本發(fā)明涉及陀螺儀檢測領域，尤其涉及一種陀螺儀的慣性測量方法。

背景技術：

慣性傳感器是軍用民用導航系統(tǒng)的基礎。用于航空導航的光纖陀螺儀能夠達到2×10-10rad·s-1·Hz-1/2的精度。微機電系統(tǒng)陀螺儀能夠達到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，而微機電系統(tǒng)陀螺儀長時間使用漂移性能差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種陀螺儀的慣性測量方法，解決了新型基于量子自旋陀螺儀慣性測量中磁場擾動對慣性測量結果干擾的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種陀螺儀的慣性測量方法，包括：

根據(jù)第一操作指令進行磁場測量，確定初始磁場信號強度值；

進行慣性測量，確定慣性信號強度值；

進行磁場測量，確定磁場信號強度值；

確定磁場環(huán)境信號強度值，其中，所述磁場環(huán)境信號強度值為所述磁場信號強度值與所述初始磁場信號強度值的平均值；

確定慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場環(huán)境信號強度值與所述慣性信號強度值的差值；

輸出所述慣性輸出值。

可選地，在所述進行磁場測量，確定磁場信號強度值之后，所述方法還包括：

檢測是否接收第二操作指令。

可選地，當未接收所述第二操作指令時，返回所述進行慣性測量，確定慣性信號強度值，其中，所述方法包括：

進行第N次慣性測量，確定第N次慣性信號強度值，其中，N為大于1的正整數(shù)；

進行第N次磁場測量，確定第N次磁場信號強度值；

確定第N次磁場環(huán)境信號強度值，其中，所述第N次磁場環(huán)境信號強度值為所述第N次磁場信號強度值與第N-1次磁場信號強度值的平均值；

確定第N次慣性輸出值，其中，所述慣性輸出值為所述磁場環(huán)境信號強度值與所述第N次慣性信號強度值的差值；

輸出所述第N次慣性輸出值。

可選地，在所述進行磁場測量，確定磁場信號強度值之后，所述方法還包括：

接收所述第二操作指令，結束測量。

可選地，所述磁場測量為根據(jù)金剛石NV^-色心中自旋測量該時刻磁場的磁場信號強度值，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^-色心中自旋測量該時刻磁場的磁場信號強度值，包括：

自旋極化所述金剛石NV^-色心；

根據(jù)拉姆齊脈沖序列測量該時刻直接作用在所述金剛石NV^-色心上的直流磁場的磁場信號強度值。

可選地，所述慣性測量為根據(jù)金剛石NV^-色心中自旋測量該時刻的慣性信號強度值，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^-色心中自旋測量該時刻的慣性信號強度值，包括：

極化核自旋；

根據(jù)核自旋的拉姆齊脈沖序列測量該時刻核自旋在慣性轉動下的幾何相累積，結算出慣性信號強度值。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的一個實施例提供的陀螺儀的慣性測量方法利用磁場測量的結果作為慣性測量的參數(shù)極大的提高了慣性測量的精度，并且在磁場產生擾動的情況下慣性輸出值不會被影響，魯棒性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種陀螺儀的慣性測量方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例提供的一種陀螺儀的慣性測量方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例提供的一種磁場測量的方法流程圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例提供的一種慣性測量的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的技術方案以及優(yōu)點表達的更清楚，下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種陀螺儀的慣性測量方法的流程圖，圖3為本發(fā)明一個實施例提供的一種磁場測量的方法流程圖，圖4為本發(fā)明一個實施例提供的一種慣性測量的方法流程圖，如圖1、圖3、圖4所示，該方法可包括：

在步驟110中，根據(jù)第一操作指令進行磁場測量，確定初始磁場信號強度值。

可選地，磁場測量可以為根據(jù)金剛石NV^-色心中自旋測量該時刻磁場的磁場信號強度值，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^-色心中自旋測量該時刻反應磁場環(huán)境信號的熒光強度值。

可選地，根據(jù)金剛石NV^-色心中自旋測量該時刻磁場的磁場信號強度值，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)拉姆齊脈沖序列測量該時刻直接作用在金剛石NV^-色心上的直流磁場的磁場信號強度值。

進在步驟120中，行慣性測量，確定慣性信號強度值。

可選地，慣性測量可以為根據(jù)金剛石NV^-色心中自旋測量該時刻的慣性信號強度值，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^-色心中自旋測量該時刻反應慣性信號的熒光強度值。

可選地，根據(jù)金剛石NV^-色心中自旋測量該時刻的慣性信號強度值，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量該時刻核自旋在慣性轉動下的幾何相累積，結算出慣性信號強度值。

在步驟130中，進行磁場測量，確定磁場信號強度值。

在步驟140中，確定磁場環(huán)境信號強度值，其中，磁場環(huán)境信號強度值為磁場信號強度值與初始磁場信號強度值的平均值。

在步驟150中，確定慣性輸出值，其中，慣性輸出值為磁場環(huán)境信號強度值與慣性信號強度值的差值。

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)第一操作指令開始進行第一次磁場測量，在步驟111中，自旋極化金剛石NV^-色心。在步驟112中，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測量該時刻直接作用在金剛石NV^-色心上的直流磁場的熒光強度值，該熒光強度值為初始磁場信號強度值。進行第一次慣性測量，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量核自旋在慣性轉動下的幾何相累積，結算出反應慣性信號的熒光強度值，該熒光強度值為第一慣性信號強度值。在第一次慣性測量后，在步驟130，進行第二次磁場測量，重復步驟111中，自旋極化金剛石NV^-色心。重復步驟112，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測量該時刻直接作用在金剛石NV^-色心上的直流磁場的熒光強度值，該磁場信號強度值為第一磁場信號強度值。在步驟150，第一磁場環(huán)境信號強度值為第一磁場信號強度值與初始磁場信號強度值的平均值。在步驟160，第一慣性輸出值將第一磁場環(huán)境信號強度值與第一慣性強度的差值。

上述的陀螺儀的慣性測量方法利用磁場測量的結果作為慣性測量的參數(shù)極大的提高了慣性測量的精度，并且在磁場產生擾動的情況下慣性輸出值不會被影響，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備的情況下測量磁場強度的特點，無需外加磁場檢測設備，簡化了系統(tǒng)的復雜程度。

圖2為本發(fā)明一個實施例提供的一種陀螺儀的慣性測量方法的流程圖，如圖2所示，該方法除上述實施例所包括的步驟外，在步驟130，進行磁場測量，確定磁場信號強度值之后，該方法還包括：

在步驟170中，檢測是否接收第二操作指令。

可選地，當未接收第二操作指令時，返回步驟120，進行慣性測量，確定慣性信號強度值，其中，該方法包括：

在步驟120’中，進行第N次慣性測量，確定第N次慣性信號強度值，其中，N為大于1的正整數(shù)。

在步驟130’中，進行第N次磁場測量，確定第N次磁場信號強度值。

在步驟140’中，確定第N次磁場環(huán)境信號強度值，其中，第N次磁場環(huán)境信號強度值為第N次磁場信號強度值與第N-1次磁場信號強度值的平均值。

在步驟150’中，確定第N次慣性輸出值，其中，慣性輸出值為磁場環(huán)境信號強度值與第N次慣性信號強度值的差值；

在步驟160’中，輸出所述第N次慣性輸出值。

例如，陀螺儀接收第一操作指令，并根據(jù)第一操作指令開始進行第一次磁場測量，在步驟111中，自旋極化金剛石NV^-色心。在步驟112中，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測量該時刻直接作用在金剛石NV^-色心上的直流磁場的熒光信號強度值，該熒光強度值為初始磁場信號強度值。進行第一次慣性測量，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量核自旋在慣性轉動下的幾何相累積，結算出反應慣性信號的熒光強度值，該熒光強度值為第一慣性信號強度值。在第一次慣性測量后，在步驟130，進行第二次磁場測量，重復步驟111中，自旋極化金剛石NV^-色心。重復步驟112，根據(jù)拉姆齊脈沖序列測量該時刻直接作用在金剛石NV^-色心上的直流磁場的磁場信號強度值，該磁場信號強度值為第一磁場信號強度值。

在步驟170中，檢測是否接收第二操作指令。當未接收第二操作指令時，返回步驟120，進行慣性測量，確定慣性信號強度值，循環(huán)慣性測量和磁場測量，在步驟120’中，進行第N次慣性測量，確定第N次慣性信號強度值，其中，N為大于1的正整數(shù)。在步驟130’中，進行第N次磁場測量，確定第N次磁場信號強度值。在步驟140’中，確定第N次磁場環(huán)境信號強度值，其中，第N次磁場環(huán)境信號強度值為第N次磁場信號強度值與第N-1次磁場信號強度值的平均值。在步驟150’中，確定第N次信號值，其中，慣性輸出值為第N次磁場環(huán)境信號強度值與第N次慣性信號強度值的差值。在步驟160’中，輸出第N次慣性輸出值。

可選地，在步驟170，檢測是否接收第二操作指令之后，該方法還包括：

在步驟180中，接收第二操作指令，結束測量。例如，當接收到命令檢測停止的第二操作指令時，停止循環(huán)慣性測量和磁場測量，并停止輸出慣性輸出值。

上述的陀螺儀的慣性測量方法利用磁場測量的結果作為慣性測量的參數(shù)極大的提高了慣性測量的精度，并且在磁場產生擾動的情況下慣性輸出值不會被影響，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備的情況下測量磁場強度的特點，無需外加磁場檢測設備，簡化了系統(tǒng)的復雜程度。

最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。