LCR重力仪工作原理-武汉大学课程中心.ppt

卫星重力测量 重力卫星GOCE 梯度重力测量 意义 结论：地球引力位的零阶项与地球的总质量相关，地球引力位的一阶项与地球的质心坐标相关，地球引力位的二阶项与地球的惯性积（矩）相关。 引力位的三个一阶系数与地球的质心相关 引力位的二阶系数与地球的转动惯量（轴）相关 引力位的O阶系数与地球的质量相关 重力梯度测量 近期发展 重力梯度仪 卫星重力梯度测量 近期发展 未来的重力测量　 连续重力测量 Stokes定理：知水准面　和它所包含的总质量　，旋律角速度　，则水准面上及外的位　都可唯一确定。 超导重力仪 超导重力仪　是一种新型测定相对重力变化的仪器。工作原理是：首先设法在超导线圈内产生一个永久性的闭合电流。由于超导体的电阻为零，这一电流非常稳定。然后，在超导线圈所产生的一次磁场中放置一个同样由超导材料做成的小球。由于超导体的完全抗磁性，磁场不能穿入小球内部。小球表面感应电流所产生的二次磁场与线圈永久电流所产生的一次磁场互相排斥，使小球浮起，当小球受到的浮力与其重量互相平衡时，小球则浮在线圈上方的一定高度。重力的变化将引起小球平衡位置的改变。准确测出小球位置的变化，就可以求出重力的变化。超导重力仪免除了一般机械重力仪的零点位移和温度影响，具有较高的零点稳定性，24小时零点位移小于1／1000毫伽，即小于1微伽。超导重力仪需要液体氦做冷却剂，保存运输不便，不宜野外使用。一般在固定点上研究重力的日变和长期变化。 正常重力场是真实地球重力场的“近似”，但它是可用“简单”数学公式表示 地震重力 地震重力潮汐变化系统 自由落体运动的技术要求 △重力测量中距离和时间的测量的精度　质点上升或下落过程中的距离和时间与重力值的大小直接相关。重力值的精度与距离和时间的精度息息相关，容易导得 这就是它们之间的相对误差关系式。 ①如果要求重力测量的相对误差不超过0.1毫伽，则要求：1米的下落行程必须精确测定到0.1微米；下落时间约0.5秒，必须精确测定微秒。 ②如果要求重力测量的相对误差为不超过1微伽：0.5米的下落行程必须精确测定到0.5毫微米1毫微（十亿分之一）；下落时间约0.3秒，必须精确测定毫微秒。 说明 当采用激光干涉技术测定长度和采用电子时间测量时，上述所需精度也是可以达到的。 毫伽 0.1毫伽g ＝f(微米z，微秒t) 1微伽＝f(毫微米z，毫微秒t） LCR－G型重力仪适用于全球任何地方的重力测量，测程为7000毫伽，精度优于5微伽 重力仪的发展 过去、现在、未来 绝对重力仪简历 1970年日本学者左右研制的垂直抛射（亦称对称自由运动）的绝对重力测量装置，其精度已达3－5微伽；1982年日本学者宣布精度达±0.3毫伽的新装置。随着高精度频标和光干涉技术测距技术的进展，更高精度的重力仪必将更多地出现。 中国在上世纪80年代初先后应用国内外当时较为先进的几种绝对重力仪,在全国范围内的36个测点上进行了几次绝对重力测量。 其后美国、日本、中国学者相继研制的（单程自由落体）绝对重力仪，精度均达到10－20微伽； 目前美国、日本、法国、意大利、前苏联都已制成可移动式的绝对重力仪。这对于人们快速地、便捷地在困难地区的重力测量变得更加容易。 美国FG5可移动式绝对重力仪的问世。 常用绝对重力仪的分类 绝对重力仪按原理可分为自由落体型与上抛下落型两大类。 若按用途也可分为固定（台站）型和移动型两种类型。 （台站用）永久性绝对重力仪　为了使绝对重力测量达到10微伽的精度，测距和测时的精度必须分别达到微米和毫微秒。它的代表是法国的国际度量衡局（BIPM）固定重力仪，其基本原理是上抛下落型。 移动式自由落体绝对重力仪　第五代绝对重力仪（FG－5）为移动式自由落体绝对重力仪，它将进一步减少仪器对若干种系统误差的敏感性，精确度达到1微伽，并进一步减小仪器的体积。 绝对重力仪 FG5绝对重力仪 绝对重力仪 FG5绝对重力仪 3.相对重力测量 相对重力测量的原理 相对重力测量的原理 绝对重力测量 ：直接测量某点的重力值。 相对重力测量的基本原理：设A点的重力值已知，测得B点相对A点的重力差值，则由A点的值推算B点的重力值的方法称为相对重力测量。 绝对重力仪：可直接测量某点重力值的仪器； 相对重力仪：测量一点相对一已知点重力差值的仪器。 一般情况下，“重力仪”指相对重力仪。 相对重力测量仪器的原理 相对重力仪的原理一：摆法 动力法 用动力法进行相对重力测量是采用摆的方法进行。 l ψ 原理：由摆法中周期与重力的关系式得 可知，只要两点的周期，就可利用已知点上的重力值推求未知点相对已知点的重力差 相对重力仪的原理二：弹簧法 静力法：当观测物体受力平衡时，量测物体平衡位置受重力变化而产生的位移以测