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卫星双向时间频率传递中的Sagnac效应

宇航学报 2012年第7期33卷 936-941页

作者：武文俊李志刚杨旭海雷辉陈亮成璇冯初刚中科院国家授时中心西安710600 中科院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600 中科院研究生院北京100049 中科院上海天文台上海200030

结合卫星双向时间频率传递技术,提出了在卫星运动情况下Sagnac效应解决方案。卫星双向时间频率传递技术是基于地球同步卫星进行的。地球同步卫星在各种摄动力的影响下,相对于地面上的某点不是绝对静止的,而是作小幅度日周期性运动。Sag... 详细信息

结合卫星双向时间频率传递技术,提出了在卫星运动情况下Sagnac效应解决方案。卫星双向时间频率传递技术是基于地球同步卫星进行的。地球同步卫星在各种摄动力的影响下,相对于地面上的某点不是绝对静止的,而是作小幅度日周期性运动。Sagnac效应与卫星和地面观测站的位置密切相关,卫星的运动直接导致了Sagnac效应也具有日周期变化的特征。使用高精度实测卫星轨道数据对Sagnac效应进行计算分析,结果表明:由卫星运动引起的Sagnac效应值具有与卫星运动一致的周日变化规律特征,大小达到几百皮秒的量级,与传统的将同步卫星作为静止点处理相比,提高了Sagnac效应误差的修正精度。该方案对于各种高精度卫星时间比对技术和卫星导航等领域具有重要的应用价值。

关键词： Sagnac效应卫星双向时间频率传递卫星运动

干涉式光纤陀螺中Shupe效应与Sagnac效应的分离

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激光与红外 2014年第4期44卷 429-432页

作者：周柯江胡国栋刘树俊胡科可浙江大学信息与电子工程学系浙江杭州310027

热引入的零偏漂移即Shupe效应是提高光纤陀螺精度面临的最大难题。基于Shupe效应与光纤陀螺的Sagnac效应具有本质的不同特性,即Sagnac效应引起的相移只与几何尺寸有关,而与光传播的介质特性无关,提出了一种新型的不受温度梯度影响的光... 详细信息

热引入的零偏漂移即Shupe效应是提高光纤陀螺精度面临的最大难题。基于Shupe效应与光纤陀螺的Sagnac效应具有本质的不同特性,即Sagnac效应引起的相移只与几何尺寸有关,而与光传播的介质特性无关,提出了一种新型的不受温度梯度影响的光纤陀螺。利用两个偏振模式在光纤陀螺环中交替或同时传播可以将sagnac相移与Shupe误差相移分离开来,基于两种偏振模式分时传播实验,初步验证了该理论的可行性。并且提出了一种新型的偏振交替干涉式光纤陀螺模型以改进其性能。

关键词： Shupe效应 Sagnac效应干涉式光纤陀螺

Sagnac效应在连续波腔衰荡微量气体浓度测量系统中的应用

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光电工程 2011年第1期38卷 55-59页

作者：李志全任晓丽燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

基于环形光路的Sagnac效应及腔衰荡测量技术原理,本文提出了一种新型的连续波腔衰荡微量气体浓度测量系统。系统中利用环形光路的Sagnac效应,将光纤环作为一个等效反射镜,与高反射率镜形成衰荡腔,实现衰荡腔的反射率可调,从而降低系统... 详细信息

基于环形光路的Sagnac效应及腔衰荡测量技术原理,本文提出了一种新型的连续波腔衰荡微量气体浓度测量系统。系统中利用环形光路的Sagnac效应,将光纤环作为一个等效反射镜,与高反射率镜形成衰荡腔,实现衰荡腔的反射率可调,从而降低系统对入射光强度的要求,对信号处理提供了条件。在此基础上,文中对环形光路Sagnac效应和腔衰荡测量技术原理进行理论分析及推导,得到反射率与光纤环转速的关系、连续波腔衰荡微量气体浓度测量公式以及光纤环转速对微量气体浓度测量系统的影响,并通过仿真实验验证所设计系统的各项性能指标。

关键词： Sagnac效应光纤环反射率腔衰荡技术

基于Sagnac效应的光缆识别仪的设计与实现

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基于Sagnac效应的光缆识别仪的设计与实现

作者：杨家田北京交通大学

学位级别：硕士

现代社会是信息的社会,人们对信息的爆炸性需求,加速了现代通信业的发展,尤其是光纤通信的发展。光纤通信的快速发展催生了光缆的大面积铺设,光缆的大量应用带来了繁重的日常光缆维护工作,而且随着光缆在骨干网、核心网上承载信息量的... 详细信息

现代社会是信息的社会,人们对信息的爆炸性需求,加速了现代通信业的发展,尤其是光纤通信的发展。光纤通信的快速发展催生了光缆的大面积铺设,光缆的大量应用带来了繁重的日常光缆维护工作,而且随着光缆在骨干网、核心网上承载信息量的日益增加,其在通信中的作用更加突出。鉴于以上原因,所以光缆线路一旦出现故障,在施工现场能够简单、快速、准确地找出目标光缆就显得越发重要。光缆识别仪正是在这样的需求背景之下出现的,它是依据sagnac干涉效应和光纤传感技术原理而工作的。在光缆施工现场,技术人员只需简单的敲击光缆,借助于该仪器的LED显示和音频输出,便能够迅速、准确地找出目标光缆。光缆识别仪主要有LD模块、PD模块、FPGA模块、电源模块和显示模块五个部分组成。LD模块是仪器的光源发射部分,负责提供一束稳定的波长为1550nm的激光;PD模块是仪器的探测接收部分,负责光/电转换和信号放大;FPGA模块是仪器的信号处理部分,负责处理PD模块供给的信号;电源模块为整个光缆识别系统提供电力支持;显示模块负责整个仪器的LED和数码管显示。本论文取得的主要成果如下： 1、LD模块中,根据需求指标,设计了激光器的电压驱动电路、手动可调功率控制电路和温度控制电路。测试结果表明激光器能够在25℃下正常出光,出光功率范围为0～10mw。 2、PD模块中,根据需求指标,设计了光接收多级放大电路,其有效灵敏度可达40dB。 3.FPGA模块中,根据信号处理需求,设计了A/D采样电路和音频处理电路。 4、对光缆识别系统进行了单程100km的实验室测试;单程35km.50km的直埋光缆现场测试;单程40km的架空光缆现场测试。获得了光缆识别仪样机的主要性能参数和不足之处。

关键词：光缆识别 Sagnac效应光纤传感系统测试

基于GEO和IGSO卫星的Sagnac效应的求解

同方学位论文库评论

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测绘科学 2009年第2期34卷 30-32页

作者：刘晓刚吴晓平刘雁雨曹纪东信息工程大学测绘学院郑州450052 51081部队北京100094

本文根据卫星共视法进行时间比对的基本原理,详细介绍了Sagnac效应产生的原因。并分别以静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星为例,推导了卫星共视法时间比对中Sagnac效应在地心惯性系中的基本计算模型,给出了当地面站在赤道上... 详细信息

本文根据卫星共视法进行时间比对的基本原理,详细介绍了Sagnac效应产生的原因。并分别以静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星为例,推导了卫星共视法时间比对中Sagnac效应在地心惯性系中的基本计算模型,给出了当地面站在赤道上和不在赤道上这两种情况下Sagnac效应的详细计算过程,得出了当地面站与卫星的经度相同以及当地面站与卫星在两极地区这两种情况下Sagnac效应的值为零的结论。这对于地面站之间的时间同步以及卫星导航定位具有重要的参考价值和实用意义。

关键词：地心惯性系 Sagnac效应卫星共视法静止地球同步轨道卫星倾斜地球同步轨道卫星

卫星双向法时间频率传递中Sagnac效应的计算分析

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仪器仪表学报 2006年第z1期27卷 628-630页

作者：王晓晗杨旭海中国科学院国家授时中心

结合卫星双向法时间传递(TWSTFT),介绍了Sagnac效应原理,推导了Sagnac效应的基本计算公式,并给出详细计算过程。对Sagnac效应在常见几种情况下的应用进行了讨论。这对于卫星时间同步和卫星导航定位具有重要的参考价值和实用意义。

关键词： Sagnac效应卫星双向法时间频率传递静止同步卫星

Sagnac效应对光纤时间传递精度的影响分析

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光学学报 2013年第3期33卷 84-89页

作者：于龙强卢麟王荣经继松吴传信朱勇解放军理工大学通信工程学院江苏南京210007

分析了光纤时间传递中Sagnac效应产生的原因,详细推导了地球表面任意两点间Sagnac效应授时误差的计算公式,仿真研究了Sagnac效应对光纤时间传递精度的影响。结果表明,Sagnac效应授时误差取决于光纤的纬度及其轨迹,当进行长距离时间传递... 详细信息

分析了光纤时间传递中Sagnac效应产生的原因,详细推导了地球表面任意两点间Sagnac效应授时误差的计算公式,仿真研究了Sagnac效应对光纤时间传递精度的影响。结果表明,Sagnac效应授时误差取决于光纤的纬度及其轨迹,当进行长距离时间传递时其误差值可能达到纳秒量级,必须对Sagnac效应进行精确的时延补偿或校准。

关键词：光纤光学时间传递 Sagnac效应授时误差

融入迈克尔逊-莫雷实验目的的Sagnac效应理想实验

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前沿科学 2011年第3期5卷 48-55页

作者：黄德民海军装备部

长期以来,光速不变假设被认为得到了迈克尔逊-莫雷实验等的广泛支持,Sagnac效应尤其是推广的Sagnac效应出现后,有人认为是对光速不变假设的否定。但Sagnac效应涉及到非惯性系,能否动摇惯性系中的光速不变假设,出现巨大争议。本文设计了... 详细信息

长期以来,光速不变假设被认为得到了迈克尔逊-莫雷实验等的广泛支持,Sagnac效应尤其是推广的Sagnac效应出现后,有人认为是对光速不变假设的否定。但Sagnac效应涉及到非惯性系,能否动摇惯性系中的光速不变假设,出现巨大争议。本文设计了一个理想实验方案,将Sagnac效应与迈克尔逊-莫雷实验目的有机融合。对此实验,相对论将难于预见和解释。该实验有助于打破争论僵局,促进人们对光速问题再认识,挑战相对论。

关键词： Sagnac效应迈克尔逊-莫雷实验理想实验光速不变假设相对论

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弯曲时空中的Sagnac效应

弯曲时空中的Sagnac效应

作者：胡平辉湖南师范大学

学位级别：硕士

旋转坐标系中的一些特殊现象数百年来一直吸引着无数的物理学家和天文学家，用干涉仪测量旋转系效应的实验研究可以追溯到XIX世纪末。1913年，sagnac利用一个迅速旋转的圆形干涉仪，测得以相反方向沿圆周构成的闭合回路传播的两束单色... 详细信息

旋转坐标系中的一些特殊现象数百年来一直吸引着无数的物理学家和天文学家，用干涉仪测量旋转系效应的实验研究可以追溯到XIX世纪末。1913年，sagnac利用一个迅速旋转的圆形干涉仪，测得以相反方向沿圆周构成的闭合回路传播的两束单色相干光束的干涉条纹与干涉仪静止时相比产生ΔZ=4Ω·S/λc的移动;两束反向传播的光束绕行一周回到出发点时产生时间差为Δt=λ/cΔz=4Ω·S/c~2。从此以后，人们把此种效应称为Sagnac效应。1960年激光器的问世，使人们对Sagnac效应兴趣再一才提升。基于Sagnac效应研制出来的干涉型光纤陀螺近年来已普遍应用于各种导弹，飞机导航以及汽车导航控制中。很多技术还在等着进一步的检验，因此，对Sagnac效应的深入讨论和研究具有重要的意义。本文，我们将着重研究弯曲时空中的Sagnac效应以及诸引力参量对此效应的一些修正。 Sakurai通过与磁Aharonov-Bohm效应的类比，得到了Sagnac效应的一阶近似。利用Cattaneo的空-时分裂原理，我们引入“引力-磁”Aharonov Bohm效应，把Sakurai的理论进行了推广，得到了Sagnac效应完整的表述，并且证明了此结果适用于广义相对论。本文我们重点讨论了Schwarzchild场，Kerr场，Kerr-Newman-kasuya场中的Sagnac效应。我们发现，在弯曲时空中，Sagnac效应除了与旋转参考系的角速度有关外，中心质量源的引力质量，比角动量，引力电荷和引力磁荷也对此有一定的贡献。引力质量会使观测到的Sagnac效应加强，相反，引力电荷和引力磁荷却会减弱此效应。特别是，在中心质量源旋转的时空中，即使是在不旋转的参考系中也可以观测到此效应。另外我们还讨论了引力波探测中（主要是LISA计划）Sagnac效应的应用。LISA计划要发射三个绕太阳公转的探测器，将它们置于三角形的三个顶点上，三个探测器用激光联系，顺时针和逆时针的光束沿三角形区域∑的边缘路径C传播，sagnac时间差Δt=4/c~2 integral from n=∑（Ω·d∑）在λ》L的条件下可以用来求引力波引起的局部旋转角速度Ω。但是，在线性近似下，当引力波的波长满足极限条件λ~2＞＞∑时，sagnac时间差变为零。

关键词：广义相对论 Sagnac效应 Aharonov-Bohm效应弯曲时空引力波