一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法，包括：根據(jù)第一操作指令進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；確定磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為所述磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與所述初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值；確定慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與所述慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值；輸出所述慣性輸出值。本發(fā)明專利技術(shù)利用磁場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果作為慣性測(cè)量的參數(shù)極大的提高了慣性測(cè)量的精度，并且在磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)的情況下慣性輸出值不會(huì)被影響，魯棒性好。

Inertial measurement method for gyroscope

The invention discloses a gyroscope inertial measurement method, including: first according to the operating instructions to determine the initial magnetic field measurement, magnetic signal strength value; inertial measurement, determine the inertial signal strength value; magnetic field measurement, magnetic field intensity to determine the signal value; determining the magnetic field signal strength value, wherein, the magnetic field intensity the average value of the value and the initial value of the magnetic signal strength for the magnetic field intensity; determine the inertial output value, the output value of the inertia and the inertia difference of signal strength values for the magnetic field signal strength value; output the output value of inertia. The invention uses the result of the magnetic field measurement as the parameter of the inertial measurement, greatly improves the accuracy of the inertial measurement, and the inertia output value can not be affected when the magnetic field is disturbed, and the robustness is good.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法
本專利技術(shù)涉及陀螺儀檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法。
技術(shù)介紹
慣性傳感器是軍用民用導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)。用于航空導(dǎo)航的光纖陀螺儀能夠達(dá)到2×10-10rad·s-1·Hz-1/2的精度。微機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀能夠達(dá)到2×10-4rad·s-1·Hz-1/2的精度。但是光纖陀螺儀體型較大、制作成本高，而微機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀長(zhǎng)時(shí)間使用漂移性能差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于：提供一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法，解決了新型基于量子自旋陀螺儀慣性測(cè)量中磁場(chǎng)擾動(dòng)對(duì)慣性測(cè)量結(jié)果干擾的問(wèn)題。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法，包括：根據(jù)第一操作指令進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；確定磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為所述磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與所述初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值；確定慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與所述慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值；輸出所述慣性輸出值。可選地，在所述進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值之后，所述方法還包括：檢測(cè)是否接收第二操作指令。可選地，當(dāng)未接收所述第二操作指令時(shí)，返回所述進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述方法包括：進(jìn)行第N次慣性測(cè)量，確定第N次慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，N為大于1的正整數(shù)；進(jìn)行第N次磁場(chǎng)測(cè)量，確定第N次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；確定第N次磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述第N次磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為所述第N次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與第N-1次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值；確定第N次慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與所述第N次慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值；輸出所述第N次慣性輸出值。可選地，在所述進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值之后，所述方法還包括：接收所述第二操作指令，結(jié)束測(cè)量。可選地，所述磁場(chǎng)測(cè)量為根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述自旋包括：電子自旋或核自旋。可選地，所述根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值，包括：自旋極化所述金剛石NV-色心；根據(jù)拉姆齊脈沖序列測(cè)量該時(shí)刻直接作用在所述金剛石NV-色心上的直流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。可選地，所述慣性測(cè)量為根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻的慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述自旋包括：電子自旋或核自旋。可選地，所述根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻的慣性信號(hào)強(qiáng)度值，包括：極化核自旋；根據(jù)核自旋的拉姆齊脈沖序列測(cè)量該時(shí)刻核自旋在慣性轉(zhuǎn)動(dòng)下的幾何相累積，結(jié)算出慣性信號(hào)強(qiáng)度值。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例提供的陀螺儀的慣性測(cè)量方法利用磁場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果作為慣性測(cè)量的參數(shù)極大的提高了慣性測(cè)量的精度，并且在磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)的情況下慣性輸出值不會(huì)被影響，魯棒性好。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法的流程圖；圖2為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法的流程圖；圖3為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種磁場(chǎng)測(cè)量的方法流程圖；圖4為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量的方法流程圖。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)表達(dá)的更清楚，下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法的流程圖，圖3為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種磁場(chǎng)測(cè)量的方法流程圖，圖4為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量的方法流程圖，如圖1、圖3、圖4所示，該方法可包括：在步驟110中，根據(jù)第一操作指令進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。可選地，磁場(chǎng)測(cè)量可以為根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值，其中，自旋可以包括電子自旋或核自旋。例如，根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻反應(yīng)磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)的熒光強(qiáng)度值。可選地，根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值，可包括：在步驟111中，自旋極化金剛石NV-色心。在步驟112中，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測(cè)量該時(shí)刻直接作用在金剛石NV-色心上的直流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。進(jìn)在步驟120中，行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值。可選地，慣性測(cè)量可以為根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻的慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，自旋可以包括電子自旋或核自旋。例如，根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻反應(yīng)慣性信號(hào)的熒光強(qiáng)度值。可選地，根據(jù)金剛石NV-色心中自旋測(cè)量該時(shí)刻的慣性信號(hào)強(qiáng)度值，可包括：在步驟121中，極化核自旋。在步驟122中，根據(jù)核自旋的拉姆齊脈沖序列測(cè)量該時(shí)刻核自旋在慣性轉(zhuǎn)動(dòng)下的幾何相累積，結(jié)算出慣性信號(hào)強(qiáng)度值。在步驟130中，進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。在步驟140中，確定磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值。在步驟150中，確定慣性輸出值，其中，慣性輸出值為磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值。在步驟160中，輸出慣性輸出值。例如，輸出第一慣性輸出值。例如，陀螺儀接收第一操作指令，并根據(jù)第一操作指令開(kāi)始進(jìn)行第一次磁場(chǎng)測(cè)量，在步驟111中，自旋極化金剛石NV-色心。在步驟112中，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測(cè)量該時(shí)刻直接作用在金剛石NV-色心上的直流磁場(chǎng)的熒光強(qiáng)度值，該熒光強(qiáng)度值為初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。進(jìn)行第一次慣性測(cè)量，在步驟121中，極化核自旋。在步驟122中，根據(jù)核自旋的拉姆齊脈沖序列測(cè)量核自旋在慣性轉(zhuǎn)動(dòng)下的幾何相累積，結(jié)算出反應(yīng)慣性信號(hào)的熒光強(qiáng)度值，該熒光強(qiáng)度值為第一慣性信號(hào)強(qiáng)度值。在第一次慣性測(cè)量后，在步驟130，進(jìn)行第二次磁場(chǎng)測(cè)量，重復(fù)步驟111中，自旋極化金剛石NV-色心。重復(fù)步驟112，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測(cè)量該時(shí)刻直接作用在金剛石NV-色心上的直流磁場(chǎng)的熒光強(qiáng)度值，該磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值為第一磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。在步驟150，第一磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為第一磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值。在步驟160，第一慣性輸出值將第一磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與第一慣性強(qiáng)度的差值。上述的陀螺儀的慣性測(cè)量方法利用磁場(chǎng)測(cè)量的結(jié)果作為慣性測(cè)量的參數(shù)極大的提高了慣性測(cè)量的精度，并且在磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)的情況下慣性輸出值不會(huì)被影響，魯棒性好。此外，上述的陀螺儀利用金剛石的NV-色心中的電子能夠在相同設(shè)備的情況下測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的特點(diǎn)，無(wú)需外加磁場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。圖2為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例提供的一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法的流程圖，如圖2所示，該方法除上述實(shí)施例所包括的步驟外，在步驟130，進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值之后，該方法還包括：在步驟170中，檢測(cè)是否接收第二操作指令。可選地，當(dāng)未接收第二操作指令時(shí)，返回步驟120，進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，該方法包括：在步驟120’中，進(jìn)行第N次慣性測(cè)量，確定第N次慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，N為大于1的正整數(shù)。在步驟130’中，進(jìn)行第N次磁場(chǎng)測(cè)量，確定第N次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值。在步驟140’中，確定第N次磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，第N次磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為第N次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與第N-1次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值。在步驟150’中，確定第N次慣性輸出值，其中，慣性輸出值為磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與第N次慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值；在步驟160’中，輸出所述第N次慣性輸本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)第一操作指令進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；確定磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為所述磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與所述初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值；確定慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與所述慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值；輸出所述慣性輸出值。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種陀螺儀的慣性測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)第一操作指令進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值；進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；確定磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為所述磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與所述初始磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值；確定慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與所述慣性信號(hào)強(qiáng)度值的差值；輸出所述慣性輸出值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺儀的慣性測(cè)量方法，其特征在于，在所述進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，確定磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值之后，所述方法還包括：檢測(cè)是否接收第二操作指令。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陀螺儀的慣性測(cè)量方法，其特征在于，當(dāng)未接收所述第二操作指令時(shí)，返回所述進(jìn)行慣性測(cè)量，確定慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述方法還包括：進(jìn)行第N次慣性測(cè)量，確定第N次慣性信號(hào)強(qiáng)度值，其中，N為大于1的正整數(shù)；進(jìn)行第N次磁場(chǎng)測(cè)量，確定第N次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值；確定第N次磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值，其中，所述第N次磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值為所述第N次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值與第N-1次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度值的平均值；確定第N次慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場(chǎng)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)度值與所述第N...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：房建成，張冀星，張晨，張寧，袁珩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11