Vector Atomic正在开发用于无GPS导航和地球物理勘探的原子惯性传感器。近日，Vector Atomic在2023年IEEE惯性传感器与系统国际研讨会(IEEE Inertial)上展示了使用其原子重力仪进行海上重力调查的结果。

在没有GPS的环境下，船只和潜艇是依靠机载惯性导航系统(INS)来估计它们的位置。然而，即使是最精确的INS设备，每天也会累积数百米的位置误差。限制这些误差的一种解决方案是合并局部重力测量值，这可以与INS导航解决方案中卫星生成的重力图相匹配。

测量这些异常需要极高的准确性，要提取到当地重力百万分之一的变化。船舶的运动加剧了这一挑战的难度，而且即使在温和的海况下，巨大的海浪也会产生相当于当地重力四分之一的额外加速度。

在美国海军研究办公室(ONR)的重力辅助惯性导航系统(GAINS)计划的支持下，Vector Atomic开发了一种8L(技术准备水平8级)原子传感器。GAINS是以“无平台”的配置运行，在没有运动稳定帮助的情况下刚性安装到船上，利用来自INS的惯性输入来补偿船运动并提取局部重力值。

为了验证其性能，这套GAINS设备在海上连续运行了20多天。尽管运行条件具有挑战性，GAINS还是生成了高精度的绝对重力测量值，可与微重力级别的卫星地图相匹配。Vector Atomic在这次演习中还成功部署了三个具有皮秒级定时误差的光学原子钟。

除了导航之外，地球引力场的异常也为地下的世界提供了重要的洞察力。含水层枯竭、海平面上升、石油和矿产储量以及地下空洞都包含微小的重力特征，Vector Atomic正在为地球科学开发一套相应的可部署重力传感器。

监督GAINS项目的官员Richard Willis说：“GAINS是我们见过的第一个原子惯性传感器，其性能优于传统设备，可以在相关海洋动力学条件下长期可靠地运行。这些结果提高了原子惯性传感器的技术准备水平。”（编译:Qtech）