重力梯度儀

重力梯度儀

重力梯度儀(gravity gradiometer)是測定重力場垂直梯度的儀器。

基本信息

概述

重力梯度儀重力梯度儀

地球表面上正常重力垂直梯度大約為3086重力單位/米(3086E)(E為“厄缶”的符號,1E=10/s秒。),它隨緯度和高度的變化而有微小變化。要測定精度為10.5米/秒2重力的話。就要求梯度測量達到大約百萬分之一的精度。另外地形的起伏也會引起梯度發生很大的變化。使梯度測量複雜化。

重力梯度儀多用於航空和飛行器上。航空梯度儀由兩個加速度計組成。由於兩個加速度計受相同的飛行器加速度作用。所以。這類梯度儀對飛行器的垂直運動反應不靈敏。由於這一優點。吸引了許多研製者。已有幾種梯度儀製造出來。但精度都很低(只有1厄缶左右的精度,而航空測量需要大約0.1厄缶的精度),只是處於實驗階段。此外,用於飛行器的旋轉梯度儀以及用於軌道衛星中的重力梯度儀也在研製和試驗中。

研製套用

重力場信息獲取需要依靠重力測量儀器實現,地球重力場信息廣泛套用於計量學、大地測量、地球物理、地球動力學、空間科學、災害預測、海洋科學等多個領域。重力梯度儀根據工作原理可分為旋轉加速度計式重力梯度儀、冷原子重力梯度儀、靜電式重力梯度儀和超導重力梯度儀等。

1981年,美國國防部地圖局設立一個研製動基座重力梯度儀的計畫。為此,Bell宇航分公司研製了重力梯度儀測量系統,該系統就是採用旋轉加速度計式重力梯度儀。1987年,該公司的專家們用這種重力梯度儀製造了重力梯度儀測量系統,並進行了機載和車載重力測繪試驗。1990年初他們把它套用到艦艇的慣性導航中,組成重力梯度儀輔助慣性導航系統。2000年,L&M公司與BHP公司使用旋轉加速度計式重力梯度儀進行了探礦,取得良好效果。

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