屏蔽筒安装导向和消磁。外壳和底座构成外真空腔，磁补偿线圈骨架和内真空基座组成内真空腔，两级真空将陀螺仪内外环境隔离开来。本发明组件布局合理、紧凑，减小了体积和重量，解决了无自旋交换弛豫陀螺仪安装基准问题，采用真空、水冷和热管温控方案提高陀螺仪精度。
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公开(公告)号：CN106354052B
公开(公告)日：2018-08-17
申请号：CN201610632992.9
申请日：2016-08-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G05B19/042
摘要： 一种用于原子陀螺的光弹调制控制器，包括光弹调制器(PEM)电流电压采样模块、A/D、D/A模块、FPGA数字化闭环控制模块、高压运放模块。其中PEM电流电压采样模块分别采样PEM的电流、电压；A/D模块将采样得到的模拟信号转换为数字信号；FPGA数字化闭环控制模块实现PEM驱动信号实时跟踪PEM谐振频率，同时稳定PEM电流有效值；D/A模块将FPGA输出的数字信号转化为模拟信号；高压运放模块将由D/A模块输出的方波信号转换为幅值被放大的同频正弦信号，驱动PEM。本发明主要应用在光弹调制方面，可实现光弹调制驱动频率跟踪谐振频率，使光弹调制器工作效率最高；同时稳定光弹调制电流幅值，以保证光弹调制器工作在小角度调制状态。
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