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新型高精度绝对重力仪

胡华 伍康 申磊 李刚 王力军

新型高精度绝对重力仪

胡华, 伍康, 申磊, 李刚, 王力军
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  • 精密测量地球表面的重力加速度(g, 常用值9.81 m/s2) 是探测地球重力场的重要途径, 已广泛应用于计量、测绘、地质、地震与资源勘探等领域. 随着我国2000国家重力基本网和中国地壳运动观测网络的建成, 对高精度绝对重力测量的需求日益增加. 为深入研究现有绝对重力测量技术可能存在的系统误差, 并满足国内多个领域对高精度绝对重力仪的迫切需求, 自主研制T-1型可搬运式高精度绝对重力仪样机, 采用经典的真空自由落体方案, 通过激光干涉测量和数据拟合方法获得重力加速度值. T-1型绝对重力仪主要包括以下几部分: 高真空度自由落体装置、小型化激光干涉测量装置、超低频垂直隔振系统、高速信号采集系统、仪器控制与数据处理系统. 绝对重力测量的长度基准为稳频He-Ne激光器, 时间基准为铷原子钟, 这两项现有基准的测量不确定度都优于1 10-9. 测试结果表明, T-1型绝对重力仪在12 h内重力测值的标准差可优于1 upGal (1 upGal = 10-8 m/s2), 测量结果的复现性优于3 upGal, 可实现微伽量级不确定度的精密重力测量, 有望在我国多个关键领域发挥重要应用.
    • 基金项目: 清华大学自主科研计划 (批准号: 2010THZ05)资助的课题.
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    Wang L J 2009 Atom Optics and Space Physics (Amsterdam: IOS Press) p465

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    Ren L C, Zhou L, Li R B, Liu M, Wang J, Zhan M S 2009 Acta Phys. Sin. 58 8230 (in Chinese) [任利春, 周林, 李润兵, 刘敏, 王谨, 詹明生 2009 物理学报 58 8230]

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    Zhang W M, Wang Y, Zhou X H 2008 Progress in Geophysics 23 69 (in Chinese) [张为民, 王勇, 周旭华 2008 地球物理学进展 23 69]

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    Liu D Z, Li H, Xing L L, Sun S A, Liu Z W, Xiang A M 2007 Journal of Geodesy and Geodynamics 27 88 (in Chinese) [刘冬至, 李辉, 邢乐林, 孙少安, 刘子维, 项爱民 2007 大地测量与地球动力学 27 88]

    [14]

    Svitlov S, Maslyk P, Rothleitner C, Hu H, Wang L J 2010 Metrologia 47 677

    [15]

    Svetlov S 1997 Gravity, Geoid and Marine Geodesy 117 (Berlin: Springer) 47

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-17
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

新型高精度绝对重力仪

  • 1. 中国计量科学研究院-清华大学精密测量联合实验室; 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室;清华大学精密仪器与机械学系, 北京 100084
    基金项目: 

    清华大学自主科研计划 (批准号: 2010THZ05)资助的课题.

摘要: 精密测量地球表面的重力加速度(g, 常用值9.81 m/s2) 是探测地球重力场的重要途径, 已广泛应用于计量、测绘、地质、地震与资源勘探等领域. 随着我国2000国家重力基本网和中国地壳运动观测网络的建成, 对高精度绝对重力测量的需求日益增加. 为深入研究现有绝对重力测量技术可能存在的系统误差, 并满足国内多个领域对高精度绝对重力仪的迫切需求, 自主研制T-1型可搬运式高精度绝对重力仪样机, 采用经典的真空自由落体方案, 通过激光干涉测量和数据拟合方法获得重力加速度值. T-1型绝对重力仪主要包括以下几部分: 高真空度自由落体装置、小型化激光干涉测量装置、超低频垂直隔振系统、高速信号采集系统、仪器控制与数据处理系统. 绝对重力测量的长度基准为稳频He-Ne激光器, 时间基准为铷原子钟, 这两项现有基准的测量不确定度都优于1 10-9. 测试结果表明, T-1型绝对重力仪在12 h内重力测值的标准差可优于1 upGal (1 upGal = 10-8 m/s2), 测量结果的复现性优于3 upGal, 可实现微伽量级不确定度的精密重力测量, 有望在我国多个关键领域发挥重要应用.

English Abstract

参考文献 (15)

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