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高精度测量揭开地球重力场“面纱”
高精度测量 地球 重力场
2021/1/29
2021年年初，华中科技大学引力中心胡忠坤、周敏康教授团队，攻克物质波干涉、超低频隔振、装备小型化等量子重力仪的关键技术，研制出我国首台交付使用的高精度量子重力仪，打破了高精度重力仪被国外技术垄断的局面。据介绍，重力仪获取高精度的地面重力观测信息，是研究地球内部结构、密度和应力分布特征的基础数据。重力场的精密测量在深地探测、资源勘探、灾害监测预警、地球科学等领域有广泛应用。
2020年5月，受国家气象局北京卫星地面监测站的委托，院对风云4号卫星的地面监测站站址进行精密大地测量工作。该项目由由基础一分院负责，分院领导带队到现场踏勘，了解测区情况，并于委托方细致沟通，进一步明确需求，拟定观测方案确保后续安全有效施测。
如何实现长方体元件光学面形位误差的高精度测量以及怎样利用测量数据对这些误差进行修正加工是制造过程中的主要问题。提出一种基于波面干涉的长方体类光学元件形位误差测量方法，借助大口径干涉仪和高精度端齿盘搭建测量系统，实现了长方体类光学元件1μm/400mm精度的平行度和垂直度测量，获得了高精度的形位误差综合分布数据，并利用磁流变、小磨头数控抛光等现代光学加工手段实现了此类光学元件的高精度加工。
为实现对海水声速快速、高精度的测量，采用一种系统结构简单的声速测量方案。通过连续波信号参数估计的方法实现了对声传播时间和声速值的测量。采用伪随机序列对连续波进行调制处理，解决了单频连续波信号在测量中存在的整周期模糊与回波干扰问题。通过构建声速试验平台，进行了系统校准与测量试验。试验结果表明该方法具有测量精度高、响应快速的优点，适合于在水下机动平台上对海洋声速剖面进行快速、高精度的测量。