【技术实现步骤摘要】
一种光纤重力梯度仪及重力梯度测量方法
本专利技术涉及一种光纤重力梯度仪及重力梯度测量方法，可用于卫星、航空、陆地、水下的地球重力梯度场测量，也适用于矿产资源开发、地质与地球物理勘探、地热田监测、地质灾害预警、地球深部构造研究、海洋学与气候学、惯性导航、军事反潜等工程及科研领域。
技术介绍
地球空间存在着许多地球物理场，地球重力场就是其中之一。该场的基本物理场量为重力加速度，一般用符号表示。根据一个力与其对应位势的一般关系，重力加速度等于重力位W的梯度：其中：为哈密顿算子，对重力加速度求取某方向的方向导数，即可得到重力加速度沿该方向的变化率，这一类方向导数称为重力梯度。重力梯度在数学形式上是重力位的二阶导数，在直角坐标系下，共有九个重力梯度分量，这些分量组成了一个梯度张量Γ，其表达式为：式(2)所示的张量中，各个分量均表示一个重力梯度，且张量内的元素关于对角线对称，即Wxy＝Wyx、Wxz＝Wzx、Wyz＝Wzy。上述所有重力梯度分量构成了地球重力梯度场。重力梯度的常用单...
【技术保护点】
1.一种光纤重力梯度仪，其特征在于，包括/n光信号相位调制器，用于对输入的信号光进行光信号相位调制以提高信号的抗干扰特性；/n干涉仪光路系统，用于接收光信号相位调制器输出调制后的信号光并产生干涉，其中该干涉仪光路系统的干涉光路上设有一光纤重力梯度探头，该光纤重力梯度探头与一驱动源连接，该驱动源用于控制该光纤重力梯度探头在竖直方向上振动，从而使该光纤重力梯度探头所在光路上的信号光相位变化；/n光电探测器，用于接收该干涉仪光路系统输出的信号光并将其转换为电信号；/n模数转换器，与该光电探测器的输出端连接，用于将所述电信号转换为数字信号，并发送给解调系统进行解算，得到重力梯度。/n
【技术特征摘要】
1.一种光纤重力梯度仪，其特征在于，包括
光信号相位调制器，用于对输入的信号光进行光信号相位调制以提高信号的抗干扰特性；
干涉仪光路系统，用于接收光信号相位调制器输出调制后的信号光并产生干涉，其中该干涉仪光路系统的干涉光路上设有一光纤重力梯度探头，该光纤重力梯度探头与一驱动源连接，该驱动源用于控制该光纤重力梯度探头在竖直方向上振动，从而使该光纤重力梯度探头所在光路上的信号光相位变化；
光电探测器，用于接收该干涉仪光路系统输出的信号光并将其转换为电信号；
模数转换器，与该光电探测器的输出端连接，用于将所述电信号转换为数字信号，并发送给解调系统进行解算，得到重力梯度。
2.如权利要求1所述的光纤重力梯度仪，其特征在于，所述光纤重力梯度探头包括一定子和一质量块，定子与质量块之间通过光纤缠绕束缚；该光纤重力梯度探头所在光路上的信号光从该光纤的一端输入、另一端输出。
3.如权利要求2所述的光纤重力梯度仪，其特征在于，该定子为一倒置的U型结构，开口固定于地面上，该质量块位于该定子的U型底部下方；该定子的U型底部与质量块之间通过所述光纤缠绕束缚。
4.如权利要求2或3所述的光纤重力梯度仪，其特征在于，所述质量块由比重大、物理化学性质稳定的固体或液体组成。
5.如权利要求2或3所述的光纤重力梯度仪，其特征在于，所述光纤为弯曲不敏感单模光纤或保偏光纤。
6.如权利要求2所述的光纤重力梯度仪，其特征在于，所述解调系统根据收到的信息计算出振动时干涉光路的光信号相位变化Δφ，然后通过公式计算得到振动引起的所述光纤长度变化ΔL；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳吉，陈彦钧，李正斌，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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