面向下一代卫星重力任务的经典与量子加速度计联合方案
仪器与探测器
2024-05-21 v1 空间物理
量子物理
摘要
基于冷原子干涉（CAI）的量子加速度计在未来的卫星重力任务中非常有前景，因为它们能够提供长期稳定且精确的非引力加速度测量。然而，由于低测量速率和原始传感器测量中存在模糊性，需要将量子加速度计（Q-ACC）与具有更高带宽的经典加速度计（例如静电式）进行混合。虽然之前的混合研究只考虑了Q-ACC的简单噪声模型，并忽略了卫星旋转对加速度计相位偏移的影响，但我们在本文中通过实现基于卫星的量子加速度计的全面噪声模型，并考虑旋转、重力梯度和自重力对仪器的全部影响，进行了更高级的混合模拟。我们对不同假设的量子、经典传感器和卫星任务场景进行了模拟研究。将考虑经典和量子加速度计协同作用的混合解决方案的性能优势进行量化。我们发现，在未来的重力任务中搭载混合加速度计，可以在低阶和高阶上将重力解提高一到两个数量级。特别是，引入混合加速度计的测量后，生成的全重力场图显示，条带效应的仪器贡献显著减少。
引用
@article{arxiv.2405.11259,
title = {Combined Classical and Quantum Accelerometers For the Next Generation of Satellite Gravity Missions},
author = {Alireza HosseiniArani and Manuel Schilling and Benjamin Tennstedt and Alexey Kupriyanov and Quentin Beaufils and Annike Knabe and Arpetha C. Sreekantaiah and Franck Pereira dos Santos and Steffen Schön and Jürgen Müller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.11259},
year = {2024}
}