要佳敏 庄伟 冯金扬 王启宇 赵阳 王少凯 吴书清 李天初

(中国计量科学研究院,北京 100029)

绝对重力仪在地球物理等领域有着广泛的应用,其普遍采用激光干涉式或原子干涉式的测量原理.现有的绝对重力仪主要利用垂直隔振系统来减小地面振动对参考镜的影响以提升仪器的测量精密度.但在激光干涉式绝对重力仪中,隔振系统对仪器自振效应等固定相位振动噪声的响应可能引入系统误差,即影响测量准确度;在原子干涉式绝对重力仪中也可能有尚未标定的振动来源通过隔振系统引入系统误差.本文对现有绝对重力仪中使用的4 种典型隔振系统进行理论分析及仿真建模,以自振脉冲、地脉动和随机振动这3 种典型信号为输入,分析激光干涉式绝对重力仪中隔振系统内参考镜的真实振动及其对重力测值的影响,并通过实验对比评估了其中两种系统在实际重力仪中的性能.结果表明,当仪器运行期间存在自振脉冲等固定相位振动噪声时,隔振系统中参考镜振动引入的系统误差可能达到10 μGal (1 μGal=1 × 10—8 m/s2)及以上.使用性能更好的隔振系统或在实际测量中对该系统误差进行修正,有望进一步提高国产激光干涉式绝对重力仪的测量精度.

1 引言

重力加速度是地球表面某一质点在地球万有引力与自转离心力共同作用下的自由落体运动的加速度,其方向垂直于该质点所在位置的大地水准面,是1 个随时间和空间变化的……