重力梯度仪的现状和前景
世界重力梯度仪的研究现状
但是高精度 重力梯度测量数 据对 于高精度惯性 制
导、 地球科 学 、 空 间科 学 和地质 科 学都 有着 重要 的意 义¨ Ｊ ， 同时重力 梯度 测 量 已经 被 认 为 是 一 种 资 源 探 测 的有效 手段 之 一 ， 是 对基 础 地质 调查 、 基 础地 质研 究， 油气矿 藏 等资 源 勘 查 等 领 域 具 有 重 要 的应 用 价 值 ， 航空和卫星重力梯度 测量对 山 区、 无 人 区 和
梯 度测 量惯 性稳 定平 台 和加速 度计 的动态 调整 方法 也 开展 了大 量 的研究 工作 。 笔者 主要 描述 了 目前世 界上 正在研 究 中 的重 力 梯 度仪结 构 和原理 ， 同 时对 某 些 样 机 进行 了精 度 描 述 。最后 对 笔者提 出 的基于 激光 干涉 的绝对 重力 梯 度 仪测量 光路 进行 简要 介绍 。
第３ ７卷第 ５期
２ ０ １ ３年 １ ０月
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Ｖｏ １ ． ３ ７． Ｎｏ ． ５ ０ｃ ｔ ．． ２ ０ １ ３
ＧＥ０ Ｐ ＨＹＳ Ｉ Ｃ ＡＬ ＆ ＧＥ ＯＣ ＨＥ ＭＩ Ｃ ＡＬ Ｅ ＸＰ Ｌ ＯＲ ＡＴ Ｉ ＯＮ
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ７ ２ ０ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０—８ ９ １ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ５ ． ０ １
研 究 。后 经 德 国 Ｗ． Ｓ ｃ ｈ ｗ ｅ ｙ ｄ ａ ｒ 对 Ｅ ｏ ｔ ｖ ｏ ｓ的 扭 称 进
义 Ｉ ＿ 。从 １ ９ ７ １ 年 美 国空 军 首 次 提 出 精 度 为 １ Ｅ
的移动级重力梯度仪 到现在 ， 重力梯度仪虽然得 到
了世界 科 学家 的重 视 ， 并 取 得 了迅速 的发展 ， 但是 很
航空重力梯度测量技术研究
航空重力梯度测量技术研究航空重力梯度测量作为二十世纪末发展起来的尖端技术,随着测量系统和处理解释方法的逐步完善,在固体矿产和油气资源勘查中发挥着日益重要的作用,并因其快速、高效和高空间分辨率等特点而备受青睐。
航空重力梯度测量技术是目前国际研究热点和难点,成熟的商业勘探技术为美国Lockheed Martin公司垄断,我国在该领域起步较晚,基础相对薄弱。
2006年开始,国家863计划开始支持航空重力梯度关键技术研究,经过十多年的努力,国内多个研究团队在多项关键技术上取得了重大突破,并在“十二五”期间实现了实验室静基座条件下重力梯度效应的测量,加快了该项技术的实用化进程。
本文围绕突破航空重力梯度测量系统研制关键技术及测量结果实际应用开展研究。
首先,系统调研了国外航空重力梯度测量技术研发历程、应用现状和研究动态,详细剖析了旋转加速度计航空重力梯度仪的测量原理和设计思想,梳理了关键技术难点及解决方案,跟踪了系统完善过程中的各项技术改进,为航空重力梯度测量系统自主研制和持续改进提供了参考和借鉴。
立足国内基础,制定了基于石英挠性加速度计部分重力梯度张量测量系统总体研制方案。
突破多项关键技术,研制完成的重力梯度仪用高分辨率加速度计样机分辨率优于1×10<sup>-8</sup>g,重力梯度敏感器实验室测量精度优于70E,重力梯度稳定平台满足载荷要求,性能指标通过飞行测试。
完成航空重力梯度测量系统集成、减震和温控方案设计,为“十三五”航空重力梯度测量系统飞行试验和实用化奠定了基础。
针对航空应用和在研航空重力梯度测量系统特点,优选Y-12飞机平台,开展了典型航空地球物理勘探条件下的飞机振动、姿态、气压、温度和湿度等环境状态参数测量及研究,详细分析了飞机底板振动的频率特征,揭示了振动信号的周期分布及振动周期与螺旋桨转速基频之间倍频关系的基本规律,总结了不同飞行状态下飞机侧滚、侧滑姿态角的变化特点及变化范围,分析了机舱内气压、温度和湿度随飞行过程的变化情况,为航空重力梯度测量系统量程、结构、减震、温控和气密设计及后续改进完善提供了参考和依据。
(整理)雅丹地貌重力梯度仪物探仪器在物探行业的使用的广泛性
最好的便携式矿石分析仪DP6000CG-5 相对重力仪－ g-phone 重力仪－ FG-5/A-10 绝对重力仪－ GWR 超导重力仪1.真正实现在现场进行无损,快速,准确的检测,直接显示元素的ppm含量与百分比含量。
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Innov-X Delta DP6000便携式(高端型)矿石分析仪用途及应用领域1、快速普查超大范围的矿区，有效地测定地带模式，绘制矿山图、实时勘察。
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5、判定矿带走向及矿石含量的异常，确保矿山现场日常工作的有效管理，避免错误开采。
2024年绝对重力仪市场发展现状
2024年绝对重力仪市场发展现状概述绝对重力仪是一种用于测量地球重力场强度的仪器。
它在地质勘探、地质灾害监测、重力滑移监测等领域具有广泛的应用。
本文将介绍绝对重力仪市场的发展现状。
市场规模据市场调研数据显示，近年来绝对重力仪市场规模持续扩大。
绝对重力仪的广泛应用推动了市场的增长。
尤其是在地质勘探领域，绝对重力仪被广泛应用于石油勘探、矿产资源勘测等工作中。
随着勘探深度的增加和地质灾害监测的重要性逐渐提升，绝对重力仪市场有望进一步扩大。
技术发展绝对重力仪的技术发展也是推动市场增长的重要因素之一。
传统的绝对重力仪需要较长的测量时间，并且对温度、湿度等环境因素较为敏感。
然而，随着技术的进步，现代绝对重力仪的测量速度和精度都得到了显著提高。
同时，一些新型绝对重力仪通过采用先进的传感器和信号处理技术，能够更好地抵抗环境变化的干扰，提供更准确的测量结果。
主要应用领域目前，绝对重力仪主要应用于以下几个领域：地质勘探绝对重力仪在地质勘探中发挥着重要作用。
通过测量地球重力场强度的变化，可以推断地下岩层的密度分布情况，从而帮助勘探人员确定地下矿产资源的潜力。
地质灾害监测绝对重力仪也被广泛应用于地质灾害监测。
通过连续监测地下重力场的变化，可以提前预警地质灾害，如山体滑坡、地面沉降等，从而减少灾害造成的损失。
地壳运动监测地壳运动是地球表面的变形和运动，包括地震、地壳破裂等现象。
绝对重力仪可以监测地壳运动引起的重力场变化，从而提供地质科学家研究地壳运动的重要数据。
环境监测绝对重力仪还可以应用于环境监测。
例如，通过测量地球重力场的变化，可以推断地下水资源的状况，从而提供水资源管理和保护的数据支持。
市场竞争格局绝对重力仪市场的竞争格局相对较为分散。
目前，国内外有多家企业生产和销售绝对重力仪。
其中，国外企业在技术和市场占有率方面具有一定的优势。
然而，随着国内技术的不断创新和市场需求的增加，国内企业也在逐渐提高研发和生产能力，并与国外企业展开激烈的竞争。
测绘中的地球重力场测量与地下构造勘探技术
测绘中的地球重力场测量与地下构造勘探技术引言：地球的重力场是指地球表面某一点处受到的地心引力的大小和方向。
测绘中准确测量地球重力场，对于了解地球内部的结构、地壳运动、地质灾害监测等方面具有重要意义。
地球重力场的测量与地下构造勘探技术相辅相成，本文将对其进行探讨。
一、地球重力场测量的原理与方法地球是一个不完全的椭球体，由于其物理性质的不均匀性，地球重力场也存在着地域差异。
测量地球重力场的原理主要基于万有引力定律，即两个物体之间的引力与它们的质量和距离的平方成正比。
因此，通过在地球表面上测量物体所受到的引力大小，就可以间接推算该地点的地球重力场。
工程上常用的地球重力场测量方法包括重力仪法、重力梯度法和重力差法。
其中，重力仪法是最为常见和广泛采用的方法，它利用重力计测量在某一点的重力加速度大小。
而重力梯度法则是通过测量重力场的斜率和曲率来推导出地下构造的信息，更为适合于地下构造勘探。
而重力差法主要用于对测区内的潜在差异进行探测。
二、地球重力场测量在地下构造勘探中的应用1. 地下水资源勘探地下水是人类赖以生存的重要资源之一，而地球重力场测量可为地下水资源的勘探提供帮助。
由于地下水与地球重力场之间存在一定的关联，当地下水蓄积在地下时，会对地球重力场产生微弱的影响。
通过测量地球重力场的变化，可以初步推断地下水的分布情况，为地下水资源的合理开发提供参考。
2. 地质灾害监测地球重力场测量也可应用于地质灾害的监测与预测。
例如，在地震前期，地下岩层的变动会导致地下重力场发生微弱的变化。
通过连续监测地球重力场的变化，可以及早发现地下构造的异常情况，提前预警地震风险，为地震灾害预防与减灾提供数据支持。
3. 地下矿产勘探地球重力场测量在地下矿产勘探领域也有着重要的应用。
不同矿石具有不同的密度，在地下构造中存在一定的分布规律。
利用重力场测量数据，可以初步判断地下矿产资源的存在与分布情况。
结合其他地质勘探技术，如地震探测、电磁法勘探等，可以提高地下矿产勘探的成功率。
旋转加速度计式重力梯度仪关键技术进展及分析
Geomatics Science and Technology 测绘科学技术, 2021, 9(1), 26-39Published Online January 2021 in Hans. /journal/gsthttps:///10.12677/gst.2021.91004旋转加速度计式重力梯度仪关键技术进展及分析张伦东，孙付平中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，河南郑州收稿日期：2020年11月2日；录用日期：2021年1月20日；发布日期：2021年1月27日摘要旋转加速度计式重力梯度仪基本原理比较简单，但是由于重力梯度信号十分微弱，任何微小的误差都会造成重力梯度测量失败。
本文在介绍旋转加速度计重力梯度仪测量原理的基础上，重点分析了高性能加速度计研制与测试技术、旋转调制技术、多加速度计比例因子一致性匹配与参数动态调节技术、重力梯度数据处理等相关关键技术及其研究进展，以及研制过程中应该关注的技术难点。
以期能够为我国旋转加速度计重力梯度仪的研制提供一些参考。
关键词加速度计，重力梯度仪，比例因子匹配The Key Technologies Development andAnalysis of Rotating Accelerometer Gravity GradiometerLundong Zhang, Fuping SunPLA Strategic Support Force Information Engineering University, Zhengzhou HenanReceived: Nov. 2nd, 2020; accepted: Jan. 20th, 2021; published: Jan. 27th, 2021AbstractThe principle of rotating accelerometer gravity gradiometer is easily understand, whereas the张伦东，孙付平gravity gradient signal is weak, so any other errors will result in failure to measure the of gravity gradient signal. Based on the introduction of the measuring principle of rotating accelerometer gravity gradiometer, the key technologies and development of gravity gradiometer Instrument are analyzed, and the easily ignored technologies are discussed, which provides some reference dur-ing developing the gravity gradiometer Instrument in our country.KeywordsAccelerometer, Gravity Gradiometer, Matching of Scale FactorsThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言由于万有引力和地球自转产生的向心力作用，地球内部物质和表面物体都具有重力[1]。
重力梯度与地球内部结构
重力梯度与地球内部结构地球这个宏伟的行星，其内部结构一直以来都是地球科学家们关注和研究的焦点之一。
在探索地球内部的过程中，重力梯度被证明是一项非常有用的工具。
本文将探讨重力梯度与地球内部结构之间的关系，并展示它的研究价值。
首先，我们需要了解什么是重力梯度。
重力梯度可以理解为地球重力场的变化率。
地球的重力场是由地球引力引起的，它的分布与地壳的变化密切相关。
重力梯度的测量可以帮助我们了解地球内部物质分布的变化。
研究重力梯度与地球内部结构之间的关系需要从测量和解释两个方面入手。
一方面，测量重力梯度需要使用重力仪等精密的测量设备。
重力仪可以感知地球重力场的微小变化，进而计算出重力梯度。
在实际测量中，研究人员通常需要在不同地点进行重力测量，以获得足够的数据。
通过这些数据，我们可以重建地球各个地方的重力梯度分布图。
另一方面，解释重力梯度的变化需要借助地球内部物质的分布。
地球内部的物质可以分为固态地幔、液态外核和固态内核等层次。
不同层次的物质分布会引起地球重力场的变化，进而影响重力梯度。
通过建立合适的模型，研究人员可以将地球内部的物质分布与重力梯度的变化联系起来，并进一步了解地球的内部结构。
在研究重力梯度与地球内部结构的过程中，科学家们发现了一些有趣的现象和结论。
例如，重力梯度与地壳下的岩石密度有关。
在地壳下存在着不同密度的岩石，这些岩石的分布会影响地壳下重力梯度的变化。
通过测量重力梯度，我们可以推断出地壳下岩石的密度变化情况，从而对地球的地壳结构进行研究。
此外，重力梯度也可以用来研究地球内部固态地幔的流动。
地幔中存在着熔融岩石的上升和固态岩石的下沉，这种流动会对地球重力场产生微小的影响，进而导致重力梯度的变化。
通过测量和解释重力梯度，我们可以揭示地球内部的流动模式和速度，有助于理解地球的地质活动和板块运动。
总之，重力梯度是研究地球内部结构的有力工具。
通过测量和解释重力梯度，我们可以了解地球内部物质的分布情况、地壳和地幔的结构、地球的流动模式等。
重力梯度仪原理
重力梯度仪原理重力梯度仪是一种通过测量地球重力场中的局部梯度变化来探测地下物质分布的仪器。
它的原理基于牛顿万有引力定律和高斯定理。
本文将详细介绍重力梯度仪的工作原理和应用。
一、重力梯度概述重力场是指地球为质量吸引物而产生的引力场。
地球重力场在不同地点有不同的大小和方向。
点重力是衡量重力场的基本单元，可以用万有引力定律描述。
在地球表面上，地球引力把物体向下拉，这种向下的力称为重力加速度，通常表示为g。
重力梯度是指重力场大小的空间变化率。
它是指重力加速度的空间梯度。
在地球表面上，重力梯度通常表示为 E ，是三维向量。
在一个给定点上，重力梯度以单位距离的重力变化率来量化。
重力梯度的单位是每千米每gal，gal是一个代表单位面积受到的重力的计量单位。
重力梯度表示的是在给定位置上向任意方向移动单位距离所导致的重力变化。
二、重力梯度仪原理重力梯度仪通过在一定空间范围内测量重力梯度的变化来探测地下物质分布。
它的原理基于牛顿万有引力定律和高斯定理。
假设在坐标系中有一个点P，它周围的重力梯度可以表示为：E = [(∂2U/∂x2),(∂2U/∂y2),(∂2U/∂z2)]U是位势能，x、y、z是独立的坐标。
这个梯度向量是一个三维向量，包括x、y、z方向上的分力。
重力梯度仪通过测量重力梯度的随时间和位置的变化来探测地下物质。
它的工作原理是通过两个或多个相邻的探测器来测量重力梯度的差异。
这些探测器必须具有高精度的感应器和数据采集系统，以便在高噪声环境中捕捉重力梯度的小变化。
重力梯度仪在地下勘探中的应用是通过测量地下物质密度的变化来检测其分布。
地下介质密度与其重力梯度有关，因此重力梯度仪可以使勘探者识别地下物质的位置和形状。
有时还可以推断出地下物质的性质，如含水量、油气含量和岩石类型。
三、重力梯度仪的应用重力梯度仪具有广泛的应用，包括矿产勘探、地震勘探、油气勘探、地质灾害监测和环境监测等方面。
下面分别介绍这些应用的具体情况。
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中国惯性技术学报JOURNAL OFCHINESE INERTIALTECHNOLOGY1999年第1期No.11999重力梯度仪的现状和前景蔡体菁，周百令摘要：本文论述了重力梯度仪在惯性导航、地球科学、地质科学中的重要作用以及重力梯度仪的现状和前景，着重评述了旋转加速度计重力梯度仪、静电加速度计重力梯度仪和超导重力梯度仪的现状和发展，最后指出了对重力梯度仪的应用和发展需要进一步研究的问题。
关键词：重力梯度仪中图分类号：U666.1 文献标识码：A文章编号：10056734(1999)01003904Status and prospects of gravity gradiometersCAI Tijing，ZHOU Bailing(Department of Instrument Science and Engineering,Southeast University,Nanjing 210096,China)Abstract：The paper discusses the role of gravity gradiometer in inertial navigation,earth science,geological science and status of gravity gradiometers,comments on the status and prospects of rotating accelerometer gravity gradiometer,electrostatic accelerometer gravity gradiometer and superconducting gravity gradiometer,points out some problems which need to be studied further for the application and development of gravity gradiometers.Key words:gravity gradiometer1 引言 在惯性导航中，陀螺稳定平台上的加速度计测量的是比力，即惯性加速度与重力向量之差。
为了区分载体运动的惯性加速度和重力加速度，惯性导航仪器必须有重力场的数学模型，现在通常的惯性导航系统是利用简单的参考椭球来描述重力场的。
对于全球大地水准面的形状而言，参考椭球是一个好的近似，但是对于局部地区，例如，地形复杂的区域，就不能很好地描述。
随着人们对惯性导航系统精度要求的不断提高，迫使我们对重力场的知识要有更深入的了解。
自50年代初惯性导航系统第一次成功地应用以来，惯性仪器得到迅猛发展，目前，高精度的惯性导航系统中最新的惯性仪表，如静电陀螺仪的精度可达10-6 °/h，加速度计的精度可达10-9g。
惯性导航系统精度的进一步提高主要取决于对重力知识的了解程度，重力异常(实际重力与参考重力的大小之差)将是高性能惯性导航系统的最大剩余误差。
对于水面舰船，重力异常分量约有30～50 mgal的偏差(l mgal=10-5 m/s2)。
当一个无阻尼惯性导航系统沿地球表面运动穿越重力异常场时，重力场垂直偏差(实际重力与参考重力方向的角度误差)将产生振幅增长的Schuler振荡，惯性导航系统的速度和位置误差将随时间增大。
为了系统误差不发散，惯性导航系统必须利用外部信息，例如，速度传感器，多普勒雷达等来限制这发散的误差。
在运动载体上实时测量垂直偏差无疑是最有吸引力的。
根据爱因斯坦等效原理，在一个与运动物体固联的局部坐标系中，无法区分物体上一点的惯性力和重力，然而在一个直线加速度场中可以通过测量两点间的加速度之差测量重力的变化，即重力梯度，再通过对重力梯度的空间积分就可得到重力。
因此，用测量重力势二阶导数的重力梯度仪实时测量重力梯度张量分量，就能够获得准确的重力值和垂直偏差，把它们提供给惯性导航系统，就能达到精确导航的目的。
重力梯度仪不仅可以提高惯性导航的精度，而且对空间科学、地球科学、地质科学等科学技术的发展起着重要作用。
空间生命科学、空间材料和药品的加工都要利用微重力环境，重力梯度仪可用来对微重力环境进行检测。
对于地球和地质科学来讲，绘制和了解重力场的空间变化是非常重要的，地球重力场的横向变化能提供研究地球内部结构的情况，例如，与地震有关的过程、山的构造、地壳板块边界的变形都产生短波长重力信号。
地球重力场暂态的信息也可告诉我们与地幔对流、火山活动、地壳变形有关的动力过程。
重力梯度仪用于卫星重力测绘与其它技术相比有其独特的优势，即它能提供最高分辨力的全球重力图。
我们可以把全球重力测量与海平面高度测量(TOPEX/Poseidon)结合起来，研究海洋流动对全球大气的影响，改进大气模型。
总之，识别重力场短波长分量的能力对地球科学、地质科学的发展具有非常重大的意义。
2 重力梯度仪的现状 1971年美国空军提出要制造精度为1E的移动基重力梯度仪，70年代中期美国Hughes、Draper实验室和Bell Aerospace Textron的专家们分别研制出三种不同类型的精度为1E(1E=10-9s-2)的重力梯度仪实验室样机：旋转重力梯度仪、液浮重力梯度仪和旋转加速度计重力梯度仪［1］；80年代初Maryland大学研制出了精度为0.01E的单轴超导重力梯度仪实验室样机，与此同时，许多研究机构，如美国Bendix field Engineering、Stanford大学、Smithsonian Astrophysical Observatory(SAO)、Sperry Defense System、意大利Piano Spaziale Nazionale(PSN)和英国Strathclyde大学，都在研究超导重力梯度仪［2］；80年代后期俄罗斯专家也研制出了精度为0.1E的旋转、液浮和旋转加速度计重力梯度仪实验室样机；80年代末法国Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales (ONERA)研制出了精度为0.01E的静电加速度计重力梯度仪［3］；90年代美国Johns Hopkins大学和澳大利亚西澳大学的专家们开始研究用于重力梯度仪的蓝宝石谐振器加速度计［4，5］。
重力梯度信号通常是很弱的(例如，在离地面300公里的高度上，沿当地垂直方向上的平均重力梯度为3000E)，这对传感器、信号转换、信号放大以及环境噪声隔离的现有技术水平提出了严峻的挑战。
经过许多专家二十多年来的不断研究，目前已走出和将要走出实验室的重力梯度仪是美国Bell Aerospace Textron的旋转加速度计重力梯度仪、Maryland大学的超导重力梯度仪和法国(ONERA)的静电加速度计重力梯度仪。
Bell Aerospace Textron研制的旋转加速度计重力梯度仪是建立在BellⅦ 型加速度计上的，四个匹配好的BellⅦ 型加速度计被安装在一个慢速旋转的圆盘上，加速度计到圆盘中心的距离相等，加速度计的敏感轴沿着圆的切线方向且与旋转轴垂直，两对加速度计相互垂直(如图1所示)。
位置相对的加速度计比力之和(a1+a2和a3+a4)将消除垂直于旋转轴的直线加速度，两对加速度计比力和的差［(a1+a2)-(a3+a4)］将消除绕旋转轴的角加速度，我们通过两倍的旋转频率调制加速度计输出的和与差，就能够得到重力梯度信号。
该重力梯度仪的重力梯度张量分量与加速度计输出比力之间的关系为［(a1+a2)-(a3+a4)］= 2R［T yy-T xx)sin2ωt+2T xy cos2ωt］，图1 旋转加速度计梯度仪其中a1,a2,a3,a4为四个加速度计测量的比力，R是加速度计到圆盘中心的距离，T xx,T yy, T xy是重力梯度张量分量，ω是圆盘旋转角速度。
对于半径R为10 cm的旋转加速度计重力梯度仪误差若为1E，那么加速度计的精度必须达到2×10-11g。
对于地球表面地形而言，从一个静止或几乎静止的运载工具上测量重力梯度，对圆盘旋转角速度有一定的要求，一般圆盘以30 r/min的角速度旋转为最佳，因为此时加速度计处于最敏感的工作状态。
如果要使旋转加速度计重力梯度仪不依赖于圆盘的旋转频率，就需要在原有基础上对它作进一步的改进，例如，用八个加速度计对称地放置在同一个圆盘上，加速度计输出信号作相应地加减处理。
上述旋转加速度计重力梯度仪是一个平面重力梯度仪，它仅仅给出两个独立的重力梯度张量分量，为了确定重力梯度张量的其它三个独立分量，还必须要有两个这样的重力梯度仪，构成空间重力梯度仪，它们的旋转轴可以相互垂直或与某个轴呈某个角度。
1987年春，Bell Aerospace Textron的专家们用这种重力梯度仪制造了重力梯度仪测量系统［6］，并进行了机载和车载重力测绘试验，由于平台陀螺漂移过大和温度控制不当，该仪器未达到预期的精度。
此后，Bell Aerospace Textron的专家又对其进行了改进。
1990年初他们把它应用到舰艇的惯性导航中，组成重力梯度仪辅助惯性导航系统［7］。
若该系统装在核潜艇上，可使它长期远距离地进入一个完全陌生的区域中寻找军事目标，绘制地形图并安全返回目的地。
若该系统装在战略导弹上，可使它精度更高更有效。
特别值得一提的是，即使在GPS被 干扰或被破坏时，该系统仍能提高许多武器(例如，战略导弹、巡航导弹、轰炸机、侦察机等等)的保密性和精确性。
图2 超导加速度计示意图 法国ONERA研制出的精度为10-2E的平面静电加速度计重力梯度仪由四个静电加速度计和一个校正系统组成，平板中间安放校正系统，四个角各安装一个三轴静电加速度计。
三轴静电加速度计的模型方程为=K0+K1+K lm+ K'lm+K2γiγi+噪声其中是实际加速度测量值，是每个加速度计测量值，K 0是偏值向量，K1是标度因子矩阵，K lm是方向错位矩阵，K'lm是耦合矩阵，K2是二阶非线性矩阵。
K lm是反对称矩阵，它表示加速度计敏感轴相对于仪器坐标系的方向。
K'lm是对称矩阵，它表示加速度计三个敏感轴之间的耦合。
1988年ONERA研制出在加速度小于10-4ms-2时，分辨力为10-11ms-2/Hz的静电加速度计，1996年他们又研制出分辨率为10-14ms-2/Hz静电加速度计［8］。
为了从重力梯度仪的两个加速度计差分测量中分离出重力梯度，必须消除来自外部的扰动，例如，大气阻力，辐射压力，平台角运动等。
除了加速度计具有高分辨力外，要消除扰动，它还需要有好的线性、敏感轴间的低耦合、标度因子和校准性非常精确的匹配。