一种基于粒子群算法的原子磁力仪磁场测量方法技术

本发明专利技术公开一种基于粒子群算法的原子磁力仪磁场测量方法，将施加的单频激励磁场作为粒子群算法中的虚拟粒子，通过粒子群算法构建不同频率交变激励磁场间的交互机制，通过全频段中个体之间的协作和信息共享来寻找原子自旋共振位置，提升原子磁力仪磁场测量效率，实现群体协同性能的提升。现群体协同性能的提升。现群体协同性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子群算法的原子磁力仪磁场测量方法


[0001]本专利技术涉及磁探测领域，具体涉及一种原子磁力仪的磁场跟踪测量方法。

技术介绍

[0002]原子磁力仪在心脑磁测量、地磁测绘、军事领域等领域有重要的应用前景。
[0003]碱金属原子自旋极化、磁共振和自旋检测是原子磁力仪中三个主要的物理过程。圆偏振激光与原子自旋的角动量传递使原子系综中的大量原子处于相同的自旋状态，宏观上表现为大量原子自旋具有一致的极化指向。碱金属原子自旋在外磁场中会绕磁场方向进动，进动频率ω＝γB0称为拉莫尔频率，其中：γ称为旋磁比，仅与碱金属原子的种类有关；B0表示外磁场的幅值。原子自旋进动会调制穿过原子介质的线偏振激光的偏振方向，通过测量线偏振探测光的偏振方向变化，就可以得到原子自旋的进动频率。如果在外磁场的垂直方向上施加交变激励磁场，当交变激励磁场的频率等于碱金属原子自旋的拉莫尔频率时，碱金属原子会发生磁共振效应。此时，原子介质对线偏振激光的调制强度最强，测量到的信号幅值达到最大值，利用共振点的探测光偏振调制频率就可以解算得到外磁场强度。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粒子群算法的原子磁力仪磁场测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
①
、在原子磁力仪的应用场景中，随机设定多个频率的同强度交变磁场驱动信号，各个交变磁场视为粒子，粒子位置为交变磁场频率，将交变磁场施加到原子磁力仪激励磁场线圈中，原子磁力仪的输出信号幅值对各粒子位置的响应作为粒子群算法的适应度指标；步骤
②
、初始化粒子群算法参数，设置粒子群规模n，最大迭代次数G，粒子的最大速度vlim，位置信息为整个搜索频域；步骤
③
、随机初始化n个粒子的初始位置x＝{x_1，x_2，...，x_n}和速度v＝{v_1，v_2，...，v_n}；步骤
④
、各交变磁场通过局部搜索策略寻找原子磁力仪的最优响应；当前所有粒子位置叠加后施加在原子磁力仪激励磁场线圈上，将原子磁力仪输出信号做频谱变换，得到原子磁力仪对每个粒子响应的幅值大小f(x_i)，作为该位置的适应度值；根据所有粒子的适应度值得到群体全局最优位置；步骤
⑤
、通过粒子群算法更新粒子的速度和位置，更新公式如下：v_i＝w*V_i+C_1*Random(0,1)*(pbest_i
‑
x_i)+C_2*Random(0,1)*(gbest
‑
x_i)；x_i＝x_i+v_i；其中：v_i...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹颖，谢玉波，徐馥芳，马明祥，张锐，汪杰，罗玉昆，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：