原子重力动态测量稳定平台及方法技术

本发明专利技术公开了原子重力动态测量稳定平台，支撑框架内设置有外框架，外框架内设置有内框架，内框架内设置有安装环，安装环套设固定在原子重力仪落体腔上，内框力矩电机的固定部设置在内框架上，内框力矩电机的旋转轴驱动安装环旋转，外框力矩电机的固定部设置在外框架上，外框力矩电机的旋转轴驱动内框架旋转。本发明专利技术还公开了原子重力动态测量稳定方法，本发明专利技术悬挂绳索和空气阻尼器为外框架、内框架、安装环和原子重力仪落体腔整体提供晃动时的阻尼缓冲。通过驱动外框力矩电机和内框力矩电机，对原子重力仪落体腔的空间状态进行调节，使得原子重力仪落体腔的中心轴稳定在垂直状态。态。态。

【技术实现步骤摘要】
原子重力动态测量稳定平台及方法


[0001]本专利技术涉及原子重力动态测量
，具体涉及原子重力动态测量稳定平台，还涉及原子重力动态测量稳定。

技术介绍

[0002]原子重力仪动态测量技术作为一种新型的高精度动态测量手段，是当前精密重力测量的一个前沿。与经典落体绝对重力仪不同,原子重力仪以中性原子组成的冷原子团替代传统的机械质量块作为检测物质，无机械疲劳问题，可以长时间连续测量重力加速度。具有更好的系统鲁棒性，更高的工作频率以及更高的测量灵敏度，也更适合紧凑型集成化设计。因此，原子重力仪非常适合做动态测量。
[0003]迄今为止高精度的原子重力测量只能在无干扰的静态环境中进行，鲜有船载或机载的精确测量报告。一个重要原因是，动态条件下，冷原子团不仅仅会敏感重力加速度，而且还会敏感载体加速度。载体的水平加速度会导致冷原子团产生横向运动超出拉曼光束范围而无法产生干涉，即使冷原子团没有超出拉曼光束范围，这种横向运动也会导致严重的相移噪声，从而产生严重的系统误差，使得仪器的准确度显著降低。而载体的垂直加速度会导致仪器的主、被动减振平台极易脱离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.原子重力动态测量稳定平台，包括支撑框架(1)，其特征在于，支撑框架(1)内设置有外框架(2)，外框架(2)内设置有内框架(3)，内框架(3)内设置有安装环(4)，安装环(4)套设固定在原子重力仪落体腔(5)上，安装环(4)上固定有两个内旋转轴(14)，两个内旋转轴(14)位于安装环(4)的旋转轴线上，两个内旋转轴(14)活动设置在内框架(3)上，其中一个内旋转轴(14)与内框力矩电机(6)的旋转轴连接，内框力矩电机(6)的固定部设置在内框架(3)上，内框架(3)上设置有用于监测内框力矩电机(6)的旋转轴相对内框架(3)旋转角度的内框角传感器(7)，内框架(3)上固定有两个外旋转轴(15)，两个外旋转轴(15)位于内框架(3)的旋转轴线上，两个外旋转轴(15)活动设置在外框架(2)上，其中一个外旋转轴(15)与外框力矩电机(8)的旋转轴连接，外框力矩电机(8)的固定部设置在外框架(2)上，外框架(2)上设置有用于监测外框力矩电机(8)的旋转轴相对外框架(2)旋转角度的外框角传感器(9)，外框架(2)底部通过缓冲支撑部的顶部连接，缓冲支撑部的底部设置在支撑框架(1)的底部，外框架(2)顶部与通过悬挂绳索(10)与支撑框架(1)的顶部连接，安装环(4)上设置有两个正交加速度计和两个正交光纤陀螺仪。2.根据权利要求1所述原子重力动态测量稳定平台，其特征在于，所述内框架(3)、外框架(2)、原子重力仪落体腔(5)与悬挂绳索(10)组成第一级摆；原子重力仪落体腔(5)、内框架(3)、与外框架(2)构成第二级摆，第一级摆和第二级摆共同组成一个二阶摆，安装环(4)呈水平状态时，原子重力仪落体腔(5)的中心轴呈垂直状态，内旋转轴(14)的轴线和外旋转轴(15)的轴线在水平面上垂直，内旋转轴(14)的轴线方向和外旋转轴(15)的轴线方向分别为第二水平方向和第一水平方向，内旋转轴(14)的轴线和外旋转轴(15)的轴线相交于原子重力仪落体腔(5)的质心；两个加速度计(19)分别用于检测安装环(4)在第一水平方向和第二水平方向上的水平偏差信号，两个陀螺仪(20)分别用于检测安装环(4)在第一水平方向和第二水平方向上的角速率。3.根据权利要求1所述原子重力动态测量稳定平台，其特征在于，所述外框架(2)顶部与通过悬挂绳索(10)与支撑框架(1)的顶部连接。4.根据权利要求1所述原子重力动态测量稳定平台，其特征在于，所述缓冲支撑部包括与外框架(2)的每条边框底部连接的缓冲支撑单元(11)，每个缓冲支撑单元(11)均包括呈V形分布的两个空气阻尼器(12)，每个缓冲支撑单元(11)的两个空气阻尼器(12)的伸缩端均与外框架(2)对应的边框底部铰接，缓冲支撑单元的两个空气阻尼器(12)的固定端与隔震垫(13)铰接，隔震垫(13)设置在支撑框架(1)的底部。5.原子重力动态测量稳定方法，利用权利要求2所述原子重力动态测量稳定平台，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过陀螺仪(20)，获得安装环(4)在第一水平方向和第二水平方向的第一角速率信号和第二角速率信号，将第一角速率信号和第二角速率信号转换为电信号并经过增益放大后传递给数字控制电路；通过加速度计(19)，获得安装环(4)在第一水平方向和第二水平方向的第一水平偏差信号和第二水平偏差信号，并经过增益放大后传递给数字控制电路；通过内框角传感器(7)获得第一旋转角度信号，通过外框角传感器(9)获得第二旋转角度信号，然后将第一旋转角度信号和第二旋转角度信号增益放大后传递给数字控制电路；
步骤2、计算第一角速率信号和第二角速率信号对应的第一水平偏差信号的第一水平偏差角速率，对第一旋转角度信号和第二旋转角度信号进行微分获得第一旋转角速率和第二旋转角速率；步骤3、基于第一角速率信号、第一水平偏差角速率、以及第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏飞，徐新强，李鹤元，汪龙，李琦，刘健，武威，周睿，赵德军，鲍李峰，
申请(专利权)人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，
类型：发明
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