旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、对工作中的旋转加速度计式重力梯度敏感器中加速度计组合输出模拟信号进行离散采样；步骤2、对步骤1得到的一组信号通过抽样的方法得到多组不同采样频率的系统输出数字信号；步骤3、对步骤2得到的多组信号分别计算其在旋转频率二倍频的功率谱密度值；步骤4、对步骤3中多组信号的采样频率倒数和对应的功率谱密度值利用最小二乘的方法进行一阶线性拟合，得到一次项系数a1和常值项系数a0；步骤5、确定最佳原始采样频率。本发明专利技术能够输出信号的二倍频附近白噪声能量最小，且硬件实现代价最低。

Selection method of original sampling frequency for rotating accelerometer gravity gradient sensor

The invention relates to a method for selecting the original sampling frequency of a rotating accelerometer gravity gradient sensor. Its technical characteristics include the following steps: step 1, discrete sampling of the combined output analog signal of an accelerometer in a rotating accelerometer gravity gradient sensor; step 2, obtaining multiple sets of signals from step 1 by sampling method. The system outputs digital signals with the same sampling frequency; Step 3 calculates the power spectral density values of the multiple groups of signals obtained in Step 2 at twice the rotating frequency; Step 4 calculates the reciprocal of the sampling frequency and the corresponding power spectral density values of the multiple groups of signals in Step 3 by first-order linear fitting using the least square method, and obtains the first-order coefficient A1 and constant-value coefficient a0; Step 5 calculates the first-order coefficient A1 and constant-value coefficient a0; Step 5 is accurate. Determine the optimal original sampling frequency. The white noise energy near the frequency doubling of the output signal is the smallest, and the hardware implementation cost is the lowest.

【技术实现步骤摘要】
旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法
本专利技术属于重力梯度敏感器
，涉及重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法，尤其是一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法。
技术介绍
旋转加速度计式重力梯度仪是对地球表面微小重力梯度变化进行连续测量的仪器。如图2所示，作为核心敏感器的重力梯度测量组件是由安装在旋转圆盘上的四个等距离成对安装的石英挠性加速度计组成。每个加速度计的检测质心到圆盘中心距离相等，加速度计敏感轴正切于圆，两组加速度计正交安装，且每组加速度计敏感轴反向安置。其中，1号加速度计与3号相反，2号与4号相反。实际工作中，圆盘以恒定的角速率ω旋转，对重力梯度信号进行调制，此时四个加速度计组合输出为：(a1+a3)-(a2+a4)＝2R[(Γxx-Γyy)sin(ωt+θ)-2Γxycos(ωt+θ)]其中，ω为圆盘旋转速率；R为加速度计中心到圆盘中心的距离；θ为初始相位。最后，加速度计组合信号通过2ω频率解调和低通滤波得到最终的重力梯度张量Γxx-Γyy和Γxy。重力梯度信号十分微弱，在近地表的最大变化幅值仅为几百E左右(1E＝10-9s-2)，这就本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对工作中的旋转加速度计式重力梯度敏感器中加速度计组合输出模拟信号进行离散采样；步骤2、对步骤1得到的一组信号通过抽样的方法得到多组不同采样频率的系统输出数字信号；步骤3、对步骤2得到的多组信号分别计算其在旋转频率二倍频的功率谱密度值；步骤4、对步骤3中多组信号的采样频率倒数和对应的功率谱密度值利用最小二乘的方法进行一阶线性拟合，得到一次项系数和常值项系数；步骤5、确定最佳原始采样频率。

【技术特征摘要】
1.一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对工作中的旋转加速度计式重力梯度敏感器中加速度计组合输出模拟信号进行离散采样；步骤2、对步骤1得到的一组信号通过抽样的方法得到多组不同采样频率的系统输出数字信号；步骤3、对步骤2得到的多组信号分别计算其在旋转频率二倍频的功率谱密度值；步骤4、对步骤3中多组信号的采样频率倒数和对应的功率谱密度值利用最小二乘的方法进行一阶线性拟合，得到一次项系数和常值项系数；步骤5、确定最佳原始采样频率。2.根据权利要求1所述的一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：以采样频率为fs0的方式在静态下对正常旋转工作的重力梯度敏感器中加速度计组合输出信号进行离散采样，得到四只加速度计输出组合信号Aout0。3.根据权利要求1所述的一种旋转加速度计式重力梯度敏感器原始采样频率的选择方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：通过重采样或抽样的方法，将采样频率为fs0的序列Aout0重采样或抽样为一组或多组的信号Aout1、Aout2、Aout3……，其对应的采样频率为fs1、fs2、fs3……。4.根据权利要求1所述的一种旋转加速度计式重力梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李达，杨晔，刘万国，高巍，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12