一种基于单光束的磁场非正交角原位测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电变量或磁变量的测量技术领域，尤其涉及一种基于单光束的磁场非正交角原位测量系统及方法，方法包括如下步骤：单光束经过碱金属原子气室后，进行光电转换得到光束的幅值信息；给Y轴及Z轴偏置磁场线圈施加电流，使二者产生的偏置磁场相等且总偏置磁场幅值为设定值，交替变换Y轴偏置及Z轴偏置磁场线圈的电流方向，对射频磁场线圈施加不同频率的电流；改变总偏置磁场幅值的设定值，重复上述操作至设定轮数，得到拟合方程；对拟合方程拟合得到拟合方程的斜率及截距；计算磁场非正交角。本发明专利技术提供的方法及系统适用范围广，避免了光与光之间夹角引入的误差，避免了非原位测量带来的位置误差，测量结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电变量或磁变量的测量，尤其涉及一种基于单光束的磁场非正交角原位测量系统及方法。

技术介绍

1、基于量子原理的磁力仪和陀螺仪逐渐发展，其核心是利用碱金属原子对磁场或转动的响应实现磁场和惯性测量。碱金属原子的能级分裂受外界磁场影响，磁场的补偿效果直接决定了陀螺仪和磁力仪的灵敏度与准确度，尤其是基于无自旋交换弛豫原理的相关系统受磁场补偿效果影响更为严重，甚至可能存在磁场补偿效果较差导致系统无法正常运行的情况。而磁场的补偿效果直接与磁场线圈的非正交角有关，因此研究磁场非正交角测量系统与方法具有必要性。

技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于单光束的磁场非正交角原位测量系统及方法，单光束经过碱金属原子气室，基于磁共振原理，利用不同偏置磁场方向下系统共振频率的差异，计算得到两偏置磁场线圈之间的非正交角。

2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现：

3、一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其包括如下步骤：

4、s1：光源产生的单光束经过碱金属原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：步骤S1中碱金属原子气室的温度稳定在70℃～110℃范围内。

3.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：Y轴偏置磁场线圈、Z轴偏置磁场线圈、射频磁场线圈及碱金属原子气室均置于磁屏蔽模块内。

4.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：步骤S2中每一轮测量交替变换Y轴偏置磁场线圈及Z轴偏置磁场线圈的电流方向包括如下过程：I、Y轴偏置磁场...

【技术特征摘要】

1.一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：步骤s1中碱金属原子气室的温度稳定在70℃～110℃范围内。

3.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：y轴偏置磁场线圈、z轴偏置磁场线圈、射频磁场线圈及碱金属原子气室均置于磁屏蔽模块内。

4.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：步骤s2中每一轮测量交替变换y轴偏置磁场线圈及z轴偏置磁场线圈的电流方向包括如下过程：i、y轴偏置磁场线圈电流方向为正向，z轴偏置磁场线圈电流方向为正向；ii、y轴偏置磁场线圈电流方向为反向，z轴偏置磁场线圈电流方向为正向；iii、y轴偏置磁场线圈电流方向为反向，z轴偏置磁场线圈电流方向为反向；iv、y轴偏置磁场线圈电流方向为正向，z轴偏置磁场线圈电流方向为反向。

5.根据权利要求1所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：步骤s3中不同测量条件下相应的拟合方程为式（1）：

6.根据权利要求5所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：步骤s5中按照式（2）计算磁场非正交角：

7.一种基于单光束的磁场非正交角原位测量系统，用于执行如权利要求1至6任意一项所述的一种基于单光束的磁场非正交角原位测量方法，其特征在于：包括光源模块、碱金属原子气室、磁场产生模块、信号采集模块及数据处理模块，所述光源模块用于产生单光束入射至碱金属原子气室，所述信号采集模块用于将从碱金属原子气室输出光束的光信号转化成电信号，得到光束的幅值信息并传输给数据处理模块，所述磁场产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳治，祁喆，董丽红，裴闯，毛佳珍，武丽花，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：