中科院测地所完成稳频激光器波长及稳定性检测平台搭建

<正>2017-03-16~03-17中科院测地所委托中国计量科学研究院搭建的一套适用于绝对重力仪稳频激光器波长及稳定性检测的平台完成。该平台通过被测稳频激光器与633nm碘分子稳频激光器进行拍频测试,实现被测稳频激光器的波长测量。如果进行长期的拍频测试,还能进一步测量稳频激光器的稳定性。该平台可为陆态网络绝对     

A10绝对重力仪稳频激光器对重力测量结果的影响

简要介绍ML-1型稳频激光器的红、蓝光工作模式，对其单光、双光测量结果进行实验，并与FG5X型绝对重力仪的观测结果进行对比。结果表明，ML-1型激光器红、蓝光工作模式可有效减小稳频激光器温度及时间的漂移对绝对重力观测的影响，红蓝分离值的大小表征了激光器漂移的程度，若红蓝分离值较大，表明稳频激光器存在较大漂移，需进行标定校准。     

NIM稳频激光器在FG5-112绝对重力仪上的测试分析

利用中国计量科学研究院（NIM）研制的碘稳频He-Ne激光器替换FG5中使用的Winters Model 100碘稳频He-Ne激光器,并进行对比观测实验。实验表明,NIM的碘稳频He-Ne激光器能使FG5绝对重力仪正常工作,完全能够替代Winters Model 100碘稳频He-Ne激光器。     

我国一些绝对重力点精度的初步评价

利用国家地震局系统的重力测量资料,以及在绝对重力点间专门进行的相对重力联测,初步检核了中国计量科学研究院的绝对重力仪于1979-1981年期间施测的12个绝对重力点的精度水平;对于1981年我国用意大利绝对重力仪所测的某些绝对重力点的实际精度水平,本文也有所涉及。所得结果表明,两种绝对重力仪的测量结果中都发现了有些绝对重力点的绝对重力值存在较大的误差,已超出仪器设计者所宣称的精度指标。本文明确提出地震重力测量工作对绝对重力测量的精度要求;并建议仪器设计者继续改进绝对重力仪,特别要在提高绝对重力仪的稳定性和保证实际精度方面采取有效措施。     

精密绝对重力测量在地震研究中的应用

随着近代激光干涉和频标的发展,根据自由落体原理进行绝对重力测定的方法和仪器有了很大进展。A·Sakuma教授首先采用对称自由下落法,研制成精度达到几个微伽的BIPM固定式绝对重力仪,并用于研究地球重力场的长期变化观测和其它绝对重力仪的比对。接着1974年意大利IMGC与BIPM合作,按相同原理制成IMGC可移式绝对重力仪,野外测量精     

绝对重力仪激光器光纤对准调节方法概述

绝对重力仪激光器光纤由于应力变化、形状改变、震动或耦合器维护等原因破坏了输出激光的偏振态,使其在光纤内的传输变得非常不稳定,导致光纤输出激光的消光比值小于100,无法满足绝对重力观测条件。针对该问题,介绍了光纤对准调节的方法,通过设计消光比检测装置检验消光比值是否大于100。对#181和#250两台WEO100型He-Ne激光器的光纤进行对准调节实验,并通过消光比检测装置实测,两台激光器输出的光束消光比值满足绝对重力测量的条件,表明该对准调节方法科学有效。     

TDC502时间测量在绝对重力仪中的应用

阐述了绝对重力仪对自由落体下落距离和相对应的时间测量的原理和方法,利用高精度时间测量芯片TDC502提高绝对重力仪的时间测量精度,并结合FPGA的大规模数字集成设计,提高了重力仪系统的测量精度。     

2000国家重力基本网部分站的最新绝对重力测量

为分析部分2000国家重力基本网点的长期稳定性,应用FG5/240绝对重力仪在该网的永兴岛和郑州站进行了绝对测量。对观测结果的处理表明,观测精度优于5×10 ^-8 ms ^-2 ;同时对观测值及其对应的2000国家重力基本网点的重力值进行了比较,得出两者之间重力值差异变化。     

ME3000测距仪频率的试验

我们使用测频仪对No.218031号(该仪器频率稳定性较差)ME3000测距仪进行了短期稳定性、重复率、更换干燥剂试验,表明其短期稳定性和重复率低于1×10~(-8),更换干燥剂后应有频率与实测频率之差的变化为1×10~(-5)。比较两台仪器厂家给出的两次波长线非线性改正曲线,比较了六台仪器厂家所给曲线与1985年我们新测曲线的差异,大多存在较大的频率漂移和温度补偿性能的改变。分析1985年全年野外施测资料也证实了上述结论。为此,必须定期测频并测定波长非线性曲线。提高仪器使用精度的根本途径是在测距的同时使用测频仪测定工作频率。     

滇西地区重力场动态变化计算

在滇西地区已用高精度拉柯斯特重力仪进行了 2 8期相对重力测量和多次绝对重力测量。利用这些资料进行了重力场动态变化计算 ,系统地讨论了空间和时间基准的确定、格值影响的计算和点位移动的归算等问题。针对丽江地震前后的重力变化给出了滇西测网判定重力变化的限值。     

绝对重力仪中几种隔振系统的对比测试

介绍目前绝对重力仪中几种常用的隔振系统及其研究进展,并利用FG5-112绝对重力仪中的Super Spring以及现有的几种隔振系统,在相同的环境下进行对比测试。通过对测试结果的分析,给出各种隔振系统的隔振效果。该项工作的开展为下步自主研制隔振系统、提高隔振性能积累经验。     

庐山重力短基线场初值测定

利用FG5绝对重力仪对庐山基线场的3个基点和九江地震台的1个基准点进行绝对重力测定,使用7台CG-5相对重力仪对24个基点和1个基准点进行2个往返闭合测量。基于绝对重力控制解算的结果表明,基点点值精度均优于±5.0 μGal,相邻各段段差精度均优于±3.0 μGal。该基线场初值测定方法是一种崭新和现代的方法,具有科学意义和经济效益。     

基于三角法的绝对重力仪落体姿态测量系统的设计

针对绝对重力仪落体偏摆干扰测量结果的问题,提出一种测量落体姿态的办法。该办法采用单点激光三角测距的原理分析光路参数之间的关系,根据参数值进行元器件选择和结构安装。结果表明在短距离测量时(1~10 mm),距离分辨率能达到微米级别。     

绝对重力仪的自由落体凸轮驱动器设计与仿真

提出一种适合绝对重力仪的凸轮驱动器设计方法，研究了具体运动过程，基于自由落体运动得到凸轮驱动器的运动曲线，并采用SolidWorks进行仿真验证。结果表明，该设计方法可以解决绝对重力仪的自由落体凸轮驱动器设计实现问题。     

CG型重力仪用于海潮负荷观测的可行性

为验证便携式相对重力仪用于短时重力潮汐观测的可行性,在厦门地震台进行同址对比测试。以利用gPhone重力仪的长观测时段数据修正的FES2004海潮模型为参考,分离出gPhone、CG-5和CG-6型重力仪的静态观测残差序列。结果表明,CG-5和CG-6型重力仪在1 CPD(circle per day)和2 CPD附近的噪声水平(非线性漂移)与gPhone重力仪接近,对主要的全日分潮和半日分潮分析影响较小,观测精度能满足短时海潮模型修正的需要。以CG-5型重力仪在平潭岛的短时重力潮汐数据修正FES2014海潮模型得到测站海潮模型,并回测35 d前绝对重力观测时段的重力海潮负荷值。改正后组均值残差标准差从FES2014模型的2.7μGal降至1.8μGal,由此验证了CG型便携式相对重力仪用于海潮负荷观测的可行性。     

CG型重力仪用于海潮负荷观测的可行性北大核心CSCD

为验证便携式相对重力仪用于短时重力潮汐观测的可行性,在厦门地震台进行同址对比测试。以利用gPhone重力仪的长观测时段数据修正的FES2004海潮模型为参考,分离出gPhone、CG-5和CG-6型重力仪的静态观测残差序列。结果表明,CG-5和CG-6型重力仪在1 CPD(circle per day)和2 CPD附近的噪声水平(非线性漂移)与gPhone重力仪接近,对主要的全日分潮和半日分潮分析影响较小,观测精度能满足短时海潮模型修正的需要。以CG-5型重力仪在平潭岛的短时重力潮汐数据修正FES2014海潮模型得到测站海潮模型,并回测35 d前绝对重力观测时段的重力海潮负荷值。改正后组均值残差标准差从FES2014模型的2.7μGal降至1.8μGal,由此验证了CG型便携式相对重力仪用于海潮负荷观测的可行性。     

关于LaCoste-Romberg G型重力仪几个问题的探讨

本文讨论了LaCoste-Romberg G型重力仪的弹性系统灵敏度问题、格值非线性问题、周期误差、仪器误差源及测量精度等问题。 文章提出了G型重力仪灵敏度随绝对重力值变化而变化,要使灵敏度稳定必需使主弹簧上端悬挂点和摆旋转轴连线与垂线夹角不变。格值非线性产生于测量杠杆。周期误差主要产生于测量减速箱。由于仪器结构的误差,该仪器的总测量精度在20～35微伽内。     

DZY-2型海洋重力仪

我所最近研制的DZY-2型走航式海洋重力仪,采用高刚度横摆结构、精密电容测微、单层恒温等技术,具有精度高、结构简单、操作方便、可靠性和稳定性好等特点。特别是采用了和力平衡加速度计相同的原理,极大地提高了仪器的抗干扰加速度能力,省掉了C-C计算机。适用于远洋重力测量。 1983年10月DZY-2型海洋重力仪随向阳红10号船进行首次海上试验,向国家单位提供测量数据。1984年11月至1985年4月又在南极海域恶劣海况试验中始终正常,取得航途和南大洋大约22100浬的海洋重力资料。 本文介绍了DZY-2型海洋重力仪的基本原理、结构和一部分试验数据。     

一种改进的计数型TDC设计及实现

基于常规计数型TDC设计思想,通过FPGA芯片的内部PLL延迟相位技术和内部资源构建延迟链改进常规计数型TDC,时间间隔测量精度可达200 ps。该方法对激光测距、三维激光扫描仪、绝对重力仪等仪器中精密时间测量系统的研究具有实际意义。     

Feedback Scale因子对Burris型相对重力仪观测成果的影响

对3台Burris型重力仪系统中的feedback scale因子对相对重力测量成果的影响进行测试分析和研究。结果表明， feedback scale因子值与Burris型重力仪读数线性相关，且线性系数与FBK改正值有关。若feedback scale因子值产生等比例的变化，FBK改正值越大，仪器读数的变化越大。在feedback scale因子值增加时，FBK改正值的正负符号决定仪器读数变化的方向。在重力值差仅有17 mGal的测段上测量时，3台Burris型重力仪基本相同的feedback scale因子变化量，得到的不同重力值差最大可相差0.140 mGal。当同一台仪器在FBK改正值分别为-14.7 mGal和2.2 mGal的2个测点进行测量时，若feedback scale因子值变化2%，测量所得重力值差的变化超过0.300 mGal。