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。     

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。     

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。     

抗差估计在自由落体式绝对重力仪中的应用

针对自由落体式绝对重力仪中的异常数据,提出抗差参数估计的数据处理方法。对比分析传统最小二乘拟合与抗差最小二乘拟合计算的重力值,结果表明,抗差参数估计通过合理调整权重因子抑制了异常数据的影响,提高了重力测量精度。     

基于Hilbert变换处理绝对重力仪测量数据

基于Hilbert变换相位平移原理,提取干涉条纹信号采样点瞬时相位,得到采样点位移信息。结合采样频率提取时间信息,利用最小二乘法重建自由落体轨迹,最终解算出重力加速度g值。为提高测量精度,使用零相移低通滤波器去除信号高频噪声,使用多项式拟合法去除信号线性干扰,通过加窗口选取拟合数据抑制吉伯斯现象。仿真结果表明,该方法能使g值误差在10-2 μGal以下,实验结果所得g值平均误差为0.12 μGal。     

落体旋转对绝对重力仪位移测量影响研究

研究因落体旋转而造成落体位移测量的两种类型的误差:反射器折射率误差和反射器绕落体质心发生旋转造成的误差,并对两种类型的误差与反射器尺寸、落体旋转角速度的关系进行了研究阐述。     

绝对重力仪测量有效高度确定

在重力梯度已知的情况下,认为按照四阶模型得到的重力值为起始高度z=0处的重力值。在被测点重力梯度未知的情况下,推导了一组简单公式用于计算绝对重力仪测量有效高度,该公式适用于初始位置以及初始速度均不为0的情况。用该方法得到的有效高度将计算的100个重力值归算到起始点,精度在1 μGal以内。     

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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。     

自由落体式绝对重力仪中重力加速度精度的优化

针对等时间间隔与等距离间隔两种工作模式,给出绝对重力仪中初始位移、初始速度、重力加速度等参数精度的极限表达式。详细讨论了重力加速度拟合精度随分频数、初始速度及数据段选取的变化,结果表明,通过增加分频数、降低初始速度、选择合适数据段等方法能提高重力值的精度。     

国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程绝对重力观测

介绍了2013~2014年使用A10/028和FG5/214两台绝对重力仪在国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程中绝对重力观测的情况,并对观测结果进行分析。结果显示,两台绝对重力仪观测结果精度及较差都在5 μGal以内,满足高精度重力基准建设的技术要求;A10/028具有一定的野外观测适应性,FG5/214对重力细微变化信号的捕获具有优势,两台绝对重力仪同期观测对于提高观测结果的可靠性和准确度具有积极的作用。     

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