重力仪

摘要： 陆地重力观测相较于航空和卫星重力观测,距离场源更近,观测精度相对较高,其静态异常和时变数据已广泛应用于研究多种地球动力学问题.21世纪以来,绝对重力观测技术发展迅速,陆地观测网络日益完善,高精度陆地重力观测数据产品逐渐丰富,基于这些产品的大地测量和地球物理研究不断取得新进展.本文总结了近十几年来高精度陆地重力观测数据在大地测量和地球物理领域的应用进展情况,包括基于重力异常数据构建重力场和大地水准面模型、建立地壳物性结构模型、反演Moho界面形态和估计岩石圈有效弹性厚度,以及利用时变重力数据构建时变重力场模型、探测微弱动力学信号、估计地壳构造变形速率和分析与火山、地震过程的可能关联,最后探讨分析了陆地重力测量的未来发展趋势,可为中国大陆重力观测系统建设与发展规划提供参考.

摘要： 2022年2月23日,英国伯明翰大学研究人员在《自然》杂志上发表研究称,世界上第一台非实验室条件下的量子重力梯度仪问世。这种利用量子技术的传感器可找到隐藏在地下的物体,这是科学家们期待已久的里程碑,其对学界、业界和国家安全等将具有深远的影响。

摘要： 导航制导系统的准确性会受到加速度计精度的直接影响,而重力场数学模型的精准度也将放大导航制导产生的误差。在大地测量、矿产资源勘测等领域,重力梯度测量的应用十分广泛,基于现实使用需求,对实际重力场的测量迫在眉睫。对国内外重力梯度仪的发展情况做了总结陈述,并简要叙述了高分辨率石英挠性加速度计的研制现状及发展方向,将主流的石英挠性加速度计高分辨率测试方法进行了介绍和对比分析,对重力梯度仪、核心重力传感器件及其分辨率测试方法提出了后续发展建议。

摘要： 由于水下重力匹配导航是提高潜器水下导航精度的重要手段,因此对海洋重力场、重力仪、重力梯度仪的研究进展进行综述。首先,总结了海洋重力场中外研究进展,回顾了SS系列、KMS-DNSC-DTU系列全球重力场模型的发展历程;其次,重点介绍了重力仪/重力梯度仪种类、精度水平、中外研究进展,列出了不同类型重力仪/重力梯度仪的代表型号;最后,简述了钱学森空间技术实验室天空海一体化导航与探测团队阶段性研究成果。

摘要： 针对捷联式海空重力仪开展初始误差补偿研究,重力仪开机后其数据存在一个逐渐稳定的过程,估计出初始段的不稳定值与稳定值间的误差,实现重力数据误差补偿。该文提出了长短期记忆网络法,该方法可通过不断学习现有数据后高精度地预测未来数据变化。经过实测重力测量数据验证了该方法具有很好的误差补偿效果,提高了重力测量数据的准确性和有效性。实验结果表明,对于重力数据初始段测量误差抑制效果超过90%,对于捷联式海空重力仪作业运行效率具有重要价值。

摘要： 近日,华中科技大学引力中心团队宣布,团队历经15年潜心研究,在量子重力仪研发方面取得突破,近期成功研制并交付使用有关行业部门首台高精度绝对重力仪。经过多个点位的双盲测量评估以及多家单位的专家综合评定,该仪器精度达到微伽水平,受到用户好评,已顺利通过验收。该校引力中心成立30余年以来,一直将面向国家重大需求作为重要科研方向。在中国科学院院士罗俊带领下,华中科技大学引力中心胡忠坤、周敏康团队历经15年潜心研究,攻克了物质波干涉、超低频隔振、装备小型化等量子重力仪的关键技术,于2013年将量子重力仪的分辨率提升至国际最好水平,并保持至今。

摘要： 针对原子干涉重力仪野外测量需求,提出一种基于单激光器系统倍频方法的高稳定、小型化激光系统方案。首先,分析了冷原子重力仪激光倍频原理;然后,以单台1560.4 nm光纤外腔激光器作为光源,基于激光倍频技术,设计了用于^(87)Rb原子干涉重力仪的高稳定、小型化激光系统方案;最后,测试了用于重力测量的两路激光输出光束的功率稳定性。实验结果表明当780.2 nm激光输出功率为1.1 W和1.9 W时,对应功率均方根起伏分别为0.13%@4 h和0.15%@4 h,两路均可输出功率稳定、模式优良的780.2 nm激光,该系统可实现T=70 ms干涉测量,对应噪声灵敏度为610μGal/√Hz。使用倍频方法的单激光器系统,实现了传统双激光器系统功能,具有高稳定、小型化特点,为原子干涉重力仪野外测量提供了技术基础。

摘要： 随着城市地下空间探测的开展,微重力测量在该领域引入,研究CG-5重力仪重力测量精度提高成为保证微重力测量总精度的关键.通过野外资料整理,结合CG-5重力仪的仪器性能特点,研究其在不同振动环境下读数规律,并提出相关实际操作方法以保证测量精度,为城市地下空间探查方法研究中微重力测量提供可操作的一系列重力观测方法.通过该系列研究,总结了CG-5重力仪提高测量精度的方法,特别利用线性回归取数法满足了城市特别环境重力测量要求,确保了微重力测量在城市地下空间探测中顺利开展.

摘要： 琼中基准地震台(以下简称琼中台)位于海南岛陆中部,拥有重力、地磁、地电和测震等测项,是我国最南端的连续重力观测台站.本文从琼中台PET重力仪和CTS-1EF地震计记录热带气旋信号的波形和频谱特征比较的角度,比较分析PET重力仪与CTS-1EF地震计观测数据特征异同.

摘要： 本文基于CG-5相对重力仪观测数据,在不需要先验信息的基础上,将独立分量分析(ICA)和经验模态分解与独立分量分析相结合(EMD-ICA)的方法应用到实际重力测量数据处理中,提出了一种研究和获取固体潮的新思路.实验结果表明,两种方法获取的固体潮影响量与模型值基本一致,仅相差在μGal量级,并且与模型值均具有大于99％的相关性.EMD-ICA的固体潮提取精度最高,ICA稍差,原因可能是前者在EMD分解和ICA提取的结合应用中对高频噪声进行了有效的剔除.

摘要： 本研究利用昆明GS15重力仪从2007年连续重力观测以来都进行了同采样率的气象观测（气温、气压和降雨观测），首先利用气压导纳值比较4种类型重力仪不同时间长度观测资料和气压导纳值之间的变化，结果表明：除超导重力仪的和3种类型的弹簧重力仪的短期（7日或2周）的气压导纳值和理论气压导纳值较为接近外，弹簧重力仪的气压导纳值都随分析时间长度的变化而变化。这一分析结果表明利用传统的气压负荷理论对弹簧重力仪进行气压影响改正将不再适用，本研究在对昆明GS15重力仪观测数据进行预处理后，在原有的气压改正模型中加入相位滞后，利用相关分析方法进行昆明GS15重力仪中非线性气压因素影响的计算和改正。结果表明：气压改正前后周日波和半日波的气压因素引起的负荷明显减小。并且和Grace以及GLDAS模型模拟的重力效应检测出昆明站水负荷季节性因素影响引起的重力变化特征。

摘要： 分析相同地点和时间进行观测的不同gPhone 重力仪观测结果的差异来源,可以为gPhone 重力仪观测数据校正方法的改进提供依据.研究gPhone 重力仪观测重力变化对于当地的降雨和地下水活动的响应,为进一步建立物理模型去除水文活动对于重力观测的影响提供基础.本文使用BAYTAP-G 潮汐分析软件对放置在北京十三陵地震台的两台gPhone 重力仪(序号109,118)的连续观测数据(2013年4月20日-6月20日)进行潮汐分析和提取重力残差信号的处理,并对两台仪器的重力残差进行了三次样条插值,结果显示两台重力仪的重力残差变化趋势较为一致,但gPhone109和gPhone118重力残差的标准差分别为5.905微伽和7.941微伽,造成这种差别的原因是gPhone109仪器的传感器温度和水平校正值的标准差均小于gPhone118仪器,即gPhone109仪器更为稳定.BAYTAP-G软件和ETERNA 33软件的潮汐分析结果对比显示，使用BAYTAP-G得到的主要振幅因了更接近DEHANT理论值。当地降雨能够解释部分gPhone109重力残差的变化，降雨引起的重力变化为微伽量级，并且降雨开始时重力残差值变小，降雨结束后重力残差值变大，提供了一个简易的物理模型来解释这种变化关系，在降雨开始时，雨水覆盖在山上高于重力仪位置，导致重力值减小。当降雨结束后，雨水流入地下低于重力仪位置，导致重力值变大。同时重力残差变化与相距15公里的沙河地震台地下水位的变化存在延迟4天左右的正相关关系。

摘要： 湖南省地球物理地球化学勘查院于2008年9月引进CG-5型重力仪。本文简要介绍了CG-5型重力仪的基本情况和特点，着重分析了该型仪器的性能和项目应用中的观测精度情况，指出了该型仪器在项目施工中一些影响重力测量数据的干扰因素和应该注意的事项，提出了今后重力工作的建议.

摘要： 本文以拉萨台用LCR-ET20弹簧重力仪对超导重力仪SG057的标定为例说明加权振幅因子计算相对重力仪格值的计算过程及结果讨论。

摘要： 本文简要叙述了重力测量在国民经济中的应用，重点对NIM型绝对重力仪测量基本原理以及NIM-3型绝对重力仪进行了介绍，文章最后对中国计量科学研究院今后在重力精测方面的工作计划作了概述。

摘要： 本研究给出了两种实用的重力仪的标定方法，一种是迭代线性回归法，另一种是加权主潮波法。两种方法都是基于同址观测资料进行的，即用格值已精确知道的重力仪和要测定格值的重力仪在同一台站、相距较近、观测环境相近等情况下同时进行观测。另外，还要假设两台重力仪对重力的响应是线性的，并且在不同的频率上的响应是相同的。

摘要： 本文针对捷联式重力仪航空测量精度受限于机体振动噪声干扰的问题,以稳定平台水平随动跟踪实现机体角运动隔离为目标,分析系统物理属性及运动状态,设计了符合系统特性的仿真系统模型,基于自适应鲁棒滑模控制策略设计控制算法,应用二次型性能指标最优化方法优化控制参数,并通过仿真实验验证系统可在高负载、强干扰、低转速运行状态下,实现控制精度优于0.0028rad的平台姿态角水平随动跟踪.

摘要： 重力基准是科学和工程领域实施重力测量的参考和基础.本文在介绍自维也纳基准到IGSN1971系统的全球重力基准历史沿革的基础上,较详细地介绍中国重力基准的发展历史,比较了各系统的特点.最后分析了国际重力仪比对会议的基本方法和作用,并对高精度重力基准在物理学、大地测量学、地球物理学、地球动力学中的应用进行了综述.

摘要： 本发明提供了一种流动重力仪控制方法，包括无线连接、基础设置、测量参数设置、快速测量和文件处理。本发明同时提供了一种流动重力仪手持终端，包括壳体，壳体的前部设有触控屏，壳体的下部设有电池仓，壳体的顶部设有通信天线，壳体中封装有电路板，电路板上集成有ARM核心处理器以及与ARM核心处理器电性连接的触屏控制器、通信模块和蓝牙模块，ARM核心处理器通过USB管理芯片与USB端口电性连接，电池仓中的电源、通信天线以及触控屏分别与电路板电性连接。本发明能够通过无线通信方式与流动重力仪建立连接，实现人机分离控制测量，避免人为因素对测量设备工作造成干扰。

摘要： 本发明公开了一种绝对重力测量方法及绝对重力仪。本发明的测量方法步骤包括：1)在待测位置设置一平移运动测量元件和一旋转运动测量元件；2)利用该平移运动测量元件测量得到在该待测位置因平移运动产生的相对位移d，利用旋转运动测量元件测量得到平移运动测量元件敏感轴因旋转运动产生的旋转角度θ；3)根据公式确定该待测位置的绝对重力加速度g；其中f为观测频率。本方法可直接从天然地震波中观测绝对重力，因而无需主动或被动隔振装置，且可以实现地震、重力的同时观测，便于地球物理联合勘探的实施；在理论上，随着观测频率的降低，绝对重力的观测精度将依照平方关系增加，有利于提升绝对重力观测的精度。

摘要： 本发明提供了一种流动重力仪控制方法，包括无线连接、基础设置、测量参数设置、快速测量和文件处理。本发明同时提供了一种流动重力仪手持终端，包括壳体，壳体的前部设有触控屏，壳体的下部设有电池仓，壳体的顶部设有通信天线，壳体中封装有电路板，电路板上集成有ARM核心处理器以及与ARM核心处理器电性连接的触屏控制器、通信模块和蓝牙模块，ARM核心处理器通过USB管理芯片与USB端口电性连接，电池仓中的电源、通信天线以及触控屏分别与电路板电性连接。本发明能够通过无线通信方式与流动重力仪建立连接，实现人机分离控制测量，避免人为因素对测量设备工作造成干扰。

摘要： 本发明公开了一种基于双路错位阵列电容位移传感的闭环MEMS重力仪探头及重力仪，属于仪器仪表领域。探头包括：电容位移传感模块、电容检测电路模块、PID控制模块及反馈执行机模块，且这几个模块构成磁闭环回路。电容位移传感模块包括两路并行且错位m/4个极板周期的动极板阵列，其中，m为正整数，当其中一路动极板阵列与定极板阵列构成的位移传感器处于非敏感区间时，另一路动极板阵列与定极板阵列构成的位移传感器正好处于敏感区间并用于检测振子位移。本发明的探头可有效避免现有单路阵列极板输出由于质量块下垂量不可控导致的位移检测失效的问题，提升了检测灵敏度，且采用闭环工作模式，提高探头响应时间，具有更强的抗干扰能力。

摘要： 本发明公开了一种基于变面积梳齿电容的MEMS相对重力仪探头及重力仪，属于仪器仪表领域。探头包括：弹簧结构、检验质量、动梳齿、定梳齿及外框，所述弹簧结构固定端设置在外框上，自由端与检验质量相连，所述动梳齿设置在检验质量的上下表面，所述定梳齿相应的设置在外框上，所述动梳齿和定梳齿均为异形梳齿结构，所述异形梳齿结构包括底部梳齿和顶部梳齿，且所述底部梳齿的宽度小于顶部梳齿的宽度；所述动梳齿的底部梳齿固定在所述检验质量上，所述定梳齿的底部梳齿固定在所述外框上，工作时，所述动梳齿的顶部梳齿与所述定梳齿的顶部梳齿构成变面积差分梳齿电容结构。本发明能够提升电容位移传感的灵敏度，并减小重力仪探头的机械热噪声。

摘要： 本发明提供一种冷原子绝对重力仪自动调平装置及冷原子绝对重力仪，涉及重力测量领域。本发明自动调平装置依靠测倾仪、胡克铰组、控制器、平台体、球铰组件、驱动组件等以特定方式连接配合，能够提供高精度水平姿态信息用于冷原子绝对重力仪设备的系统标定。尤其是在野外场地使用过程中，该自动调平装置能够对重力敏感单元高精度快速调平，从而便于保证冷原子绝对重力仪快速测量。

摘要： 本发明公开了一种相对重力仪的测温电路和相对重力仪，该相对重力仪的测温电路包括：基准电压模块、二元换向恒流模块、电压跟随模块以及电压处理模块；二元换向恒流模块包括二元换向驱动单元和恒流单元；基准电压模块用于给恒流单元和电压处理模块提供基准电压，恒流单元用于根据基准电压产生恒流；电压处理模块用于控制二元换向驱动单元流过恒流的流向交替变化，电压跟随模块用于采集二元换向驱动单元驱动端的电压数据；电压处理模块用于消除电压数据的误差，并根据消除误差后的电压数据得到温度数据。本案的电路结构简单，并且在各模块的协同测温下可以减小电压数据在采集和传输过程中产生的误差，从而提高温度测量精度及温度测量效率。

摘要： 本发明公开了一种三分量重力仪探头及井中重力仪系统，三分量重力仪探头包括结构相同的X轴重力测量模块、Y轴重力测量模块和Z轴重力测量模块；各单轴重力测量模块包括单轴重力加速度传感器、信号处理电路和电子元器件；各单轴重力加速度传感器包括重力敏感单元和位移传感组件；各轴重力敏感单元用于实现测量重力沿各轴方向的加速度，包括X轴方向、Y轴方向及Z轴方向三个方向；重力敏感单元包括弹性结构、检验质量块及支撑体，检验质量块位于支撑体内部，检验质量块通过弹性结构与支撑体连接；各轴重力敏感单元中的弹性结构的位移移动方向同个轴方向相同，本发明通过三个方向的重力测量模块，能够实现井中的三分量重力测量。

摘要： 本发明公开了一种绝对重力测量方法及绝对重力仪。本发明的测量方法步骤包括：1)在待测位置设置一平移运动测量元件和一旋转运动测量元件；2)利用该平移运动测量元件测量得到在该待测位置因平移运动产生的相对位移d，利用旋转运动测量元件测量得到平移运动测量元件敏感轴因旋转运动产生的旋转角度θ；3)根据公式确定该待测位置的绝对重力加速度g；其中f为观测频率。本方法可直接从天然地震波中观测绝对重力，因而无需主动或被动隔振装置，且可以实现地震、重力的同时观测，便于地球物理联合勘探的实施；在理论上，随着观测频率的降低，绝对重力的观测精度将依照平方关系增加，有利于提升绝对重力观测的精度。

摘要： 本实用新型公开了一种三分量重力仪探头及井中重力仪系统，三分量重力仪探头包括结构相同的X轴重力测量模块、Y轴重力测量模块和Z轴重力测量模块；各单轴重力测量模块包括单轴重力加速度传感器、信号处理电路和电子元器件；各单轴重力加速度传感器包括重力敏感单元和位移传感组件；各轴重力敏感单元用于实现测量重力沿各轴方向的加速度，包括X轴方向、Y轴方向及Z轴方向三个方向；重力敏感单元包括弹性结构、检验质量块及支撑体，检验质量块位于支撑体内部，检验质量块通过弹性结构与支撑体连接；各轴重力敏感单元中的弹性结构的位移移动方向同个轴方向相同，本实用新型通过三个方向的重力测量模块，能够实现井中的三分量重力测量。