田 兴，朱嘉婧，李 威，朱剑威

(北京航天控制仪器研究所，北京 100039)

1 概述

勘探和利用地下资源(包括燃料和矿石)是人类赖以生存的行为，但是由于地下资源总量稀少且分布随机，必须采用能够探测地下资源的仪器设备以提升找矿效率。因此，20世纪30年代，为满足地球物理勘探、矿产资源勘查以及地质科学研究等领域的需求，重力仪成为重要的探测设备。在此后的30年里，面向重力本身的测量技术得到高速发展。然而，在应用重力仪辅助探测地下矿藏过程中，重力仪始终面临着2个问题：1)如何从重力仪敏感的信息中有效地剔除运动加速度信息从而获取准确的重力信息；2)重力信息对地下矿藏的空间分辨力较有限[1]。20世纪60年代，人类对地下矿藏的需求爆发式增长，获取准确的重力信息成为提高找矿效率的重中之重；同时，高精度导航和导弹发射也迫切需要高精度的重力信息，但是必须单独计算运动加速度，而且空间分辨力不高的重力仪已然不能满足实际的应用需求。考虑到重力场的空间变化(重力梯度)是重力信息的一种固有属性，具有更优的空间分辨力，受载体运动加速度影响较小，能够用来描述环境重力信息，因此，在高精度导航定位和高效找矿的双重推动下，美国军方于20世纪70年代初期正式提出研制面向移动平台的重力梯度测量系统。

综上所述，在油气田勘探、环境科学、导航制导等领域，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。……