[发明专利]一种量子重力梯度仪的重力加速度重力梯度同步解算方法

权利要求书

1.一种量子重力梯度仪的重力加速度重力梯度同步解算方法，其特征在于，包括：

采集上、下两个原子干涉仪输出的干涉信号，利用椭圆拟合方法拟合两个原子干涉信号，解算竖直方向上重力梯度给两个干涉仪带来的相位差；

根据拉曼光有效波矢、两个拉曼脉冲的间隔时间、上下两个干涉仪的竖直距离和两干涉条纹间的相位差，计算竖直方向重力梯度；

采集拉曼光反射镜的振动信号，并计算振动相移所历经的2π周期数，再结合两个原子干涉信号求解椭圆参数方程，计算振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移；

根据振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移、拉曼激光有效波矢和相邻两拉曼脉冲的间隔时间，解算重力加速度测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用椭圆拟合方法拟合两个原子干涉信号，解算竖直方向上重力梯度给两个干涉仪带来的相位差具体为：

将两个干涉仪采集的原子干涉信号P_i1、P_i2分别作为横纵坐标，P_i1、P_i2满足椭圆参数方程：

；（1）

式中，P_i1、P_i2表示第i次两个干涉仪测量的原子干涉信号，表示竖直方向重力梯度给两个干涉仪带来的相位差，φ_i表示第i次测量中振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移，A_i1、A_i2、B_i1、B_i2为椭圆方程参数；

将冷原子干涉仪一定次数测量的数据进行椭圆拟合，求解竖直方向重力梯度给两个干涉仪带来的相位差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据拉曼光有效波矢、两个拉曼脉冲的间隔时间、上下两个干涉仪的竖直距离和两干涉条纹间的相位差，计算竖直方向重力梯度具体为：

根据公式（2）计算竖直方向重力梯度：

；（2）

式中，表示竖直方向重力梯度给两个干涉仪带来的相位差，k_eff为拉曼激光有效波矢，T为相邻两拉曼脉冲的间隔时间，L为上下两干涉仪的竖直距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合两个原子干涉信号求解椭圆参数方程，计算振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移具体为：

根据公式（3）计算振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移：

；（3）

式中，φ_i表示第i次测量中振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移，P_i1、P_i2表示第i次两个干涉仪测量的原子干涉信号，A_i1、A_i2、B_i1、B_i2表示椭圆拟合所得到的椭圆方程参数，表示竖直方向重力梯度给两个干涉仪带来的相位差，n_i为振动相移所历经的2π周期数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据振动和重力加速度所带来的干涉条纹相移、拉曼激光有效波矢和相邻两拉曼脉冲的间隔时间，解算重力加速度测量值具体为：

重力加速度对下干涉仪产生的相移表示为；

根据公式（4）计算重力加速度测量值：

；（4）

式中，g表示重力加速度，k_eff为拉曼激光有效波矢，T为相邻两拉曼脉冲的间隔时间。