CPT原子磁力仪转向差及其标定补偿

作     者：徐强锋 王学锋 邓意成 和焕雪 卢向东 XU Qiangfeng;WANG Xuefeng;DENG Yicheng;HE Huanxue;LU Xiangdong

作者机构：北京航天控制仪器研究所北京100854 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心北京100094 

出 版 物：《空间科学与试验学报》 (Journal of Space Science and Experiment)

年 卷 期：2024年第1卷第1期

页      面：95-101页

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

主　　题：CPT 原子磁力仪 转向差 粒子群算法 三次样条插值 

摘      要：CPT原子磁力仪具有无方向盲区,并且在磁感应强度方向变化时可连续测量无需模式切换的特点,特别适合搭载在卫星、直升机等平台进行拖曳式探测。但是CPT原子磁力仪存在转向差问题,且探头剩磁干扰会影响转向差的补偿精度,进而影响其使用性能。本文针对CPT原子磁力仪转向差问题,分析了转向差机理,建立了探头剩磁补偿模型并进行了补偿,使用粒子群算法估计了剩磁参数,并使用剩磁补偿后的转向差离散点进行三次样条插值得到转向差曲线。试验结果表明:算法估计的探头剩磁在旋转面的投影分量大小为0.344 nT,方向与探头轴线垂直。在剩磁补偿前后,转向差补偿后的残差标准差由0.288 nT减小到0.132 nT,标准差减小了54%,有效提高了CPT原子磁力仪的使用性能。