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国内高精度绝对重力仪研制进展作者：何志堂康胜军任敏拴贺小明赵丕史志刚孙磊王广源来源：《装饰装修天地》2017年第22期摘要：阐述了高精度绝对重力仪的基本原理和工艺，介绍了国内国内高精度绝对重力仪研制开发进展情况，并对现状的阶段和特点进行了分析，展望了今后发展的方向，可供高精度绝对重力仪的开发研制提供参考。
关键词：绝对重力仪；冷原子干涉；自由落体式1 前言近年来，随着重力成果在地震研究、航空航天、物探等许多行业广泛应用，以及其在相关研究、应用发挥的作用，高精度重力成果应用得到普遍重视[1，2，3，4，5，6，7，8]。
高精度绝对重力仪作为获得高精度重力成果的主要设备，其开发与研制一直是国内外的重点课题之一[9，10，11]。
2 高精度绝对重力仪原理高精度绝对重力仪基本采用基于自由落体运动动力学的原理。
其基本原理是：在真空状态下，测试体仅在重力的作用下做自由落体运动。
在测试体自由下落的过程中，获得其下落的高精度距离及对应的高精度时间，根据自由落体运动动力学方程，计算出测试地点的精密重力加速度[12，13，14]（简称重力值）。
因为获得下落距离对应的精密时间的方式基本一致（一般采用高精度原子钟实现，此类技术及工艺相对比较成熟），因此高精度绝对重力仪的分类基本上是根据获得下落精密距离的方式分类的。
本质上，目前国内外在高精度绝对重力仪开发与研制中采用的精密距离获得方法的原理基本一致，即通过一定的方式，使激光或原子产生干涉，并对仅在重力作用下的干涉计数，计算得到精密的下落距离[15，16，17]。
考虑到不同工艺实现的困难程度以及对仪器测量误差的影响，根据测试体及对应装置的不同，高精度绝对重力仪大致可以分为两类。
一类测试体以激光干涉为主，另一类以原子干涉为主[11]。
第一类绝对重力仪中，测试体上安装精密反光棱镜，整个装置放置在真空装置中。
在一个下落循环中，测试体从真空装置顶部位置开始下落。
在下落的过程中，同源激光被分成两束激光，一路激光经过测试体发射棱镜反射后与另一束同源激光产生光干涉，产生干涉条纹。
注册测绘师测绘综合能力-16(总分120,考试时间90分钟)一、单项选择题(每题的备选项中，只有1个最符合题意)1. GPS点标石类型分为天线墩、基本标石和普通标石，各种天线墩均应安置强制对中装置，且对中误差不应大于______mm。
A.0.5 B.1.0 C.2.0 D.5.02. 重力测量分为绝对重力测量和相对重力测量，进行绝对重力测量时应使用标称精度优于______×10-8ms-2的绝对重力仪。
A.±2 B.±5 C.±10 D.±203. 依据现行《国家重力控制测量规范》：对重力仪比例因子的标定时，同一城市的基准点和基本点间用汽车联测，每台仪器应测定两个独立结果，其差值不应大于______×10-8ms-2。
A.5B.10C.20D.404. 基准点的绝对重力测量，需要将落体初始位置高度处的观测结果进行观测高度改正，归算至离墩面______m高度处。
A.1.3 B.1.5 C.0.7 D.2.05. 在似大地水准精度检验过程中，对于国家级似大地水准面，检验点的间距不宜超过______km，检验点总数不应少于______个。
A.30，20 B.100，50 C.200，100 D.300，2006. 按高程性质，我国实际计算采用的高程系统属于______。
A.正高 B.力高 C.正常高 D.大地高7. 精密水准测量中，往测偶数站的观测顺序是______。
A.前后后前 B.后前前后 C.前后前后 D.后前后前8. 单独的四等水准附合路线，长度不应超过______km；环线周长不应超过______km；同级网中结点间距离不应超过______km；山地等特殊困难地区可适当放宽，但不宜大于上述各指标的1.5倍。
A.150，200，70 B.80，100，30 C.225，300，105 D.120，150，459. 国家一、二、三、四等级水准点点之记的点位详图应在现场绘制，注明点位至主要特征地物的方向和距离，方向数不应少于______个。
(A)注册测绘师测绘综合能力-8(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数：37，分数：50.00)1.国家重力控制测量不包括______。
∙ A.国家一等重力网∙ B.国家重力基本网∙ C.国家二等重力网∙ D.国家二等重力点（分数：1.00）A.B.C. √D.解析：[解析] 国家重力控制测量分为三级：①国家重力基本网；②国家一等重力网；③国家二等重力点。
故选C。
2.基本重力控制点应在全国构成多边形网，其点距应在______km左右。
∙ A.3000∙ B.1500∙ C.1000∙ D.500（分数：1.00）A.B.C.D. √解析：[解析] 基本重力控制点应在全国构成多边形网，其点距应在500km左右；一、二等重力点在全国范围内分布，点间距在300km左右。
故选D。
3.国家重力基本点和一等点及引点的点位一般选在______附近。
∙ A.机场∙ B.铁路∙ C.高速公路∙ D.码头（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：[解析] 国家重力基本点和一等点及引点的点位一般选在机场附近(在机场的安全隔离区以外)。
故选A。
4.相对重力测量是测定两点的______。
∙ A.重力绝对值∙ B.重力差值∙ C.重力平均值∙ D.重力梯度（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 相对重力测量是测定两点的重力加速度的差值，简单地说就是测定两点的重力差值。
绝对重力测量是测量该点的重力加速度值。
故选B。
5.下列测量中需收集测点地区观测期间的地震、地下水变动的是______。
∙ A.角度观测∙ B.边长观测∙ C.绝对重力测量∙ D.GPS测量（分数：1.00）A.B.C. √D.解析：[解析] 绝对重力测量，应收集测点地区的地质结构和测点地区观测期间的地震、地下水变动及气象情况。
故选C。
6.国家重力控制测量分三个等级，重力基本网等级最高，它是由重力基准点和______组成。
重力测量仪器根据测量的物理量的不同，重力测量可分为动力法和静力法两类；动力法观测的是物体的运动状态(时间与路径)，用以测定重力的全值(绝对重力值)静力法是观测物体的平衡状态，用以确定两点间的重力差值(相对重力值)一、绝对重力测量仪器原理是根据摆的原理或根据自由落体定律摆的原理：摆仪自由落体定律：自由下落法和对称自由运动法(又称上抛法)。
NIM-I型自由落体绝对重力仪国家计量科学院研制NIM-II型自由落体绝对重力仪国家计量科学院研制美国研制的自由落体绝对重力仪下落法测定g值是自由落体质心起始位置以下Z=2S 2/7处的数值，S 2为自由落体下落的全程。
上抛法测出的g 值是物体最高点以下Z=(H/2十H B )/3处的数值。
其中H B 为B点的高度。
二、相对重力测量仪器(一)工作原理按物体受力变化而产生位移方式的不同，重力仪可分为平移式系统和旋转式系统两大类。
日常生活中使用的弹簧秤从原理上说就是一种平移式重力仪。
Δα(二)构造上的基本要求静力平衡系统——灵敏系统（心脏）测读机构——观察平衡体的移动情况和测量重力变化的部分灵敏系统，必须具有较高的灵敏度以便感受出微小的重力变化测读机构，应具备足够大的放大能力，测量重力变化的范围较大，读数与重力变化间的换算要简单。
提高灵敏度有两个途径：9加大上式中的分子要增大m和L，一般不采用9减少上式中的分母减小平衡系统稳定性，但又不使其达到不稳定状态，则灵敏度可达到任意需要的程度。
采用加助动装置的方法、倾斜观测法以及适当布置主弹簧位置等方法。
(四)测读机构与零点读数法测读机构包括放大部分(光学放大，光电放大或电容放大等)和测微部分(测微读数器或自动记录系统)。
现代重力仪都是采用补偿法进行观测、读数，即采用零点读数法。
零点读数法选取平衡体的某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置(即零点位置)，重力变化后，第一步是通过放大装置观察平衡体对零点位置的偏离情况，第二步用另外的力去补偿重力的变化，即通过测微装置再将平衡体又调回到零点位置，通过测微器上读数的变化来记录重力的变化。
LCR-G型重力仪的检验与标定张成强【摘要】介绍LCR-G-1150重力仪返厂维修后的检验和标定过程,并对仪器维修前后的各项性能及观测数据进行对比分析.结果表明,精细地、有针对性地检验与标定对客观评价仪器的维修效果和各项性能至关重要.【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2018(038)010【总页数】5页(P1086-1090)【关键词】重力仪;检验;标定【作者】张成强【作者单位】中国地震应急搜救中心,北京市玉泉西街1号,100049【正文语种】中文【中图分类】P244自20世纪80年代，我国陆续引进了一批LCR-G型重力仪，用于大地测量和地球物理场观测。
该仪器是美国LaCoste&Romberg公司生产的零长弹簧重力仪，具有精度高、抗干扰能力强、零漂小等特点，实际观测精度达25.0 μGal，复现性达10.0 μGal。
进入21世纪后，该公司被加拿大的Scintrex公司兼并，我国开始大量引入CG-5石英弹簧重力仪和少量BURRIS金属弹簧重力仪。
但LCR-G型重力仪仍在地球物理场观测中广泛应用，仅中国地震局正在使用的就有15台，占全局流动重力观测相对仪器数量的近40%。
该类仪器由于超负荷运转，陆续进入维修阶段，本文可对该类仪器维修后的验收工作提供较为完整的参考。
LCR-G-1150重力仪是2000年引进的，于2012年返厂维护并将供电系统升级改造为锂电，增加了电子水泡，使用更加方便。
2016-04，LCR-G-1150仪器发生故障返厂维修，2017-03-06在北京通关后运回，维修后厂家工程师虽然在实验室进行了各种检验，但仪器经过开箱维修、长途运输，返回后的性能和状态均会发生改变，因此需用户在国内按新仪器的标准进行检验和标定。
2017-03-08～05-01、06-13～22对重力仪进行了一般性检验调整和零漂检验，05-08～12在北京灵山国家重力基线场进行了格值系数标定，05-15～17在首都圈测网进行了实际观测实验。
重⼒勘探期末知识重点整理第⼆章1.重⼒值测定⽅法分类：[1]根据测量的物理量不同分为：1）动⼒法：观察物体在重⼒作⽤下的运动状态。
如运动的时间和路径；⾃由落体的速度；⾃由摆振动周期。
以测定重⼒的绝对值。
2）静⼒法：测量物体在重⼒作⽤下的相对平衡状态。
以测定两点间的相对重⼒值。
[2]根据测量结果的不同，可分为：1）绝对重⼒测定：测量地球上某点的绝对重⼒值，绝对重⼒测量的是重⼒的全值——绝对重⼒仪2）相对重⼒测定：测量地球上某两点间的重⼒差值（即各点相对某⼀基准点的重⼒差）——相对重⼒仪2.绝对重⼒仪依据⾃由落体定律，分为⾃由下落法和上抛法。
3.相对重⼒仪[1]分类1）从构造上：平移式和旋转式；2）从制作材料及⼯作原理上：⽯英弹簧重⼒仪、⾦属弹簧重⼒仪、振弦重⼒仪以及超导重⼒仪；3）应⽤领域：地⾯重⼒仪，海洋重⼒仪以及井中重⼒仪[2]弹簧类型：S0是弹簧的原始长度。
S0>0(正长弹簧)，S0<0(负长弹簧)，S0=0(零长弹簧)[3]零点漂移：弹性重⼒仪中的弹性元件，在⼀个⼒的长期作⽤下将会产⽣蠕变和弹性滞后效应（弹性疲劳）等现象零点漂移现象不可能完全消除。
改正⽅法：仪器制造时，选⽤适当材料，使零点漂移量⼩，且尽量随时间线性变化。
4.厄⽸效应：因载体相对于地球的运动，使作⽤在重⼒仪上的离⼼⼒变化⽽改变了重⼒的⼤⼩，这种影响称厄⽸效应5.重⼒仪性能指标：观测精度，读数精度，测程范围，格值（全球范围）、零点漂移，分辨率、第三章重⼒测量1.重⼒勘探⼯作的主要阶段（简答）：（1）设计：根据地质任务进⾏现场踏勘、编写技术设计（2）施⼯：根据设计进⾏外业测量，采集各种有关数据（3）处理解释：对实测数据进⾏整理、处理、解释、成图和编写报告2.按照测量所处空间位置的不同，重⼒测量可以分为：地⾯重⼒测量、地下（坑道、井中）重⼒测量、海洋重⼒测量、卫星重⼒测量。
3.重⼒测量的地质任务根据重⼒测量或重⼒勘探所承担的地质任务及勘探对象的不同。
