介绍了一种自主搭建的测量落体在自由下落过程中旋转角速度的装置,评估了不同落体旋转角速度引入的旋转误差对重力测量的影响。针对具有旋转初速度的落体在真空腔内自由下落的运动模型,该装置采用光杠杆原理,将高精度位置传感器(PSD)作为光跟踪设备,研究并推导出落体由旋转所导致的反射光位移与下落时间的关系。然后,对PSD采集记录的时间位移曲线进行拟合,求解落体单次下落的旋转角速度值。在调整真空腔垂直度后,最大旋转角速度值可减小为16.88 mrad/s,引入的重力测值不确定度为0.57 μGal,即该状态下落体的释放更加平稳。实验表明,该装置不仅可以进一步提升绝对重力仪中落体传动机构的装调精度,还可以对光学干涉绝对重力仪工作过程中的落体姿态进行监测,进一步降低落体旋转所引入的测量不确定度。

为了准确识别空间滤波转速遥测中的被测体旋转方向, 提出了一种基于功率谱密度分析的旋转方向辨识方法.该辨识方法是将占空比为0.5的两个光电池线阵列错位半个栅距而形成一个差分空间滤波器, 用两个差分空间滤波器相距一定距离平行排列构成一个双差分空间滤波传感器; 根据差分空间滤波信号的功率谱密度互为共轭的特性, 用双差分空间滤波传感器输出的四路信号计算出两个线速度方向系数D1和D2, D1和D2的符号代表了两个差分空间滤波器处的线速度方向; 用D1和D2的符号、两个差分空间滤波信号的中心频率f1和f2的相对大小, 来判别被测体图像的旋转方向及中心.D1>0、D2<0代表顺时针旋转, D1<0、D2>0代表逆时针旋转; D1D2>0时, 旋转方向由f1、f2的相对大小和D1的符号确定.该方法能有效辨识空间滤波转速遥测中的旋转方向, 具有简单、适应性强和应用方便的特点.

基于微分差相关分析和旋转中心定位，提出了用于空间滤波转速遥测中旋转方向的辨识方法。该旋转方向辨识法是将差分空间滤波器中相邻两个光电池的输出信号经微分、相减、取绝对值后再积分计算得到微分差相关值，用其最小值处延时量的符号确定旋转体像在该两光电池处的线速度方向，再依据该线速度方向和旋转中心位置来判定旋转方向。其中的旋转中心位置是利用双差分空间滤波传感器输出信号的两个中心频率及其变化计算系数k，再由k 值和较大中心频率对应的差分空间滤波器所在的位置来确定的。仿真分析实验验证了所提出的旋转方向辨识方法简单易实现。该方法对随机相位不敏感，有效地解决了空间滤波转速遥测中的旋转方向辨识难题。

介绍了图解法分析冷原子干涉仪的基本原理，建立了空间型Raman 脉冲冷原子陀螺仪的理论模型。通过对冷原子干涉仪近似数学模型的变换，研究了原子初速度与跃迁概率之间的关系，阐述了基于辅助角速度测量的原子速度扫描法测量原理。在原子干涉仪精确模型的基础上，利用Raman 激光频率调制对多普勒效应进行补偿，并利用相位调制进行修正以满足原子速度扫描法中的相位关系。数值仿真计算结果表明，在辅助角速度测量量程内，经过补偿修正后的原子速度扫描法能实现对绝对角速度的高精度测量。