杨公鼎，翁堪兴，吴 彬，程 冰，林 强

(1.浙江省量子精密测量重点实验室，杭州 310023；2.浙江工业大学理学院应用物理系，杭州 310023)

0 引言

地球重力场是由地球系统物质属性产生的一个基本物理场，其分布由地球内部物质密度决定[1]。地球重力加速度和重力梯度都会随空间位置变化而变化。重力梯度是重力加速度随空间的变化率，其测量值还会受到地球自转、潮汐以及空气阻力等因素的影响[2]。高精密重力梯度测量对资源勘探[3- 4]、地球科学研究[5-7]以及国防建设[8]等具有重要意义。在资源勘探方面：当前我国处于对能源和矿产资源需求高速增长的阶段，通过分析重力梯度信息可以有效地计算出矿产分布，提高勘探效率[9-12]；在地球科学研究方面：重力梯度信息可应用于地球内部构造和板块运动、地壳形变、地震预报等研究领域[13]；在国防建设方面：重力梯度信息是非常重要的基础资料，在现代化的武器装备中，无论是洲际导弹还是中短程导弹，重力梯度参数都对保证目标命中精度具有决定性的作用。高精度的惯性导航系统主要依赖于重力场模型和补偿精度[2]，使用重力梯度仪和惯性导航相结合的方式是一种理想的解决方案，基于重力梯度仪实时测量重力梯度，为惯导系统提供重力补偿信息[14-15]，从而消除垂线偏差所产生的水平速度误差和姿态误差，以满足载体高精度长航时导航的需求。

量子重力梯度仪是近30年快速发展起来的一种量子精密测量仪器[16]。……