吴　琼　滕云田　张　兵　郭有光

1) 中国北京100081中国地震局地球物理研究所2) 中国河北三河065201防灾科技学院



基于激光干涉法的地表重力垂直梯度测量系统设计及试验*

吴琼1),*滕云田1)张兵2)郭有光1)

1) 中国北京100081中国地震局地球物理研究所2) 中国河北三河065201防灾科技学院

基于激光干涉法对新型地表重力垂直梯度测量系统进行了研究并初步构建了原理样机． 该测量系统利用双光路干涉测量法，获取垂直向间距为50 cm且同步自由下落的两个落体相对于参考点的时间和位移信息，并通过差分运算得到该测点的重力垂直梯度值． 在系统设计过程中, 主要解决了双落体自由下落的同步自动控制和双干涉测量光路的垂直性调节问题． 试验结果表明，本套测量系统可以获取双落体同步自由下落运动时的干涉条纹信号，并完成重力垂直梯度测量，且梯度测量精度优于100 E．

重力梯度激光干涉测量落体控制

引言

高精度重力梯度测量作为一种新兴的地球物理探测技术，不仅在海洋重力辅助导航、海底潜艇探测和海底资源勘探等领域具有重要意义(徐遵义等，2007； DiFrancescoetal，2009； Arayaetal，2011)，而且在陆地资源勘探、大型水库监测和水底坑洞探测等领域也是一种有效的地球物理探测技术(王谦身，2003; Woolrychetal，2015)． 此外，航空和卫星重力梯度测量在地球重力场等基础科学研究领域也具有重要的作用(宁津生等，1996，2002)．

自1971年美国空军首次提出精度为1 E的移动级重力梯度仪以来，高精度重力梯度仪的研究得到了迅速发展，其主要设计原理为差分加速度计和扭矩测量． 基于差分加速度计的航空重力梯度仪, 由于其自身的高稳定性和高精度得到了迅速发展和应用(李红军等，2002；……