冷原子重力仪正逐渐向小型化、动态化、实用化方向发展, 将其应用于深远海绝对重力测量及水下长航时、高精度导航具有十分重要的意义. 而目前冷原子重力仪多数尚处于实验室静基座或准静基座测量状态,难以满足动态应用场景下的重力测量需求, 因此对冷原子干涉重力测量进行"由静到动"的相关研究十分迫切和关键. 本文分析了动态测量的基本原理, 给出了冷原子重力仪与加速度计组合测量的基本方法, 搭建了一套基于冷原子重力仪和惯性稳定平台绝对动态重力测量系统, 并采用冷原子重力仪与传统加速度计组合测量方式, 开展了船载动态测量实验. 首先, 在实验室静态环境下进行了约40 h的连续绝对重力测量, 对冷原子重力仪的性能进行初步评估, 灵敏度为447 μGal/√Hz(1 Gal = 1 cm/s2), 长期稳定度可达2.7 μGal. 在此基础上开展船载实验, 测量船在湖上以约4.6 kn的速度航行, 采用重复测线的方式开展了船载绝对动态重力测量. 经评估, 四条重复测线的内符合精度为2.272 mGal,四个航次外符合精度分别为2.331,1.837,3.988和2.589 mGal. 最后, 针对实验结果, 对可能存在的问题进行进一步分析与总结. 本实验研究为海洋绝对重力动态测量提供了前期验证与技术方案参考.

原子干涉;冷原子重力仪;动态重力测量

车浩;李安;方杰;葛贵国;高伟;张亚;刘超;许江宁;常路宾;黄春福;龚文斌;李冬毅;陈曦;覃方君

海军工程大学电气工程学院, 武汉 430033;中国科学院精密测量科学与技术创新研究院, 精密测量物理研究部, 武汉 430071;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院, 哈尔滨 150006

物理学报

[1]车浩;李安;方杰;葛贵国;高伟;张亚;刘超;许江宁;常路宾;黄春福;龚文斌;李冬毅;陈曦;覃方君-.基于冷原子重力仪的船载动态绝对重力测量实验研究)[J].物理学报,2022(11):142-150

动态重力测量

冷原子重力仪,船载,绝对重力测量,测量实验,小型化,动态化,实用化,深远海,长航,高精度导航,基座,冷原子干涉,动态测量,加速度计,组合测量,基本方法,惯性稳定平台,测量系统,测量方式,s2,稳定度,测量船,湖上,kn,航行,复测,四条,内符合精度,mGal,航次,外符合精度,力动态

0.213163