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公开(公告)号：CN117110955A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311013153.5
申请日：2023-08-11
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R33/032 , G01R33/00
摘要： 一种基于TD‑UKIE的双轴SERF原子磁强计信号重构方法，通过将电子自旋‑磁场耦合系综建模为离散状态空间模型，构造跟踪微分卡尔曼状态观测器对磁场输入进行估计，采用补偿计算的方法提升磁场测量的带宽，提高了磁场估计的实时性与带宽，并抑制了该磁强计的轴间耦合效应，极大地拓宽了应用范围，其特征在于，包括将SERF原子磁强计建模为离散状态空间模型，以X、Y向极化率输入构造TD‑UKIE状态观测器预测磁场的输入，采用无迹卡尔曼滤波与跟踪微分器抑制计算过程中一阶微分带来的噪声放大效应，以微分信号作为极化率跟踪信号的补偿，提升磁场测量的实时性与带宽，在双轴磁场测量中根据系统的状态传递关系抑制磁场测量中的双轴耦合效应。
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公开(公告)号：CN117109550A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311027200.1
申请日：2023-08-15
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58 , G01R33/032 , G01R33/00 , G01N9/24
摘要： 本发明基于磁场相频响应的SERF陀螺仪多参数测量方法，首先测量SERF原子自旋陀螺仪By交流磁场响应的相频特性曲线，通过锁相放大器得到By交流磁场下SERF原子自旋陀螺仪响应相位为零的频率值；在z轴分别施加不同幅值的直流磁场，重复上述过程，然后对不同z轴磁场下的By交流磁场响应零相位频率值进行线性拟合，可以得到电子磁场以及减慢因子的精确值。本方法可以在不引起SERF原子自旋陀螺仪弛豫的前提下，在极短时间内实现对SERF原子自旋陀螺仪电子磁场、核自旋磁场、减慢因子以及碱金属原子密度的精确测量。
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公开(公告)号：CN116608845A
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN202211443315.4
申请日：2022-11-17
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 一种SERF原子自旋陀螺仪纵轴磁场闭环控制方法，在x轴施加一个数倍于电子共振频率的正弦调制磁场，将系统输出信号分成两路，一路输入低通滤波器，用于输出角速度响应信号，另一路接入锁相放大器进行相位解调，相位解调结果反馈至控制器，从而实现对纵轴磁场的闭环控制。该方法既实现了角速度和纵轴磁场的解耦测量，又实现了纵轴磁场的原位测量。通过解调相位来建立和纵轴磁场的映射关系，理论上不受抽运激光功率、检测激光功率、温度等其他参数影响。而且施加的调制频率高于电子共振频率时，可以降低调制磁场导致的电子自旋交换弛豫率，从而保证了施加调制磁场时与无调制状态相同，并且显著提高了陀螺仪标度因数的重复性、非线性度以及零偏稳定性。
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公开(公告)号：CN116399334A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310080620.X
申请日：2023-01-19
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C21/16
摘要： 一种紧凑型无自旋交换弛豫双轴惯性测量结构，通过将气室定位于烤箱，烤箱定位于线圈支撑筒，线圈支撑筒定位于磁场屏蔽筒，能够避免悬空安装，定位更加可靠，有利于降低外部振动等干扰的影响，从而提高了装置的稳定性、可靠性，其特征在于，包括安装在主体结构上的磁场组件，所述磁场组件的磁场屏蔽筒内设置有线圈支撑筒，所述线圈支撑筒的筒底嵌套槽套住烤箱的一端，所述烤箱的另一端被烤箱支撑筒的筒底嵌套槽套住，所述烤箱支撑筒的筒口外沿被所述线圈支撑筒的筒口内沿套住，所述烤箱内设置有用作气室安装基准的夹持装置。
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公开(公告)号：CN115855931A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202210905980.4
申请日：2022-07-29
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 一种原子自旋惯性测量装置三维极化分布测量方法，当气室参数与工作温度点确定时，首先根据该系统是否存在可分辨的电子共振峰来确定测量电子极化率的方式，根据共振峰频率或双补偿点测得电子极化率；利用可覆盖气室的抽运光束与检测光束结合数字反射微镜来控制光束单元通过气室的位置，用阵列探测器或CCD来检测透过气室的光强信息得到不同位置的电子极化率，获得气室内的三维分布。该方法不需移动检测光，对系统的影响较小。同时可通过数字反射微镜控制光束单元经过的区域，测量分辨率高。改变工作状态后，可快速测得气室内部的三维分布情况，为SERF原子自旋惯性测量装置中原子极化梯度的评估与抑制提供有力支撑。
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公开(公告)号：CN111854743B
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202010684964.8
申请日：2020-07-16
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 一种高匀场气室加热结构，用于原子自旋惯性测量系统，包括支撑基座、保温装置和加热装置，保温装置包覆所述加热装置后固定于支撑基座内部；加热装置内导热装置和包裹内导热装置侧面整体的高匀场加热膜；内导热装置包括高导热率材料制成的相互对接的气室座和气室固定件，碱金属气室通过气室座和气室固定件的相互对压进行夹持包覆，增大了碱金属气室的导热面积，避免了碱金属气室局部温度过高。高匀场加热膜直接包覆在高导热率材料制成的气室座和气室固定件的侧面，且高匀场加热膜为正常工作的温度波动幅度保持在5mK‑8mK的高匀场加热膜，使得原子自旋惯性测量系统正常工作时碱金属气室内部温度波动维持在0.5K‑1.5K之间。
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公开(公告)号：CN115014387A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210315591.6
申请日：2022-03-29
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C25/00
摘要： 基于LCVR的SERF惯性测量装置旋光角调制检测及零点闭环系统，通过设置分别连接平衡差分探测器输出端和信号发生器输入端的检测零点闭环控制模块，信号发生器输出端连接作为执行器的第二液晶相位延迟器以调控其线偏振光旋光角，平衡差分探测器依次通过光电探测器、沃拉斯顿偏振分光棱镜和1/4波片与所述第二液晶相位延迟器的线偏振光输出端连接，能够有效抑制检测系统低频随机噪声，而且可以使SERF原子自旋惯性测量装置实时工作在检测零点，提高旋光角检测精度，提高原子自旋惯性测量装置输出信号的信噪比和长期稳定性。
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公开(公告)号：CN113739821B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202111009018.4
申请日：2021-08-31
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及一种基于PID算法的SERF原子自旋陀螺仪全自动磁补偿方法。该方法全自动顺序进行三轴磁补偿，首先在扫描轴线圈加载方波扫描信号，采集由扫描轴线圈方波高低电平所引起的两个陀螺仪输出信号的稳态值并进行滤波处理，后将两稳态值做差，针对差值应用PID算法，根据差值大小自动分配PID参数，将这一时刻差值和之前时刻差值代入PID算法中进行计算得出一个步进量电压，并将步进量加载到补偿轴上，重复以上步骤直至陀螺输出稳态差值趋近为零进入误差带，则该补偿轴线圈磁场达到补偿点，单轴补偿结束，开始下一个轴补偿。该方法是由算法全自动执行进行三轴磁场补偿，各轴均可补偿至零磁补偿点，速度与手动磁补偿相比更快，精度优于0.1nT，操作简单，体积更小。
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公开(公告)号：CN111609845A
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN202010375766.3
申请日：2020-05-07
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C19/58
摘要： 本发明公开了一种一体式无自旋交换弛豫原子陀螺仪，包括碱金属气室基座、无磁电加热组件、磁场补偿组件、筒形光路支撑结构、磁屏蔽筒、支撑底座、消磁杆、主结构顶盖、屏蔽筒压紧结构和激光器。支撑底座为陀螺仪各器部件提供支撑和安装基准，消磁杆用于屏蔽筒和筒形光路支撑结构的导向和消磁，碱金属气室基座用于固定气室，主结构顶盖和屏蔽筒压紧结构用于结构的密封和磁屏蔽筒的固定。本发明置于屏蔽筒内部的筒形光路支撑结构解决了陀螺仪的小型化需求与减小磁屏蔽筒体积会增大磁噪声之间的矛盾，筒形光路支撑结构紧凑、对称，增强了陀螺仪的小型化、工程化前景，外层的磁屏蔽筒有效减小了磁噪声，有利于陀螺仪稳定性的提升。
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公开(公告)号：CN106099638B
公开(公告)日：2019-04-12
申请号：CN201610625913.1
申请日：2016-08-02
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： H01S5/0687
摘要： 本发明公开了一种基于电流控制的DFB激光器稳频方法，利用DFB激光器电流调谐特性，使用遗传规划算法进行波长‑电流建模，以设定DFB激光器稳频直流工作环境，并基于饱和吸收原理获得饱和吸收光谱信号，利用相敏检波原理获得含有频率信息的奇次谐波微分误差信号，将该误差信号使用遗传算法进行PID控制参数优化，实现快而准自适应锁频控制，兼顾饱和吸收稳频稳频精度高的优点，能够达到激光器频率长期保持高精度稳定性。
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