航空重力测量技术的现状

我国高精度绝对重力仪研制现状介绍了国内研制高精度绝对重力仪的进展情况，并对现阶段进行了分析，对后续发展提出了一些思考和想法，可为高精度绝对重力仪的国产化提供参考。

标签：绝对重力仪；国产化；冷原子干涉；自由落体式高精度重力成果作为一种基础数据，一直是地球物理力学、大地测量学、地质结构、地壳运动等学科的重要依据，其广泛地应用于大地测量、地球物理、航空航天、地震研究、物探等行业和领域[1，2，3，4，5，6，7，8]。

国内外获得高精度重力数据及成果（微伽级）的手段主要依靠高精度绝对重力仪的实测。

本文主要阐述了目前我国高精度绝对重力仪研制情况，从整体现状、关键环节的进展、技术难点、突破性进展等进行了总结和回顾，并对今后一段时间国内研制的发展提出一些自己的思考。

一、历史回顾我国对于高精度绝对重力仪的研制基本从上世纪六十年代已经开始。

开始阶段，我国从事高精度绝对重力仪研制的机构主要集中在研究所、院校及相关事业单位，以中国计量科学研究院为代表[9，10]。

从研究的进程来看，到上世纪末，我国基本实现了理论研究、实验装置、装置模块、样机实现、样机改进等一系列的复杂工作。

主要的成果以中国计量科学研究院实现了三代样机（NIM型系列样机）为典型。

该机型采用的技术路线和方案依据经典自由落体运动原理。

根据资料[10，11]，NIM-Ⅱ型绝对重力仪参加国际比对时，该仪器的测量成果达到了一定的高水平，甚至可以说在当时处于世界一流水平（不確定度为5μGal，对平均值差1μGal。

）该样机获得了国家科技进步二等奖[11]。

二、研究现状进入二十一世纪后，前十年时间，我国在高精度绝对重力仪研制方向上相对而言有些停滞。

一方面，对已有的研制成果进行后续改进和提高需要更深层次的理论深入研究和突破，同时在精密加工工艺、材料上需要更精密的基础设施，还要有相当的经验累积。

这些因素在前十年左右还都不是很具备，特别是材料和精密加工工艺方面。

近几年，随着国内对高精度重力成果使用在理论和技术上的突破和实践，重力相关项目得到具体实施，高精度重力成果得到广泛应用，在不同领域重力成果发挥了积极的作用，在某些行业或领域重力成果的作用尤为明显[12，13，14]。

2024年航空测量市场发展现状引言航空测量（Airborne Survey）是一种利用航空器进行大范围、快速高精度测量的技术。

随着航空技术的不断发展和应用的推广，航空测量市场也得到了快速的发展。

本文将对航空测量市场的发展现状进行分析。

市场规模航空测量市场在过去的几年中持续保持着快速的增长势头。

根据行业数据，2020年全球航空测量市场规模达到了XX亿元，预计到2025年将增长到XX亿元。

这表明航空测量市场具有良好的发展前景。

市场驱动因素航空测量市场的发展受到多个因素的驱动。

1. 基础设施建设随着全球基础设施建设的不断推进，对高精度测量的需求也在增加。

航空测量作为一种高效、准确的测量方法，能够为基础设施建设提供重要的支持。

2. 自然资源勘探航空测量在自然资源勘探中起到了重要的作用。

通过利用航空测量技术获取地下资源的信息，可以有效提高资源勘探的效率和准确性，降低勘探成本。

3. 地质灾害监测航空测量可以用于地质灾害的监测和预警。

通过航空器搭载的遥感设备获取大范围、高分辨率的地理信息数据，可以及时掌握地质灾害的情况，有助于采取相应的预防和防治措施。

4. 海洋调查航空测量在海洋调查中也有广泛的应用。

通过航空器进行海洋测量，可以获取到海洋资源的空间分布信息，为海洋资源的合理开发和保护提供科学依据。

市场前景航空测量市场的前景广阔，存在着多个发展机遇。

1. 技术创新随着技术的不断进步，新型航空测量技术不断涌现，如无人机测量、激光雷达测量等。

这些新技术的应用将进一步提高航空测量的效率和精度，推动市场的发展。

2. 国家政策支持航空测量在国家经济发展和基础设施建设中具有重要地位，因此得到了政府的高度重视和支持。

政府的政策扶持将进一步促进航空测量市场的发展。

3. 交通运输需求随着全球航空运输的不断扩大，对航空测量的需求也在增加。

航空测量可以提供关键的地理信息数据，为航空运输的规划和管理提供支持，因此市场前景十分广阔。

挑战与对策在航空测量市场的发展过程中，也存在一些挑战需要面对。

国外航空重力测量在地学中的应用周坚鑫1,2,刘浩军1,2,王守坦2,安战锋2,余学中2,张玉君2(1.中国地质大学,北京　100083;2.中国国土资源航空物探遥感中心,北京　100083)摘要:介绍了20世纪美国、加拿大、澳大利亚等国家航空重力测量的应用情况,分析了目前国外航空重力测量技术应用于我国中西部艰险、复杂地区及沙漠、沼泽等困难地区的区域地球物理勘探和基础地质研究的适用条件。

关键词:航空重力;航空重力梯度;地球物理勘探中图分类号:P631.1 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2004)02-0119-04 航空重力测量是将高灵敏度航空重力仪装载在飞机上,在空中实现地球重力场的快速测量,与地面重力测量相比,具有快速、经济、灵活等特点。

它不仅在大地测量方面具有重要的作用,作为一种重要的地球物理勘探手段,在基础地质研究、石油、天然气及固体矿产资源勘探等方面具有广泛的应用。

航空重力测量的研究可追溯到20世纪50年代末。

1958年,美国空军使用LaCoste &Romberg 公司S 26型重力仪进行了第一次航空重力测量试验,用摄影经纬仪来提供导航数据,用高灵敏的气压测高仪测量飞机高度,测量结果与地面重力数据进行对比,精度为10×10-5m/s 2。

随后,美国和俄罗斯有关机构相继开展了大量的航空重力测量试验。

试验大部分是在固定翼飞机上进行的,飞机高度一般在几千英尺,试验的精度达到n ×10-5m/s 2,异常分辨率为30mile (50km )。

但当时测定载体速度和加速度的精度较低,制约了该技术的进一步研究和应用。

直到上世纪80年代中期,由于航空重力在大地测量方面的特殊作用,国际上有许多国家的研究机构开展了这方面的工作,对航空重力测量的仪器、原理和数据处理方法等做了大量的研究和试验,随着雷达测高技术和高稳定度平台的发展及应用,使得航空重力测量技术重新得到发展。

重力加速度量值溯源体系介绍及重力仪的研制现状张 博（黑龙江省计量检定测试研究院，黑龙江哈尔滨 150036）摘 要：重力测量在地质研究、国防军事、地球物理、资源勘探、地震预报及计量科学等领域有着广泛的应用。

目前，提高惯性导航精度普遍采用的方法是将重力加速度和惯性加速度分离，重力加速度测量的准确性需要通过量值溯源来保证，绝对重力仪是重力测量值传递和溯源的主要载体和工具。

以此为背景，介绍了绝对重力仪的主要技术和发展现状，从而引出绝对重力测量和重力计量体系是整个重力测量溯源到SI国际单位制，确保其测量量值准确可靠的唯一途径。

关键词：绝对重力仪；关键比对；惯性仪表；自由落体；原子干涉中图分类号：P631.1+23 文献标志码：A DOI：10.16443/ki.31-1420.2019.04.016 Introduction of Gravity Accelerometer Value Tracing System andDevelopment of Gravity MeterZHANG Bo(Heilongjiang Provincial Metrological Verification and Testing Institute, Harbin 150036, Heilongjiang, China) Abstract: Gravity measurement has been wildly used in national defense and military,geological research, resource exploration, geophysics, earthquake prediction and metrology etc. At present, the commonly used method to improve the inertial navigation accuracy is to separate the gravity acceleration from the inertial acceleration. The accuracy of the gravity acceleration measurement needs to be ensured by the value traceability. The absolute gravimeter is the main carrier and tool for gravity measurement value transmission and traceability. Based on this background, the main techniques and development status of the absolute gravimeter are introduced, which leads to the fact that the absolute gravity measurement and gravity measurement system is the only way to trace the entire gravity measurement to the SI and to ensure accurate and reliable measurement.Key words: absolute gravimeter; key comparison；inertial instrument；free fall；atomic interfere0 引言重力测量在国民经济建设中发挥着重要作用，广泛应用于国防、军事、地球物理、地质研究、地震预报、资源勘查、和计量等领域。

航空物探现状及展望————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ航空地球物理探测,简称航空物探,是地球物理勘探技术与航空技术相结合的一门高新技术。

它是通过飞机（飞行器) 上装备的专用物探仪器在航行过程中探测各种地球物理场的变化，研究和寻找地下地质构造和矿产的一种物探方法。

目前常用的航空物探方法有: 航空磁测、航空放射性测量、航空电磁测量( 航空电法) 以及航空重力调查等四类。

航空物探具有效率高、成本较低、便于大面积工作、探测深度较大等优点,是基础性和公益性地质调查、战略性矿产勘查的重要手段，是地质勘查现代化的标志之一。

航空物探在国民经济建设中发挥着重要作用：可为矿产资源与油气资源调查评价、海洋地质调查、地下水勘查、工程地质和环境调查、基础地质与研究、军事与国防建设提供信息和解释成果。

在航空物探仪器性能不断提高的前提下,合理地选择及运用不同的飞行器，对航空物探测量工作的顺利开展并取得良好效果起到至关重要的作用。

我国航空物探飞行平台基本以固定翼飞机为主,少量采用直升机。

近年来随着通用航空产业的发展及户外极限运动的兴起,航空物探不断尝试应用无人机、动力滑翔翼、热气球、飞艇等方式开展工作，也取得了一些成果。

1 固定翼平台航空物探( 磁、电、放、重)使用固定翼飞机开展各种航空物探工作是该领域最广泛也是最成熟的。

我国的航空物探开始于1953 年，首先是应用航空磁法,此后陆续引进、发明并成功运用了航空放射性、航空电磁法，后来又引进了航空重力测量( 尚未实现国产),不断有新的进展，这些航空物探都是首先从固定翼飞机选型开始的。

国内迄今为止,在航空物探测量中选择的固定翼机型较多的有: 运5、运８、运11、运１2、赛斯纳208、安12、奖状Ⅱ、双水獭6等。

近年来运用运１２机型开展的工作最多。

固定翼飞机作为多种航空物探技术的首选飞行平台,其优势主要表现在以下几方面。

航空物探技术现状及其在铁路工程勘察中的应用展望Zhang Ji摘要：航空物探方法效率高、成本低、地形适应能力强，在矿产资源勘查领域已有广泛应用。

随着铁路工程勘察工作区域的拓展及勘察成本和工期压缩的需求日益强烈，在铁路勘察引入航空物探手段已成为必然趋势。

本文首先总结分析了航空物探技术发展的现状，并对其在工程勘察领域的应用情况进行了分析，最后结合行业现状对航空物探技术在铁路工程物探中的深入应用提出了展望。

关键词：航空物探、铁路工程物探、航空磁法、航空电磁法1前言航空物探本质是将地球物理勘探设备挂载于飞行器上进行勘探的一种物探方法。

因其先天具有地形地貌适应能力强、外业工作效率高、便于大面积施工等特点，自诞生之初就备受关注[1]。

从广义上看，搭载于卫星等航天器上的物理探测设备也属于航空物探，但受飞行高度和探测精度限制，其在铁路工程勘察领域的应用受到较大限制，本文对此不做讨论。

2航空物探技术现状2.1航空物探方法发展现状严格来说，所有的地面物探方法都可应用于航空物探，但由于飞行器平台的限制，航空物探设备及传感器很难与地面接触，这就造成了传导类电法、传统地震类方法等接触式物探方法目前无法应用于航空物探。

现阶段航空物探方法主要分为两类，第一类是航空磁力测量、航空重力测量、航空放射性测量等常规天然场源物探方法；第二类是时间域电磁法和频率域电磁法等非接触式人工源电磁法。

近年来加拿大Geotech公司研制出一种类似于音频大地电磁法原理的ZTEM系统，与其他商业电磁系统不同，该系统使用电离层电流或自然界产生的25~720Hz的雷电信号作为激发场源，拥有较低的噪声、较高的分辨率和较大的勘探深度。

2.2航空磁法及放射性探测技术现状航空磁法是最早应用于生产实践的航空物探方法，在地质调查、矿产普查和地球科学研究工作中发挥着重要的作用。

根据观测方式不同，航磁测量又分为四种，分别是：测量地球磁场的总磁场强度B的总场测量、测量地球磁场总场强度B的空间变化率的梯度测量、测量地球磁场的三个分量的张量测量、测量地球磁场空间变化率的梯度张量测量。

文献综述题目：航天员在失重状态下体重测量系统 班级：12测控3班 小组成员：汪其香 罗雨海 樊文清 李卓桓 郭琛琛 林志浩 张全瑞欧阳玉平20122936 阳欣怡 2012293720122938 20122910 20122915 20122916 2012291720122919一、前言上世纪60年代在苏联成功实现载人环游后，载人航天事业就在各国迅速发展起来。

随着飞船航行时间的增加和国际空间站的建立，航天员在太空的时间将会越来越长。

而长期的载人飞行需要对航天员的生理状况进行有效监测，身体质量测量就显得尤为重要，必要性也日益突出。

然而在太空失重环境下，重力作用几乎为零，身体质量测量并不如地面测量那么轻松，利用静力学方法无法测得质量值。

同时，对于测量仪器也提出了更高的要求，飞船空间有限，测量仪器在质量、尺寸、功耗上均受到严格限制。

在这种情况下，要解决失重环境下的测量问题，就有必要使用新的测量方法，并努力提高测量精度。

二、主题目前，在太空质量测量方面，西方国家早已开始了这方面的研究，如美国国家航天局、俄联邦航天局、日本宇航开发局等，他们基于太空的微重力环境，主要提出和研究三种方法来解决测量问题，取得了较多的研究成果，并在太空中进行了在轨验证，取得了比较大的成功。

中国作为航空俱乐部的一员，将来也会在太空长期停留，研发有效的在轨质量测量方法十分必要。

目前，中国在这一方面的研究刚刚起步，也取得了一定的成果，实现了航天员质量的测量，但这还远远不够，仍有不断发展和提高的空间。

2.1 国外研究现状自从航天员成功实现载人航天以来，国际上对于航天员质量测量的研究就从未间断。

目前主要研究和使用的方法可以分为三类：一是利用振动原理，二是利用牛顿第二定律，三是利用动量守恒定理（1）。

2.1.1振动原理振动原理最早被人们所研究，也得到了最多的实际应用。

由这种原理所设计出的仪器可以看成是一种无阻尼的弹簧振子系统，通过测量振荡的频率或周期，被测物的质量就可以通过与一个已知频率的参考质量进行对比的方法或者通过•衣:I皿=狀丁/2兀乎（2-1）卜戸测出（7）。

航空重力测量在近海区域的精度评估与分析翟振和;孙中苗;李迎春;肖云【摘要】利用泊松积分法和点质量法对澳大利亚West Arnhem Land区域的航空重力测量数据进行了精度评估，两种方法得到精度结果基本一致，评估结果表明GT‐1A测量系统2′分辨率数据的测量精度优于3×10－5 m／s2，5′分辨率数据的测量精度优于2×10－5 m／s2。

利用交叉点平差和泊松积分法、点质量法对渤海区域的航空重力测量进行了内部交叉点平差和外部精度评估，结果表明，内部评估精度与外部评估精度存在一定的差异，以外部评估为准则，CHAGS测量系统在渤海区域5′分辨率的航空重力数据精度优于35．×10－5 m／s2。

综合国内外试验情况分析得到，在近海区域，航空重力数据的分辨率和精度受测量仪器的性能而不同，整体上对于5′分辨率数据而言，可以达到或优于3×10－5 m／s2的精度。

%The two methods including Poisson integral and point masses are used to evaluate the accuracy of airborne gravimetry data in Australia West ArnhemLand.Theresults show that the accuracy of Australia airborne gravimetry data are respectively 2 8.1 × 10-5 m/s2 and 2 9.5 × 10-5 m/s2 according to the 2′resolu‐tion ,and the accuracy of 5′resolution is better than 3 × 10-5 m/s2 .The Bohai airborne gravimetry using CHAGS system is evaluated by using the crossover point adjustment and Poisson integral method , the analysis results show that the two estimation modes has different accuracy value .Based on the external l and and sea gravitydata ,the Bohai airborne gravimetry has the accuracy better than 3 5. × 10-5 m/s2 according to the 5′resolution although the data has the 3 × 10-5 m/s2 systematic error .In the coastal area , the accuracy of airbornegravimetry is affected by the performance of surveying system ,and the general accuracy of airborne gravimetry is about or better than 3 × 10-5 m/s2 according to the 5′resolution .【期刊名称】《测绘学报》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】航空重力测量;泊松积分;点质量模型;精度评估【作者】翟振和;孙中苗;李迎春;肖云【作者单位】信息工程大学地理空间信息学院，河南郑州450052; 西安测绘研究所，陕西西安710054;西安测绘研究所，陕西西安710054;西安测绘研究所，陕西西安710054;西安测绘研究所，陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】P22831 引言航空重力测量是获取局部区域重力场信息的有效手段，其测量效率高、精度均匀，分辨率较高，我国于2002年自行成功研发了航空重力测量系统（CHAGS），并相继在大同、哈尔滨等试验中获得了较好的测量结果［1］。

航空重力梯度仪研究现状及发展趋势舒晴;周坚鑫;尹航【摘要】简要介绍了重力梯度仪的发展历程,重点叙述了旋转加速度计航空重力梯度仪的工作原理及研发过程,系统调研了航空重力梯度仪的仪器现状,跟踪了航空重力梯度仪的研究动态.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2007(031)006【总页数】4页(P485-488)【关键词】旋转加速度计重力梯度仪;航空重力梯度仪;SQUID;OQR【作者】舒晴;周坚鑫;尹航【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P631重力梯度张量反应的是重力场(重力加速度矢量)在全空间的变化率。

19世纪末，匈牙利物理学家厄特弗斯制造出了第一台测量重力变化率的扭秤，在随后的几十年时间里，扭秤在金属矿勘查和圈定油气田构造中发挥了重要作用。

20世纪30年代，美国的LaCoste海空重力仪研制成功，并逐渐取代扭秤成为地质勘探和军事应用的主流产品，在以后的40年时间里，重力梯度仪的发展和应用几乎处于停滞。

但对于移动平台的重力测量而言，需要从测量结果中消除载体加速度影响从而得到地球重力场信息，当时较低的定位精度大大制约了重力数据质量的提高。

由于重力梯度仪是测量2点间重力场的变化率，受运动载体加速度的影响较小，20世纪60年代末，美国空军提出了研制移动平台重力梯度仪的想法。

1970年，Thompson 设计了微平衡重力梯度仪；1971年，Hansen设计了灵敏度为10 s-2的水平重力梯度仪；此外，还有专家设计了振动弹簧重力梯度仪。

20世纪70年代中期，美国Hughes公司、Draper实验室和Bell Aerospace Textron公司分别研制出3种不同类型的实验室样机：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。

20世纪80年代开始，西方发达国家的多家公司及学术机构开始进行超导重力梯度仪研制，经过20多年的研究，目前超导重力梯度仪基本达到了准实用水平[1]。

中国反重力研究行业现状中国反重力研究行业是一个备受关注的领域。

尽管在公众眼中，反重力可能被视为科幻或幻想，但事实上，中国在这一领域的科研工作一直在取得积极进展。

本文将就中国反重力研究行业的现状进行探讨。

一、背景介绍反重力是指物体克服地球引力的力量，即提供抵抗自由落体运动的能力。

在理论上，反重力有可能实现飞行、悬浮和人类航天的突破。

然而，要实现这一目标需要在材料科学、能源技术和机械工程等多个学科领域取得突破。

二、中国的反重力研究机构中国反重力研究行业涉及多个机构和学术团体。

中国科学院是该领域的主要推动者之一，其旗下的一些研究所在反重力技术领域具有国际影响力。

此外，一些大学的物理、材料科学等学科也在积极开展反重力相关的研究。

中国航天工业集团作为中国航天事业的主要组织者，也在反重力技术的研究和开发上投入了大量资源。

他们致力于提高我国航天器的反重力能力，以便实现更远的太空探索。

三、中国反重力研究的重点领域中国反重力研究的重点领域主要包括以下几个方面：1. 空气动力学研究：为了实现飞行和悬浮，反重力技术需要解决空气动力学问题。

中国的研究人员正在努力研究各种飞行器的空气动力学特性，以提高其操控性能和稳定性。

2. 材料科学研究：材料科学是反重力技术的基础。

中国的科学家在研究材料的抗重力性能和强度方面取得了令人瞩目的成果。

他们利用新材料和纳米技术等手段，不断开发出更轻、更坚固的材料，以满足反重力技术的需求。

3. 新能源技术研究：反重力技术需要大量的能源供应。

中国的科研人员正在研究高效能源传输和储存技术，以满足反重力器械的能源需求。

太阳能、核能等清洁能源也被寄予厚望，认为它们具有更好的适用性和环保性。

四、成果与应用前景中国的反重力研究行业已经取得了一些显著的成果，但还有很多挑战需要克服。

目前，中国的反重力技术主要应用在航空航天领域，例如无人机和卫星的悬浮控制。

此外，一些反重力装置正在被用于科学实验和医疗设备。

在未来，反重力技术有望在交通运输、城市规划和航天探索等领域发挥更大的作用。

航空重力仪器技术发展现状及趋势航空重力仪器、技术发展现状和趋势引语测定地球重力场的传统方法是利用重力测量仪器进行绝对重力测量和相对重力测量。

绝对重力测量虽然能够得到很高精度的绝对重力值，但由于仪器体积庞大、设备复杂、对外界环境条件要求高、观测时间长、成本高等因素，其不宜在地面上进行大规模的采用。

近一百多年来，在地面进行重力测量的主要手段是采用相对重力测量，即通过测定未知点与重力已知点之间的重力值之差，从而得到未知点的绝对重力值。

与绝对重力测量相比，相对重力测量具有仪器体积小、设备简单、对外界环境要求低、测量时间短、成本费用低等优点，适于进行地面大规模的测量。

然而在一些条件恶劣、交通不便、无人居住以及陆海交界等区域进行地面重力测量时，不仅效率低下并且很难达到精度要求，甚至有些地区根本无法进行测量。

传统的地面重力测量无法进行测定占地球面积七成之多的海洋重力场，而船载重力测量技术的出现及逐步发展使开展大面积的海洋重力测量成为可能，然而其由于速度慢并且需要载体行驶在一个平均海面上，其仍是一种效率很低的重力测量手段。

令人振奋的是，卫星测高技术的出现和逐渐成熟很好地解决了获取高精度海洋重力场的问题。

一、航空重力测量基本原理航空重力测量按其复杂程度,可依次分为航空标量重力测量、航空矢量重力测量和航空梯度重力测量。

原理上它们均需解决两个基本问题:①运动状态下,在空中如何稳定传感器的指向? ②如何分离引力加速度和惯性加速度? 为此,一个航空重力测量系统必须包括如下三部分,即用于测量比力的加速度计(或重力仪,称之为重力传感器分系统)、使加速度计保持水平的系统(或计算其姿态,称为平台分系统)和测量飞机惯性加速度的定位分系统。

其中,第二分系统用于解决问题①,第一、第三分系统用于解决问题②。

依据所使用的重力传感器和平台分系统的不同,航空标量重力测量系统又可分为平台式、捷联式和旋转不变式。

平台式是将精密加速度计安装到稳定平台上,定向由稳定平台维持,如UCoset & Rombe飞航空重力仪采用的是两轴阻尼平台。

科学技术创新2019.23探讨飞机重量与重心测量技术的应用与发展张安（航空工业西飞，陕西西安710089）在实际飞机维修和使用前后，均需要开展测量操作，当重量重心超限之后，将会对其重量飞行产生严重影响。

截止到目前，飞机重量重心测量主要涉及到的内容有千斤顶等等，其应用范围极为广泛。

随着现代飞机技术的不断更新，高安全、高精度等要求也被有效的呈现出来，使得该项技术的整合十分重要。

1飞机测量系统的方式和原理1.1飞机测量系统的方式在具体飞机测量系统应用过程中，主要是借助于飞机起落架或者是支撑飞机的千斤顶受力情况，实现对飞机的有效称重，进而实现对飞机重心的全面确定。

平台式由于其系统支撑操作的不同性，可以分成地中衡式、双引桥移动式等等。

截止到目前，平台式测量系统已经实现了广泛应用，很多国外大型公司也会对该类产品进行生产，如GEC 公司和rivier 公司等等。

1.2飞机测量系统的原理在平台式测量系统应用过程中，每个机轮或者是千斤顶会开展独立的秤体测量操作，这也是轮重测量的一种形式。

在普通平台秤结构应用过程中，主要以4只传感器或者是多只传感器进行浮动支撑，该种支撑结构的设计一般以钢球或者是球窝形式进行，打造成一种“不倒翁”式结构，而且该两种结构均是以滚动摩擦形式为主线。

在飞机转移到秤台之前，机轮和地面的摩擦系数均会大于上述两种结构的滚动摩擦系数，而且在起落架的约束之下，需要在秤台上进行释放操作，避免整个平台和传感器之间出现位移问题，进而对测量精度产生影响。

所以说，在整个传感器传力结构打造上，应该以平移式结构为主线，只有这样，方可对飞机的测量需求进行全面满足。

如果飞机在秤台上的姿态调整存在问题，很容易导致秤台传感器支撑点出现位移情况，此时整个系统的测量准度将会进一步下降。

2飞机重量及重心测量系统应用情况2.1千斤顶测量千斤顶法在测量工作中十分常用，具体工作原理如下：在测量工作开展之前，操作人员可以将飞机停放在平坦地面之中，将风力、磁场等干扰因素排除。

㊀㊀第５０卷㊀第２期测㊀绘㊀学㊀报V o l．５０,N o．２㊀２０２１年２月A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a F e b r u a r y,２０２１引文格式:刘站科．航空重力测量技术及应用研究[J]．测绘学报,２０２１,５０(２):２８４．D O I:１０．１１９４７/j．A G C S．２０２１．２０２００５１３．L I U Z h a n k e．R e s e a r c h o n a i r b o r n e g r a v i t y s u r v e y t e c h n o l o g y a n d a p p l i c a t i o n[J]．A c t aG e o d a e t i c a e t C a r t o g r a p h i c a S i n i c a,２０２１,５０(２):２８４．D O I:１０．１１９４７/j．A G C S．２０２１．２０２００５１３．航空重力测量技术及应用研究刘站科自然资源部第一大地测量队,陕西西安７１００５４R e s e a r c h o na i r b o r n e g r a v i t y s u r v e y t e c h n o l o g y a n da p p l i c a t i o nL I UZ h a n k eT h eF i r s tG e o d e t i cS u r v e y i n g B r i g a d eo fM N R,X i a n７１００５４,C h i n a㊀㊀精细化的重力场信息我国现代国家测绘基准体系中不可或缺的基础性数据,航空重力测量是提升国家高程基准水平的主要手段和必由之路,航空重力测量理论方法得到国内外学者广泛而深入的研究.本文以我国重力空白区的航空重力测量为研究背景,基于G TＧ２A航空重力仪的测试与试验,对大范围开展基础性航空重力测量的工程化应用技术理论与方法进行分析研究,主要工作如下:(１)对G TＧ２A航空重力测量系统进行了系统性标定,设计了静态测量试验和升降台试验,对G TＧ２A航空重力测量系统的零漂率㊁分辨力和重力信号提取结果的尺度因子进行了计算和分析,与B u r r i s相对重力仪测量结果比较.结果表明,固体潮改正前㊁后,采用G TＧ２A零漂率差值最大可达７．４μG a l/h,采用施测前后校准测量数据计算零漂率引入的代表误差最大为１３．７μG a l/h,固体潮对零漂率的确定具有较大影响;幅值超过３０μG a l的固体潮分潮波会对G TＧ２A测量结果的幅Ｇ频特征产生影响, G TＧ２A对固体潮的分辨力约为３０μG a l;G TＧ２A试验量程内观测数据的尺度因子为－０．００３４ʃ０．０１１６. (２)提出了我国困难地区高精度定位㊁测速和测加速度的方法,建立和推导了基于单基站㊁多基站的定位速度加速度直接求解的严密关系式,利用实测数据验证了G P S/B D S组合求解定位测速测加速度.结果表明,B D S 测加速精度基本与G P S的相当,引入B D S系统进行G P S/B D S组合能有效提高求解的精度,B D S系统能够满足我国航空重力测量需求.(３)提出了单站法标量航空重力测量方法.将相位历元差分求解高精度载体速度的方法(V A D A S E)引入到航空重力测量应用中,采用单站测量模式,无须布设地面基准站,利用载体的动态观测数据,解得高精度历元间位移序列,结合泰勒一阶中心差分获得载体加速度,联合G TＧ２A重力仪的实测数据求解测线重力扰动,分别采用交叉点不符值以及地面实测重力值评定其内外符合精度.结果表明,单站法解算的加速度联合重力和姿态数据解算的重力扰动与G TＧ２A重力仪D G P S解算的重力扰动符合较好.(４)设计了秦岭山区㊁毛乌素沙漠㊁青藏高原等３种典型地貌环境下的航空重力测量试验区并获取了实测的航空重力数据,在地面布设重力格网并获取了格网点加密重力测量值,采用顾及水平位置改正和高度归算的内符合精度评定方法㊁顾及地面重力数据误差与空中传播误差的外符合精度评价方法,系统性评估了结合G TＧ２A 航空重力测量系统测量数据的外符合精度.统计结果均表明试验区的航空重力测量内符合精度优于１m G a l,外符合精度优于１．６m G a l.(５)开展了利用航空重力数据构建似大地水准面模型的试验,利用最新航空重力测量数据确立了我国南海某区域的大地水准面.在毛乌素沙漠布设了约长度１００k m㊁１．５k m/节点的G N S S/水准路线,利用高精度G N S S/水准路线成果计算高程异常,并评估了航空测量重力数据对构建大地水准面中的贡献.试验结果表明,航空重力测量数据恢复的大地水准面精度远高于现有模型,对恢复大地水准面时是非常有效的㊁积极的.同时,为了解决航空重力测量工程化应用中的具体问题,开发了航空重力测量工程化应用软件,以满足未来大规模开展航空重力测量的现实需求.中图分类号:P２２８㊀㊀㊀㊀文献标识码:D文章编号:１００１Ｇ１５９５(２０２１)０２Ｇ０２８４Ｇ０１基金项目:国家自然科学基金(４１６７４０２４;４１７２１００３;４１７７４０２０;４２０７４０４１);民用航天 十三五 技术预先研究项目;国家重点研发计划(２０１９Y F C１５０９８０２;２０２０Y F C１５１２０００)收稿日期:２０２０Ｇ１０Ｇ１９作者简介:刘站科(１９８１ ),男,２０１９年６月毕业于武汉大学,获工学博士学位(指导教师:李建成教授),研究方向为航空重力测量.A u t h o r:L I U Z h a n k e(１９８１ ),m a l e,r e c e i v e d h i s d o c t o r a l d e g r e ef r o m W u h a nU n i v e r s i t y o nJ u n e２０１９, m a j o r s i na i r b o r n e g r a v i t y s u r v e y．EＧm a i l:L Z K_１１１＠１６３．c o m。

航天器的“护航者”—地球重力测量国内外专利分析伴随着载人航天、月球探测、北斗卫星导航系统等重大科技工程的发展，中国在航天航空事业上不断地进步和发展。

对于航天器发射和运行等方面也提出了更高的要求，航天器在发射和运行过程中时刻受到地球重力场的作用，地球外部空间扰动引力会对航天器的发射和运行轨迹和姿态等方面产生影响，因此，研究地球重力场信息对于航天器的轨迹和姿态控制有着非常重要的作用。

重力是指地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力。

地球重力的测量，不仅对于地球动力学和地球内部物理研究尤其是海平面变化、地壳运动等方面有着重大意义，而且是影响航天飞行器例如各类卫星和飞船等运动轨迹的主要因素，因此地球重力测量的应用非常广泛且对于其技术发展的需求和研究也日益增强。

基于发明专利数据，本文从专利申请量、专利主要产出国、主要申请人、重点技术发展等方面分别分析和对比了国内外在地球重力测量领域的异同，以及基于上述分析给出对于国内地球重力测量技术发展和专利布局方面的启示。

1概述地球重力测量的获取可以通过多种方式获取，一是可以通过重力测量仪器，例如重力仪、重力梯度仪等仪器进行实地的勘探；二是可以通过卫星跟踪卫星的模式进行全球范围内的重力场模型的解算，获取全球重力值。

根据重力测量仪器在不同的平台进行测量，地球重力测量又可以分为地面重力测量，船载重力测量和航空重力测量。

地球重力测量值又可分为绝对重力测量值和相对重力测量值。

另一方面，全面的大面积的地球重力测量数据的获取是通过卫星来实现的。

利用卫星跟踪卫星来测量重力加速度，主要的原理是基于卫星之间的距离和距离变化率来研究的。

2 专利整体情况分析下文从专利申请量、专利产出国以及主要专利申请人三个方面对地球重力测量专利整体情况进行阐述和分析。

2.1 专利申请量和专利产出国分析基于重力测量专利数据的统计，国外地球重力测量技术起步比国内早；在2000年以前，国内申请量基本为零，而国外申请量已经达到近500件，国内重力测量技术在一定程度上远落后于国外。