專利名稱：一種基于正弦波磁光調(diào)制的失調(diào)角測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于角度測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于正弦波磁光調(diào)制的失調(diào)角測量方法，尤其涉及一種基于正弦波磁光調(diào)制的無機械連接的空間方位失調(diào)角高精度測量方法。
背景技術(shù)：
基于正弦波磁光調(diào)制偏振光的空間方位失調(diào)角測量技術(shù)是指利用光的偏振和法拉第磁致旋光效應(yīng)實現(xiàn)不同水平面上的上下兩臺無機械連接的設(shè)備之間水平方位失調(diào)角的測量，此項技術(shù)的發(fā)展成長將大大促進航空航天及生物醫(yī)學(xué)等多技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于正弦波磁光調(diào)制偏振光的空間方位失調(diào)角測量的研究主要是中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所的高立民、陳良益、馬彩文等教授發(fā)表在2001年11月第30卷第11期的《光子學(xué)報》中的《利用磁光調(diào)制實現(xiàn)方位角垂直傳遞》、 2001年7月第30卷第7期的《光子學(xué)報》中的《一種無機械連接的方位測量同步系統(tǒng)》、2008 年3月第37卷第3期的《紅外與激光工程》中的《基于偏振光的精密角度測量及傳遞技術(shù)》 等文章，其空間方位失調(diào)角測量原理(如

圖1所示)是激光器發(fā)出的激光經(jīng)過起偏器成為線偏振光，當通過調(diào)制器中磁致旋光玻璃時，在正弦激勵信號產(chǎn)生的同頻交變磁場作用下， 產(chǎn)生法拉第磁致旋光效應(yīng)，實現(xiàn)了偏振光信號調(diào)制，信號檢測與處理系統(tǒng)對經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的信號檢測處理、提取與失調(diào)角相關(guān)的電壓信號，并經(jīng)過一定的運算得到方位失調(diào)角。在該測量方法中，空間方位失調(diào)角的測量依據(jù)式(1)、(2)；先將調(diào)制后的光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、放大后，得到u :
權(quán)利要求
1. 一種基于正弦波磁光調(diào)制偏振光的空間方位失調(diào)角的測量方法，其特征在于不需要對光電轉(zhuǎn)換后的信號進行隔直，直接通過建立光電轉(zhuǎn)換后電壓信號中極值點與失調(diào)角之間的關(guān)系模型，推導(dǎo)解算出包括增根在內(nèi)的多個失調(diào)角，利用電壓信號中極值點的個數(shù)決定失調(diào)角的取舍，最終通過反正切計算得到失調(diào)角的測量值，具體步驟如下步驟1 建立光電轉(zhuǎn)換后電壓信號中兩個橫坐標不變的極值點與失調(diào)角a關(guān)系模型
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正弦波磁光調(diào)制偏振光的空間方位失調(diào)角的測量方法，其特征在于步驟1中建立光電轉(zhuǎn)換后電壓信號中兩個橫坐標不變的極值點與失調(diào)角α關(guān)系模型的具體步驟為步驟 1. 1 令」二備/0、5 二魯/0 * sin 2僅=X * sin2a、C =臺/0 * cos2 = 乂 * cos2α得u = A+B^sin (mf sin wt) -C^cos (mf sin wt)⑷式中k是電壓信號的放大倍數(shù)；Itl是激光器發(fā)出的激光經(jīng)過起偏器后的出射光強；mf 為磁光調(diào)制器的調(diào)制度，單位是弧度；步驟1. 2 確定式中電壓信號u的規(guī)律 對式(4)求極值點，令du/dwt = 0，得當—1 1時，u的極值分布如下所示
3.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1 2所述的一種基于正弦波磁光調(diào)制偏振光的空間方位失調(diào)角的測量方法，其特征在于步驟2中所述的建立失調(diào)角測量模型的具體步驟為 步驟2.1:失調(diào)角的解算式⑶中
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于正弦波磁光調(diào)制的無機械連接的空間方位失調(diào)角高精度測量方法，其特征在于不需要對光電轉(zhuǎn)換后的信號進行隔直，直接通過建立光電轉(zhuǎn)換后電壓信號中極值點與失調(diào)角之間的關(guān)系模型，推導(dǎo)解算出包括增根在內(nèi)的多個失調(diào)角，利用電壓信號中極值點的個數(shù)決定失調(diào)角的取舍，最終通過反正切計算得到失調(diào)角的測量值，具體步驟包括建立光電轉(zhuǎn)換后電壓信號中兩個橫坐標不變的極值點與失調(diào)角α關(guān)系模型；建立失調(diào)角測量模型；失調(diào)角測量的實現(xiàn)。同現(xiàn)有技術(shù)相比，提出直接處理信號的方法消除了貝賽爾函數(shù)展開帶來的誤差，二倍角公式的引入擴大了測量范圍。本發(fā)明方法無論在測量精度還是測量范圍上都優(yōu)于現(xiàn)有方法。
文檔編號G01C1/00GK102288154SQ20111016642
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者周召發(fā), 張志利, 楊志勇, 郭曉松, 黃先祥 申請人:中國人民解放軍第二炮兵工程學(xué)院