As the fundamental research of Spin-Exchange Relaxation-Free (SERF) atomic spin gyroscope, the SERF co-magnetometer is strategically important in high-accuracy inertial navigation. Low-frequency drift error is one of the obstacles to the development of SERF co-magnetometer. To explore whether case rotation can effectively restrain the drift errors and how it applies to SERF co-magnetometer, this research aims to study the error modulation of case rotation and the method for restraining its additional error. A multi-physics field coupled error model is established based on Bloch equation, the cause of the drift error is revealed, and the modulation effect on all kinds of drift errors is studied. By analyzing the effects of case rotation on the atomic polarization by control beam, self compensating of nuclear spin, detection of atomic spin precession, etc., the cause of additional error is found, and the restraining or self-compensation methods are proposed by internal optimal design and rotation mode design. The modulation of systematic error is analyzed according to the error propagation rule of space stable platform INS. Based on the above work, the optimal design of case rotation scheme is implemented. The case rotation experiments on the prototype is carried out to verify the modulation effectiveness. This research will demonstrate the feasibility and expected effect of case rotation application on SERF co-magnetometer, which provides theoretical support for the research of case rotational prototype.
作为SERF原子自旋陀螺前期基础研究的重要设备,SERF惯性测量装置在高精度惯性导航领域具有重要研究意义。低频随机漂移误差是制约其测量精度的瓶颈之一,为探究此类误差能否通过壳体翻滚有效抑制、壳体翻滚是否适用于SERF惯性测量装置的问题,本项目拟开展壳体翻滚的误差调制机理及附加误差抑制方法研究。基于Bloch方程建立多物理场耦合误差模型,揭示漂移误差的产生机理,探究各类漂移误差的调制效果。分析壳体翻滚作用于驱动光极化原子自旋、核自旋自补偿、原子自旋进动检测等惯性测量环节时产生附加误差的机理,提出基于装置内部优化设计的抑制方法和基于壳体翻滚方式设计的自补偿方法。根据空间稳定平台惯导系统的误差传播规律分析误差调制机理,结合附加误差抑制的要求设计最优的壳体翻滚方案,并通过样机实验验证调制效果。本项目研究将明确壳体翻滚应用于SERF惯性测量装置的可行性及预期效果,为壳体翻滚式样机的研制提供理论支撑。
作为SERF原子自旋陀螺前期基础研究的重要设备,SERF惯性测量装置在高精度惯性导航领域具有重要研究意义。低频随机漂移误差是制约其测量精度的瓶颈之一,为探究此类误差能否通过壳体翻滚有效抑制、壳体翻滚是否适用于SERF惯性测量装置的问题,本项目开展了壳体翻滚的误差调制机理及附加误差抑制方法研究。基于Bloch方程建立了多物理场耦合误差模型,揭示漂移误差的产生机理,探究各类漂移误差的调制效果。分析壳体翻滚作用于驱动光极化原子自旋、核自旋自补偿、原子自旋进动检测等惯性测量环节时产生附加误差的机理,提出基于装置内部优化设计的抑制方法和基于壳体翻滚方式设计的自补偿方法。根据空间稳定平台惯导系统的误差传播规律分析误差调制机理,结合附加误差抑制的要求设计最优的壳体翻滚方案,并通过样机实验验证了调制效果。明确了壳体翻滚应用于SERF惯性测量装置的可行性及预期效果,为壳体翻滚式样机的研制提供重要理论支撑。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
基于分形L系统的水稻根系建模方法研究
特斯拉涡轮机运行性能研究综述
气载放射性碘采样测量方法研究进展
基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制
基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析
基于SERF原子自旋惯性与磁场测量的水下导航方法研究
半捷联微机械惯性系统信息敏感误差机理与抑制方法研究
基于调制信号窗内模型的电力系统动态相量测量误差分析及方法研究
强度调制型偏振光谱成像系统的测量误差分析与标定技术研究