何晓业 许少峰 汪 鹏

(中国科学技术大学 合肥 230029)

静力水准系统(HLS)具有精度高、可进行实时监测等优点[1]，其应用领域广泛。国际加速器准直测量装置中均安装了HLS系统，位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心(CERN)将要建造的大型自由电子激光装置，将在地下数十米的隧道里建造数公里的直线加速器(CLIC)，对高程监测的精度提高至200 m距离达到2 μm的精度要求，可见高精度的静力水准系统对于加速器准直工作至关重要。我国的正负电子对撞机 BEPCⅡ以及上海光源工程都应用HLS作为重要部件的水准实时监测[2,3]。此外，在大型桥梁、高层建筑、水电站、高铁铁轨的垂直位移等变形监测方面均发挥着重要的作用。

HLS的测量精度会受到地球潮汐(包括海洋潮和固体潮)、温度和压力、系统周围的超大物体如高山、高层建筑等产生的重力异常的影响。这些影响因素在精密工程测量中均须加以修正，本文重点探讨地球潮汐对HLS的精度影响。

1 实验方案

1.1 地球潮汐

根据地球潮汐理论可知，作用在地球上任一点的潮汐力(称为引潮力)定义为日月和其他天体对该点的引力与地心的引力之差。地球潮汐是地球在引潮力作用下的受迫运动，可根据现代天文学精确地预测引潮天体的运行轨道，给出精密轨道参数，利用万有引力定律便可获得地球表面和内部任意一点受到的天体引潮力。

由天体引潮位理论[4]，月球对地球引潮位为：

其中mm为月球质量，G为万有引力常数，rm为月-地球心距离，Zm为月亮的地心天顶距，r为地球上一点到地心距离，P式为勒让德(Legendre)多项式。……