A10型绝对重力仪的原理研究及精度分析
A10型绝对重力仪的原理研究及精度分析
分类号密级U D C 编号10486武汉大学工程硕士专业学位论文A10型绝对重力仪的原理研究及精度分析研究生姓名康胜军学号93指导教师、职称罗佳副教授企业导师、职称肖学年高级工程师工程领域名称测绘工程研究方向绝对重力测量二〇一三年十一月Theory Research and Accuracy Analysis for A10 Absolute Gravity MeterByKang ShengjunSupervised By Adjunct Professor Luo JiaSupervised By Senior Engineer Xiao XuenianSchool of Geodesy and Geomatics, Wuhan UniversityWuhan 430079, P.R.ChinaNovember, 2013重声明本人的学位论文是在导师的指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规和侵权的行为，否则本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果，特此重声明。
学位论文作者（签名）：年月日摘要绝对重力测量对地球重力场的相关应用和研究有着十分重要的意义。
随着其应用领域的不断扩展，关于该项技术的研究、分析也必将深化。
对于绝对重力测量仪器的原理研究及精度分析就是其中重要的分支。
论文简单回顾了绝对重力仪发展的历史，对国绝对重力测量和仪器现状进行了描述。
以A10型绝对重力仪为例，总结了自由落体式绝对重力仪的原理、组成结构、数据处理方法，并从理论上分析了其与FG5型绝对重力仪的差别。
通过多次比对试验，重点比对、分析了A10型与FG5型绝对重力仪在测量精度上的差别。
论文结论对于A10型绝对重力仪的应用推广有着积极的意义。
关键词：A10型绝对重力仪、绝对重力测量、精度。
AbstractAbsolute gravity measurements has a very important significance for the Earth's gravity field related applications and research. With the continuous expansion of its applications, the research and analysis in this technology will become more and more important. one important branch is the theory research and accuracy analysis for absolute gravity meter.This paper briefly reviewed the history of the development of absolute gravity meter, describes the actuality of domestic absolute gravity measurement and meters. In case A10 absolute gravity meter, summarized the principles of free fall absolute gravity meter, composition, method of data processing and analyzed the differences in theory whit the FG5 absolute gravity meter. After repeated comparison test, focusing on comparing and analyzing the differences of measurement accuracy between A10 with FG5 absolute gravity meter. Conclusion of this paper has a positive meaning for A10 absolute gravity meter application and promotion.Keywords A10 absolute gravity meter absolute gravity measurement accuracy目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................ I I 1 绪论. (1)1.1 重力测量概述 (1)1.2 绝对重力仪发展的历史 (2)1.3 国绝对重力测量的现状 (5)1.4 本文研究的背景及意义 (6)2 A10型绝对重力仪的原理 (10)2.1 A10型绝对重力仪的测量原理 (10)2.1.1 自由落体原理概述 (10)2.1.2 A10型绝对重力仪的测量原理 (11)2.2 A10型绝对重力仪的组成结构及功能 (16)2.3 与FG5型绝对重力仪组成结构的差别 (23)2.3.1 FG5型绝对重力仪的组成结构简介 (23)2.3.2 A10与FG5组成结构的差别 (24)3 A10型绝对重力测量的数据处理 (26)3.1 数据采集与准备 (26)3.1.1 信息收集 (26)3.1.2 系统设置 (27)3.1.2 采集的参数 (27)3.2 各项改正 (27)3.2.1 固体潮改正 (27)3.2.2 气压改正 (34)3.2.3 极移改正 (35)3.2.4 重力垂直梯度改正 (35)3.3 计算结果 (35)3.4 与FG5型绝对重力测量数据处理的差别 (37)4 A10型与FG5型绝对重力仪的比对试验 (38)4.1 引言 (38)4.2 比对试验 (38)4.2.1 第一次比对试验 (39)4.2.2 第二次比对试验 (42)4.3 比对结果分析 (46)5 结论与展望 (47)主要参考文献 (49)致 (50)1 绪论1.1 重力测量概述万有引力：质量与质量之间的一种相互吸引力，简称为引力，即221r m m G F = （1.1）（1.1）式中：G 为引力常数，为2131110676---⋅⋅⨯s kg m .,1m 、2m 为两个物体的质量，r 为两个物体间的距离。
2024年绝对重力仪市场分析现状
2024年绝对重力仪市场分析现状摘要绝对重力仪是一种用于测量地球重力场的仪器，具有广泛的应用和市场潜力。
本文通过分析绝对重力仪市场的现状，包括市场规模、行业竞争、市场增长预测等方面，旨在为相关从业者和投资者提供有价值的信息，以便做出有效的决策。
1. 引言地球重力场的测量对于许多领域都具有重要的意义，包括地质勘探、地下水管理、地震监测等。
传统的重力测量方法存在一些局限性，如受到地震、大气压变化等环境因素的干扰。
而绝对重力仪通过使用光学原理和精密仪器，能够提供更为准确和可靠的重力测量结果。
2. 市场规模绝对重力仪市场在过去几年取得了显著增长，并且预计在未来几年仍将保持较高的增长速度。
市场规模主要由不同细分市场的需求决定。
根据产地分类，市场可以分为美国、欧洲、亚洲等地区，其中亚洲市场增长最为迅速。
根据产品类型分类，主要有高精度绝对重力仪和便携式绝对重力仪两类。
随着技术的不断进步和应用领域的不断扩展，绝对重力仪市场的规模有望进一步扩大。
3. 行业竞争绝对重力仪市场存在着一定的竞争压力。
目前，市场上主要有几家在该领域拥有核心技术和专利的大型企业，如瑞士Leica、法国Micro-g LaCoste等。
这些公司在绝对重力仪领域具有很高的市场份额和知名度。
此外，还有一些中小型企业正在不断涌现，并通过技术创新和产品差异化来竞争。
4. 市场增长预测绝对重力仪市场未来的增长预测乐观。
这主要得益于以下几个因素。
首先，地质勘探、地震监测等领域对于高精度重力测量的需求在不断增加。
其次，随着科学研究和技术进步的推动，绝对重力仪技术将不断升级，提高测量精度和可靠性。
再者，亚洲地区的经济增长和基础设施建设的快速发展，为绝对重力仪市场提供了巨大的增长空间。
5. 结论绝对重力仪市场在目前和未来都具有良好的发展前景。
市场规模将持续扩大，竞争压力也将逐渐增加。
为了在市场竞争中取得优势，企业需要加强研发创新，提高产品质量和技术水平，并积极开拓海外市场。
绝对重力仪误差分析及重力仪在引力速度研究中的应用的开题报告
绝对重力仪误差分析及重力仪在引力速度研究中的应用的开题报告题目：绝对重力仪误差分析及重力仪在引力速度研究中的应用一、研究背景重力是人类认知自然界的基本力量之一，而重力的引力速度是研究重力的一个重要参数。
绝对重力仪作为一种高精度重力测量仪器，能够直接测量地球重力场中的绝对重力，具有很高的测量精度和稳定性。
因此，绝对重力仪在引力速度研究中具有重要的应用价值。
二、研究目的本研究旨在对绝对重力仪误差进行分析，探讨其在引力速度研究中的应用，并提出优化措施，以提高测量精度和准确性。
三、研究内容及方法1. 绝对重力仪误差分析（1）测量误差分析：对重力仪的观测误差进行统计分析，分析误差来源及其影响因素。
（2）系统误差分析：分析重力仪的系统误差来源及其产生机理，对其进行修正。
2. 引力速度研究中的应用（1）测量原理探究：对引力速度的测量原理进行研究，探究绝对重力仪在引力速度测量中的应用。
（2）实验设计及数据处理：设计引力速度测量实验，采集数据并进行处理，评估测量精度和准确性。
四、研究意义及预期结果该研究将对绝对重力仪的误差进行全面分析和探讨其在引力速度研究中的应用。
通过优化措施，能够提高测量精度和准确性，进一步推动引力速度测量技术的发展，并为重力研究提供重要参考数据。
预期结果包括：（1）分析绝对重力仪的误差来源及其影响因素。
（2）发现并修正系统误差，提高测量精度和准确性。
（3）能够成功进行引力速度实验，并得出精确的测量结果。
五、研究进度安排第一年：1-6月：文献调研及绝对重力仪误差分析。
7-12月：分析系统误差及探讨优化措施。
第二年：1-6月：探究引力速度测量原理及另一种校准优化策略设计。
7-12月：进行引力速度实验，并评估测量精度和准确性。
第三年：1-6月：开展引力速度实验数据处理，撰写文章。
7-12月：完成论文修改、提交及答辩。
六、参考文献1. Chen, Q., Yang, L., Tang, J., & Liu, L. (2016). Improvement of absolute gravity measurement precision by vertical gradient calculation: site selection and comparison. Journal of Geodesy, 90(8), 705-717.2. Zebker, H. A., & Goldstein, R. M. (2017). Topography and physics of the Moon. In The lunar surface layer (pp. 399-432). Academic Press.3. Li, Y., Li, C., Li, C., Li, Y., Zhang, S., Li, X., & Meng, X. (2019). Calibration and test results of the Shanghai Institute of Measurementand Testing Technology absolute gravimeter. Earth, Planets and Space, 71(1), 1-9.。
用绝对重力仪测定超导重力仪格值的精度分析
ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｄ ｒ ｉ ｔ ｆ ｍｕ ｓ ｔ ｂｅ ｄ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｈ ｉ ｆ ｔ ｍｕ ｓ ｔ ｂ ｅ ｃ ｈ ｅ ｃ ｋ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ．Ａｓ ａ ｎ ｅ ｘ — ａ ｍｐ ｌ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ Ｗｕ ｈ ａ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｂｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ＦＧ５— １ １ ２ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ＧＷ Ｒ— Ｃ０ ３ ２ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｈｏ ｗｓ ｔ ｈａ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｔ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ａ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ０． １ ％ ，ｗｈｉ ｃ ｈ ｎ ｅ ｅ ｄ ｖ ｅ ｒ ｙ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ａ ｂ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ ｄ ａ ｔ ａ ． Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ，ａ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ０． ２ ％ ｃ ａ ｎ
A-10绝对重力仪操作规程
A-IO绝对重力仪操作规程
1、ATO绝对重力仪为便携式高精度重力仪，可在野外环境（车载）或在实验室内进行绝对重力值测量。
2、重力仪系统及操作较复杂，独立操作人员须经技术培训考试合格后方可上岗作业。
3、准备测量前，采用配套的真空泵抽真空3~5天，检查落体仓的真空度，需在满足真空度要求的前提下，才能开展观测工作。
4、架设仪器前，须检查和确保测点周围地基稳固、无电磁场、震动等干扰。
5、重力仪在工作期间不得断电，确保市电或蓄电池供电电压稳定，注意检查电源进、出线，防止线路短路、断路。
6、重力仪工作环境中的温、湿度应在仪器限定范围内，避免在过高或过低温度下、过高的湿度下工作造成元件损坏。
7、仪器架设时，确保支脚落地稳固、螺旋卡紧，避免脚架滑动而导致意外。
仪器高、仪器方向等整体架设合理。
8、线路连接时，接口针脚需对准，卡槽或螺旋保证稳固，连接前后仔细核对，确保连线正确无误。
9、测量过程中，应参照重力仪使用说明书和观测要求设置参数，每次使用前应进行观测设计工作。
10、定期备份和整理所配笔记本中存储的数据，以保证数据不丢失及条理性。
n、短期不使用时，采用UPS电池对离子泵供电，以维持落体仓的真空度，其余部分断电。
12、长期不使用时，系统全部断电，用仪器箱按要求存放于干燥、荫凉的地方。
13、在长距离运输和移动重力仪过程中，需将重力仪放置于所配备仪器箱中，在运输中要避免大的震动。
14、重力仪需进行定期比对测量和检校，对不符合要求的指标项目，应进行检校调整。
15、重力仪应专人保管和使用。
使用中出现问题，应及时报告，按指示进行处理，不得擅自处理，并且对问题和处理要做记录。
绝对重力仪工作原理
绝对重力仪工作原理绝对重力仪，也被称为绝对重力计，是一种用于测量地球表面上任意一点的绝对重力的仪器。
它是基于万有引力定律和牛顿第二定律的原理设计而成的，能够准确地测量地球表面上的重力加速度。
下面将详细介绍绝对重力仪的工作原理。
绝对重力仪的工作原理主要基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。
在地球表面上的任意一点，重力加速度可以被表示为g，它的大小约等于9.8米每秒平方。
绝对重力仪的目标就是测量这个重力加速度的准确值。
绝对重力仪通常由一个质量块、一个悬挂系统和一个灵敏的测量装置组成。
质量块是仪器的核心部分，它的质量应当非常大，以确保测量的精确性。
悬挂系统用于将质量块悬挂在测量装置上，通常采用细长的金属丝或弹簧。
测量装置则是用来测量质量块所受的重力。
当绝对重力仪处于静止状态时，质量块受到的重力等于质量块的质量乘以重力加速度g。
根据牛顿第二定律，质量块受到的重力还可以表示为质量块的质量乘以质量块所受到的加速度。
因此，我们可以得到如下的关系式：质量块的质量 × 重力加速度 = 质量块的质量 × 质量块所受到的加速度通过上述关系式，我们可以得到质量块所受到的加速度等于重力加速度g。
这意味着，在绝对重力仪处于静止状态时，质量块所受到的加速度等于地球表面上的重力加速度。
为了测量质量块所受到的加速度，绝对重力仪的测量装置通常采用非常灵敏的重力传感器。
这种传感器通常基于光学或电子技术，并能够测量微小的加速度变化。
当质量块受到重力作用时，传感器会感知到质量块所受到的加速度变化，并将其转化为相应的电信号。
通过对这些电信号的测量和分析，我们可以得到质量块所受到的加速度，从而计算出重力加速度g的准确值。
需要注意的是，绝对重力仪在测量过程中需要考虑一些误差来源。
例如，温度变化、气压变化以及地下水位变化等因素都可能会对测量结果产生影响。
为了减小这些误差，绝对重力仪通常会采取一系列的校正措施，并进行多次测量取平均值，以提高测量的准确性。
重力仪原理
重力仪原理重力仪是一种用于测量重力场强度的仪器，其原理是基于牛顿万有引力定律和弹簧振子的振动特性。
通过测量重力场的变化，重力仪能够提供地下矿藏探测、地质构造研究、地震预测等领域的重要信息，具有广泛的应用前景。
重力仪的核心是一个质量可调的引力弹簧振子系统，其从弹簧上悬挂的质量与地球上的引力相互作用，引起振子的振动。
当引力发生微小变化时，振子的振动频率也会相应变化。
因此，通过测量振子的频率变化，我们可以得到重力场的改变情况。
为了提高精度，重力仪通常使用超导材料构成的弹簧。
超导材料具有良好的抗磁性，可以减少外界磁场的干扰。
同时，重力仪还配备了温度传感器和气压传感器，以使仪器的测量结果更加准确。
温度和气压的变化会导致引力弹簧的长度和刚度产生微小变化，从而影响测量结果，因此对这些参数进行实时监测十分重要。
重力仪的使用需要在较为恒定的环境条件下进行，通常在实验室或者地下室进行。
首先，需要对仪器进行校准，调整引力弹簧的刚度，使其恢复到初始状态。
然后，需要将重力仪悬挂在一个固定框架上，以防止外界振动对测量结果产生影响。
在测量过程中，需要避免接近重力仪，以减少人体重力对仪器的影响。
重力仪的测量结果可以通过计算机进行实时显示和记录。
通常，会以微伽（microgal）为单位来表示重力场强度的变化。
微伽是表示重力场微小变化的标准单位，1微伽相当于1米/秒²的重力场变化。
重力仪在地球科学研究中具有重要的应用价值。
例如，通过测量不同地区的重力场强度变化，可以研究地球内部构造的变化情况，探测地下矿藏的分布和性质。
此外，在地震活动监测和预测中，重力仪也可以起到重要作用。
地震前后地下岩石的应力状态和密度变化会引起重力场的微小变化，通过监测重力场的变化，可以提前预测地震的发生。
总之，重力仪是一种测量重力场强度的重要工具，通过振子的振动特性和计算机技术，可以提供丰富的地球科学信息。
在探测地下矿藏、研究地质构造和预测地震等领域，重力仪都发挥着重要的作用，为科学研究和工程应用提供了重要的支持。
绝对重力仪工作原理
绝对重力仪工作原理介绍绝对重力仪是一种用于测量地球表面上某一点的绝对重力的仪器。
绝对重力是指不受任何修正或校正的重力值，直接反映了地球引力场在某一点的强度。
本文将详细探讨绝对重力仪的工作原理。
相对重力与绝对重力在讨论绝对重力仪工作原理之前，我们先介绍一下相对重力和绝对重力之间的区别。
相对重力是指在地球表面上测量的重力值，它是受到地球自转和地球形状不规则性的影响，并在地球不同位置具有微小的差异。
而绝对重力则是在某一点上测量的重力值，它不考虑地球的自转和形状等因素，只反映地球引力场在该点的强度。
绝对重力仪的原理绝对重力仪的工作原理基于牛顿万有引力定律和重力加速度的概念。
其主要原理如下：1. 自由下落法测量重力绝对重力仪通过测量自由下落物体的加速度来计算重力值。
常用的自由下落物体是自由漂浮在液体表面的金属小球。
当绝对重力仪悬浮在空中时，它与地球的引力相等，所以加速度为零。
而当绝对重力仪由自由状态释放时，下落物体会受到地球引力的作用，加速度不为零。
通过测量下落物体的加速度，就可以计算出地球引力的大小。
2. 短时间测量减小系统误差为了减小绝对重力仪系统误差的影响，通常使用短时间测量的方法。
绝对重力仪在较短的时间内（一般为几秒钟到几分钟）进行多次自由下落测量，并取平均值来得到最终的重力值。
这种方法可以减小由于温度变化、引力偏差等造成的系统误差。
3. 温度和湿度校正绝对重力仪的测量精度受到温度和湿度等环境因素的影响。
为了校正这些影响，绝对重力仪通常配备了温度和湿度传感器，并进行相应的校正计算。
通过校正，可以提高重力测量的准确性。
绝对重力仪的应用绝对重力仪在地质勘探、大地测量、地球物理学等领域中得到广泛应用。
它可以用来研究地球内部的物质分布、地壳运动、海洋和陆地的重力变化等。
以下是绝对重力仪的一些应用场景：1. 研究地壳运动绝对重力仪可以测量地壳垂直运动的重力变化，从而提供地壳变动的重要数据。
地壳运动通常由地震、地质活动等引起，通过监测地壳运动的重力变化，可以预测地震的发生和研究地震引起的地表变形。
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分类号密级U D C 编号10486武汉大学工程硕士专业学位论文A10型绝对重力仪的原理研究及精度分析研究生姓名康胜军学号 2012212143093指导教师姓名、职称罗佳副教授企业导师姓名、职称肖学年高级工程师工程领域名称测绘工程研究方向绝对重力测量二〇一三年十一月Theory Research and Accuracy Analysis for A10 Absolute Gravity MeterByKang ShengjunSupervised By Adjunct Professor Luo JiaSupervised By Senior Engineer Xiao XuenianSchool of Geodesy and Geomatics, Wuhan UniversityWuhan 430079, P.R.ChinaNovember, 2013郑重声明本人的学位论文是在导师的指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，否则本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果，特此郑重声明。
学位论文作者（签名）：年月日摘要绝对重力测量对地球重力场的相关应用和研究有着十分重要的意义。
随着其应用领域的不断扩展，关于该项技术的研究、分析也必将深化。
对于绝对重力测量仪器的原理研究及精度分析就是其中重要的分支。
论文简单回顾了绝对重力仪发展的历史，对国内绝对重力测量和仪器现状进行了描述。
以A10型绝对重力仪为例，总结了自由落体式绝对重力仪的原理、组成结构、数据处理方法，并从理论上分析了其与FG5型绝对重力仪的差别。
通过多次比对试验，重点比对、分析了A10型与FG5型绝对重力仪在测量精度上的差别。
论文结论对于A10型绝对重力仪的应用推广有着积极的意义。
关键词：A10型绝对重力仪、绝对重力测量、精度。
AbstractAbsolute gravity measurements has a very important significance for the Earth's gravity field related applications and research. With the continuous expansion of its applications, the research and analysis in this technology will become more and more important. one important branch is the theory research and accuracy analysis for absolute gravity meter.This paper briefly reviewed the history of the development of absolute gravity meter, describes the actuality of domestic absolute gravity measurement and meters. In case A10 absolute gravity meter, summarized the principles of free fall absolute gravity meter, composition, method of data processing and analyzed the differences in theory whit the FG5 absolute gravity meter. After repeated comparison test, focusing on comparing and analyzing the differences of measurement accuracy between A10 with FG5 absolute gravity meter. Conclusion of this paper has a positive meaning for A10 absolute gravity meter application and promotion.Keywords A10 absolute gravity meter absolute gravity measurement accuracy目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 重力测量概述 (1)1.2 绝对重力仪发展的历史 (2)1.3 国内绝对重力测量的现状 (4)1.4 本文研究的背景及意义 (5)2 A10型绝对重力仪的原理 (7)2.1 A10型绝对重力仪的测量原理 (7)2.1.1 自由落体原理概述 (7)2.1.2 A10型绝对重力仪的测量原理 (8)2.2 A10型绝对重力仪的组成结构及功能 (11)2.3 与FG5型绝对重力仪组成结构的差别 (17)2.3.1 FG5型绝对重力仪的组成结构简介 (17)2.3.2 A10与FG5组成结构的差别 (18)3 A10型绝对重力测量的数据处理 (20)3.1 数据采集与准备 (20)3.1.1 信息收集 (20)3.1.2 系统设置 (20)3.1.2 采集的参数 (21)3.2 各项改正 (21)3.2.1 固体潮改正 (21)3.2.2 气压改正 (27)3.2.3 极移改正 (28)3.2.4 重力垂直梯度改正 (28)3.3 计算结果 (28)3.4 与FG5型绝对重力测量数据处理的差别 (30)4 A10型与FG5型绝对重力仪的比对试验 (31)4.1 引言 (31)4.2 比对试验 (31)4.2.1 第一次比对试验 (31)4.2.2 第二次比对试验 (34)4.3 比对结果分析 (37)5 结论与展望 (38)主要参考文献 (40)致谢 (42)1 绪论1.1 重力测量概述万有引力：质量与质量之间的一种相互吸引力，简称为引力，即221r m m G F = （1.1）（1.1）式中：G 为引力常数，为2131110676---⋅⋅⨯s kg m .,1m 、2m 为两个物体的质量，r 为两个物体间的距离。
离心力：地球上的质点随着地球的旋转都会受到离心力的作用，离心力为惯性力，非物质力，其方向垂直于自转轴向外，并且随该点到自转轴距离的增大而增大，其大小为：2ωϕο⋅=s Rc f （1.2）（1.2）式中：R 为地球半径，ϕ为质点的纬度，ω为地球自转的角速度。
赤道上的离心力最大，而两极的离心力为零。
离心力和引力相比是很小的，即使在赤道上，离心力也只是引力的1/300[1]。
重力的定义：宇宙间全部物质对任一质点所产生的引力和该点相对于地球的瞬时角速度及瞬时地极的离心力之合力。
从重力的定义而言，重力是一个空间和时间的函数,它的大小等于物体自由落体加速度的大小，单位是：距离/ 时间平方。
标称的重力值大约为9.8×2-ms 。
重力单位也常用Gal ，称为“伽”，以纪念意大利科学家伽利略（Galileo Galilei ）。
由于Gal 单位太大，一般用不到，通常利用的有mGal （毫伽）、µGal （微伽）。
其换算关系为：22631010101--===ms uGal mGal Gal现在一般的报告或文献中多用国际标准单位2-ms 、2510--ms 、2810--ms ,因此本文均采用国际标准单位。
重力测量两个最主要的测量方式分别是绝对重力测量和相对重力测量：绝对重力测量是用绝对重力仪直接测定地面上某点的绝对重力值，地球表面上的绝对重力值约在978000～983000×2510--ms （根据现有资料，最小值是珠峰地区的，最大值是南极长城站的）范围内；相对重力测量是用相对重力仪测定地面上两点之间的重力差值，地球表面上的最大重力差约为5000×2510--ms 。
这两种测量方式相辅相成，绝对重力测量是相对重力测量的基准，相对重力测量是绝对重力测量的有效补充。
绝对重力测量精度高，直接获得点位重力值，但受绝对重力仪工作条件限制，多数点位难以直接实施测量。
相对重力测量精度相对较低，但仪器轻便，工作条件宽松，是大范围实施重力测量的主要方式。
除此，还有一种固定台站式的重力测量方式，观测重力随时间的变化，主要用于研究地球固体潮的变化。
重力测量，尤其是绝对重力测量一直是测绘、地球物理领域一个关键技术、是研究和确定地球重力场信息的重要工具，其在国家重力基准的建设与维护、大地水准面的精确测定、地震监测、资源勘探、国防建设等方面发挥着重要的作用。
1.2 绝对重力仪发展的历史绝对重力仪的发展经历了一个较长的历史时期。
从十六世纪末世界上进行第一次绝对重力测定至今，曾经出现过多种不同类型的绝对重力测量装置或绝对重力仪，但其基本原理仍然只有振摆和自由落体两种。
因此在叙述A10型绝对重力仪原理之前，首先概述绝对重力仪发展的历史阶段。
绝对重力仪的发展基本经历了三个历史阶段[2]。
1）振摆阶段（十八世纪至十九世纪）。
这一阶段重力测量仪器主要以摆仪为主。
这种方法是建立在荷兰物理学家惠更斯（Ch.Huygens ）的数学摆周期公式的基础上，即摆动周期与摆长和重力加速度之间的比例关系。
但是这种摆仪受到制作工艺的极大限制，测量精度较低。
即使在当今的制造工艺水平下，制造一个测量精度达到1×2510--ms 的摆仪也是相对不容易的。
当摆动周期为1s 时，周期的观测误差不得超过3.5×s 710-；当改化摆长为1m 时，摆长的量测误差不得超过1mm 。
若按现在绝对重力测量精度的要求1×2810--ms ，振摆周期和摆长的测定精度将提高千倍，更何况单摆实际上是不能精确制作的，摆长是从摆动支点到摆重心的距离，重心是看不见的，因此这一方法几乎无实用性。
2）扭秤阶段（二十世纪上半叶）。
扭称是英国物理学家卡文迪许（H.Cavendish ）发明的，其利用的是多次放大及等效的原理。
这一阶段是高精度绝对重力测量的开始，其主要贡献在于对高精度绝对重力仪的设计奠定了思想基础。
3）自由落体绝对重力仪阶段（二十世纪下半叶）。
由于激光的发明及高精密测时技术的发展，激光干涉绝对重力仪得到了快速的发展。
应用自由下落法来测定重力加速度是激光干涉绝对重力仪的主要方法。
激光干涉绝对重力仪商品化最成功的是美国Micro-g LaCoste 公司研制的FG5型和A10型绝对重力仪[3]。
FG5型绝对重力仪是一台集光、机、电、计算机、真空技术于一体的高、精、尖智能设备。