GB/T 43740-2024
基本信息
标准号： GB/T 43740-2024
中文名称：原子重力仪性能要求和测试方法
标准类别：国家标准(GB)
英文名称：Requirements and test methods for performances of the atom gravimeters
标准状态：即将实施
发布日期：2024-03-15
实施日期：2024-10-01
出版语种：简体中文
下载格式：.pdf .zip
标准分类号
标准ICS号：计量学和测量、物理现象>>17.100力、重力和压力的测量
中标分类号：综合>>计量>>A53力学计量
关联标准
出版信息
出版社：中国标准出版社
页数：20页
标准价格：38.0
相关单位信息
起草人：庄伟、林强、胡忠坤、王谨、陈帅、王宇、冷晗阳、刘畅、吴书清、肖毅
起草单位：中国计量科学研究院、浙江工业大学、华中科技大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国科学技术大学、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所、中国空间技术研究院、科大国盾量子技术股份有限公司
归口单位：全国量子计算与测量标准化技术委员会(SAC/TC 578)
提出单位：全国量子计算与测量标准化技术委员会(SAC/TC 578)
发布部门：国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
标准简介
本文件规定了原子重力仪性能指标要求，描述了原子重力仪性能指标的测试方法。
本文件适用于不同原子重力仪的性能评价和测试。
标准图片预览
标准内容
ICS.17.100
CCsA53
中华人民共和国国家标准國
GB/T43740—2024
原子重力仪性能要求和测试方法Reguirementsandtestmethodsforperformancesoftheatomgravimeters2024-03-15发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-10-01实施
GB/T43740—2024
规范性引用文件
术语和定义
原子重力仪的组成与分类
性能要求
测试方法
附录A(资料性)
附录B (资料性)bZxz.net
参考文献
原子重力仪测量不确定度评定方法原子重力仪动态测量改正方法
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则起草。
GB/T43740—2024
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国量子计算与测量标准化技术委员会(SAC/TC578)提出并归口。本文件起草单位：中国计量科学研究院、浙江工业大学、华中科技大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国科学技术大学、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所、中国空间技术研究院、科大国盾量子技术股份有限公司。本文件主要起草人庄伟、林强、胡忠坤、王谨、陈巾、王宇、冷哈阳、刘畅、吴书清、肖毅。1
1范围
原子重力仪性能要求和测试方法GB/T437402024
本文件规定了原子重力仪性能指标要求，描述了原子重力仪性能指标的测试方法。本文件适用于不同原子重力仪的性能评价和测试。2
规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T23717.2—2009
第2部分：分级
9机械振动与冲击
装有敏感设备建筑物内的振动与冲击术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
原子重力仪
atomgravimeter
基于原子的物质波干涉原理实现重力加速度绝对值测量的仪器注：原子重力仪又称为原子干涉重力仪、原子干涉绝对重力仪、量子重力仪等。3.2
measurementuncertainty
测量不确定度
表征原子重力仪测量重力加速度准确性的非负参数。注：单位为米每二次方秒(m/s2)。[来源：JF1001—2011,5.18,有修改】3.3
短期灵敏度
short-term sensitivity
表征原子重力仪对重力加速度变化响应能力的参数。注：用于衡量原子重力仪短时间(如100s以下)测量噪声，单位为米每二次方秒赫兹平方根[m/(s2：Hz)]。3.4
长期稳定度
long-termstability
表征原子重力仪保持其计量特性随时间恒定能力的参数。注：用于衡量原子重力仪长时间(如100s以上)变化，与测量时间有关，单位为米每二次方秒(m/s*）。3.5
测量重复性
measurementrepeatability
表征原子重力仪对某点位重力加速度进行开关机多次测量，所得测量结果的一致性。注：单位为米每二次方秒(m/s）。3.6
分辨力
resolution
表征原子重力仪能测量的重力加速度的最小变化。1
GB/T437402024
注：单位为米每二次方秒(m/s=)。3.7
围measuringrange
测量范围
表征原子重力仪能测量的重力加速度的量值范围。注：原子重力仪的测量范围涵盖地球表面的重力加速度变化，即9.77m/s2~9.83m/s2，单位为米每二次方秒(m/s2).
重复频率
repetitionrate
表征原子重力仪测量重力加速度快慢的参数。注：测量循环时间的倒数，一般适用于动态测量条件，单位为赫兹(Hz)。3.9
内符合精度
internalconsistencyaccuracy
以估计的最似然估值为比对基准，主要反映观测值之间的离散度，是表征原子重力仪精密度的非负参数。
注：一般适用于动态测量条件，单位为米每二次方秒(m/s?)。3.10
交叉点偏差
crossingpointdeviation
重力测量工区内，同一测线与其他所有相交测线交点位置的绝对重力值，经各项改正后绝对重力值的整体偏差。
注：一般适用于动态测量条件，单位为米每二次方秒(m/s\）。[来源:DZ/T0356—2020，3.1.2,有修改】3.11
动态工作范围
dynamicworkingrange
原子重力仪能正常工作时，其载体运动加速度的变化范围。注：一般适用于动态测量条件，单位为米每二次方秒(m/s2）。4原子重力仪的组成与分类
4.1原理
原子重力仪是一种基于原子干涉测量原理的重力测量仪器，它利用自由下落的微观原子对重力场的敏感性，结合原子干涉法来进行重力测量。两个不同相位的原子波包会形成干涉、呈现干涉条纹。通过对干涉条纹相位的提取，能够得出原子感受到的重力场信息。如果原子不受任何外力、不考虑重力场的作用时，马赫-增德尔型原子重力仪的干涉环路如图1中的平行四边形实线所示，原子依次与π/2-TT/2三个操控激光脉冲作用，形成干涉环路，两路原子没有路径差，干涉条纹的相位差为零。考虑重力的影响后，原子将沿图1中所示的抛物虚线运动，两路原子将会有一定的路径差，干涉条纹相位将发生一定的移动。
......
图1原子重力仪测量原理
无重力
有重力
GB/T43740—2024
通过路径积分可求解出重力场中原子干涉条纹的最终相位，按照公式(1)计算原子干涉条纹的相位 A:
式中：
Ap= kett gT2
.（1）
AΦ中一原子干涉条纹的相位，单位为弧度(rad）；ke一操控激光的等效波失，单位为弧度每米(rad/m）：g一重力加速度，单位为米每二次方秒(m/s）；T
两个操纵激光脉冲之间的间隔，单位为秒(s）。4.2组成
原子重力仪主要包括真空物理单元，光学单元、电路控制单元、振动处理单元以及数据输入输出及显示单元等组成部分，其中真空物理单元包括冷原子制备单元、原子干涉与信号探测单元两部分，如图2所示。
报动处理单元
电路控制单元
原子干涉与信号探测单元
光学单元
4.3原子重力仪的分类
冷原子制各单元
真空物理单元
原子重力仪的构成
原子重力仪按照工作原理和应用场景可分为不同的种类。按照原子干涉路径的操纵方式，可分为：a
数据输入输出
及显示单元
拉曼跃迁型原子重力仪，这种比较常见，是基于原子的受激拉曼跃迁原理实现物质波分束、反转和合束等操作，完成原子干涉过程；3
GB/T43740—2024
布拉格衍射型原子重力仪，基于原子的布拉格衍射原理实现原子于涉操作，由于多光子能量转移而具有更大的干涉相移；布洛赫振荡型原子重力仪，基于囚禁光晶格内原子的布洛赫振荡原理实现原子于涉过程，具有体积更小的潜在优势。按照使用场地和环境条件，可分为如下两类。b)
静态型原子重力仪，是指原子干涉仪在静置不动的状态下工作，静态型原子重力仪又可分为台站式原子重力仪、流动式原子重力仪两小类。台站式原子重力仪长期在一处固定的台站工作，工作环境良好，应具备优异的性能。流动式原子重力仪可在不同的测量地点工作，具有较好的环境适应性。动态型原子重力仪，是指原子干涉仪在连续移动的状态下工作。动态型原子重力仪的载体可为陆地车辆、水面或水下航行器、航空器等，动态型原子重力仪应具备极好的环境适应性和较快的重复频率。
性能要求
典型原子重力仪应满足表1规定的性能要求。表1
台站式
测量不确定度
短期灵敏度
长期稳定度
测量重复性
分辨力
重复频率
内符合精度
交叉点偏差
动态工作范围
典型原子重力仪性能指标要求
指标要求
静态型
≤1oμGal
≤100μGal/
s3μGal*
≤5μGal
s3μGal
注：1μGal=10-8m/s?,1mGal=10\5m/s2.，与时间有关，本数据对应时间为1000s以上。b载体移动速度大于0.1m/s。
测试方法
测试条件
静态型测试环境条件
台站式测试环境条件：
流动式
≤100μGal
≤1mGal/
s30μGal
≤50μGal
≤30μGal
动态型
≤20mGal/
≥2Hz
≤2 mGal
≤3mGal
≥1.5m/s2
测试方法
一振动噪声达到或者优于GB/T23717.2一2009中VC-C的要求；一温度范围20℃~30℃，波动小于±2℃；一相对湿度范围40%~70%；
一环境不应有影响测试工作的电磁场干扰源。流动式测试环境条件：
一振动噪声达到或者优于GB/T23717.2一2009中VC-A的要求；一温度范围-18℃~38℃;
一相对湿度范围10%~80%；
一环境不应有影响测试工作的电磁场干扰源。6.1.2动态型测试条件
船载动态测试条件：
一海况等级不大于4级海况；
———船只航行速度不大于12kn[1kn=（1852/3600）m/s]。机载动态测试条件：
一无强对流、磁暴天气；
一高度控制偏差小于10m。
车载动态测试条件：
一路面极限最小平面曲线半径大于125m；一最大纵坡小于6%；
一转弯角度小于15°（测试路面转弯时，转弯前后道路夹角）。6.2测试方法
6.2.1测量不确定度
6.2.1.1通则
GB/T43740—2024
测量不确定度的评定包括A类评定和B类评定，两者之和为合成不确定度。A类评定表示用统计分析的方法进行的不确定度分量的评定。B类评定表示针对原子重力仪系统内客种物理因素以及外界环境因素对重力测量的影响进行分析、实验得到的不确定度分量的评定，将各不确定度分量合成为总的B类不确定度。A类不确定度与B类不确定度合成为测量不确定度。原子重力仪应给出测量不确定度评定报告，方法见附录A。
测量不确定度可以用示值误差进行验证。在规定条件下，利用重力加速度标准装置或标准点位得到原子重力仪测量结果与相应参考值之差，即为示值误差。示值误差的绝对值应不大于测试合成标准不确定度的2倍。根据实验设备条件，选择重力加速度标准装置或重力加速度标准点位测试示值误差重力加速度标准装置测试示值误差6.2.1.2
利用重力加速度标准装置进行示值误差测试示意图见图3。5
GB/T43740—2024
标引序号说明：
g×一重力测量值；
9一重力参考值。
测试步骤：
被测瓶子重力仪
测量点位
计算机
重力加速度标准装置
图3重力加速度标准装置测试示值误差将被测原子重力仪和重力加速度标准装置分别安放在指定测量点位上，安装调试，充分预热；a)
同一时段，原子重力仪和重力加速度标准装置开始启动重力加速度测量，分别得到测量结b)
果，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到测量点位绝对重力测量值gx和参考值gri进行3次以上重复测量，每次测量需更换测量点位后重新装调，得到多个测量结果g和g+c
d）用N次测量结果差值的算术平均值，按照公式(2)计算示值误差Sg:ogr
式中：
(g-gi)，N≥3.j=1.2,...N
6g一示值误差，单位为米每二次方秒（m/s）；N一测量次数：
g一第j次的测量重力值，单位为米每二次方秒(m/s\)；g+一第j次的参考重力值，单位为米每二次方秒（m/s2）。.【2
示值误差测试不确定度u(g)由原子重力仪测量不确定度u(g)和重力加速度标准装置测量不确定度u(g.)合成，按照公式(3)计算示值误差测试不确定度u(6g）：(g)=/a(g,) +(g,)(=1)
式中：
u(6g）一示值误差测试不确定度，单位为米每二次方秒(m/s2）；u（g）一原子重力仪测量不确定度，单位为米每二次方秒（m/s2）；u(g）一重力加速度标准装置测量不确定度，单位为米每二次方秒(m/s2）。.【3
其中k=1表示标准不确定度。示值误差测试结果6g应小于扩展不确定度u(8g)(k=2)对应置信概率9545%即2（g）（k=1），用以验证原子重力仪测量不确定度评定的合理性6.2.1.3重力加速度标准点位测试示值误差利用重力加速度标准点位进行示值误差测试示意图见图4。6
标引序号说明：
g*一重力测量值：
g一重力参考值。
测试步骤：
测原子重力仪
计算机
重力加速度
标准点位
图4重力加速度标准点位测试示值误差将原子重力仪安放在重力加速度标准点位上，安装调试，充分预热；GB/T43740—2024
原子重力仪开始启动重力加速度测量，得到测量结果，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到标b)
准点位绝对重力值9,标准点位需要修正测量时间内重力加速度随时间的变化量，得到绝对重力参考值g;
进行3次以上重复测量，每次测量需更换标准点位后重新装调，得到多个测量结果g:和gt=1,2,3...);
测量结果计算示值误差同公式(2）。测试合成标准不确定度同公式(3）。示值误差测试结果应d)
小于扩展不确定度。
短期灵敏度
利用原子重力仪标准装置进行短期灵敏度测试示意图见图5。被测原子重力仪
标引序号说明：
9一重力测量值。
满量点位
计算机
图5短期灵敏度测试示意图
测试步骤：
将原子重力仪安放在指定测量点位上，安装调试，充分预热；原子重力仪开始启动重力加速度测量，连续测量（超过1500s），得到测量结果，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到测量点位的多个绝对重力值gi按照公式(4)计算测量结果差值的阿伦标准差。(t）：5,()
式中：
[g(t)-g*(t)
V2(N-1)24
。（T)一连续测得绝对重力值gx的阿伦标准差，单位为米每二次方秒(m/s2）；（4）
GB/T43740—2024
T一取样时间,单位为秒(s）；
N一测量结果的总个数
g(Tt)一T时间内的测量结果差值的平均值，单位为米每二次方秒(m/s2）。对阿伦标准偏差数据进行线性拟合，得到拟合斜率K，即为原子重力仪短期灵敏度，单位为米每二次方秒赫兹平方根[m/(s2·Hz)]。6.2.3长期稳定度
利用原子重力仪测量重力加速度，计算测量结果的阿伦标准偏差，评估特定测量时间对应的阿伦标准偏差值，即为稳定度，稳定度需要标注对应的测量时间。测试步骤同6.2.2，示意图同图5。阿伦标准偏差计算同公式(4)。
计算测量结果差值的阿伦标准偏差，取样时间和取样组数宜符合表2的规定。表2取样时间和取样组数
取样时间
10000s
6.2.4测量重复性
取样组数
原子重力仪多次开关机测量点位重力加速度，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到测量点位多个绝对重力值g(j=1,2,3..），按照公式(5)计算测量值的标准差，即为测量重复性：R()
式中：
R一测量重复性，单位为米每二次方秒（m/s2）：N一测量次数；
g.一第j次测量得到的绝对重力值，单位为米每二次方秒(m/s\)。6.2.5分辨力
6.2.5.1概述
....[5]
分辨力测试方法包括但不限于引力源标定法、重力梯度法和潮汐跟随法等，针对不同的应用场景，可选择不同的方法进行测试。6.2.5.2
引力源标定法
针对超高分辨力测试需求，可采用基于万有引力定律的直接引力源标定法检验重力仪分辨力。测试步骤如下。
原子重力仪放置在吸引质量附近进行连续重力观测，观测时间取决于原子重力仪性能，一般应a)
长于达到其分辨力极限所需测量时间。测量数据进行潮汐、气压、极移等环境因素修正后进行统计，计算平均值g1和对应标准差01。改变吸引质量位置，重复步骤a），获得第二组测量值g2、02。b)
计算两组测量值的差值,Agm=lg1\g2l,og=/+.c)
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CCsA53
中华人民共和国国家标准國
GB/T43740—2024
原子重力仪性能要求和测试方法Reguirementsandtestmethodsforperformancesoftheatomgravimeters2024-03-15发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-10-01实施
GB/T43740—2024
规范性引用文件
术语和定义
原子重力仪的组成与分类
性能要求
测试方法
附录A(资料性)
附录B (资料性)bZxz.net
参考文献
原子重力仪测量不确定度评定方法原子重力仪动态测量改正方法
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则起草。
GB/T43740—2024
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国量子计算与测量标准化技术委员会(SAC/TC578)提出并归口。本文件起草单位：中国计量科学研究院、浙江工业大学、华中科技大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国科学技术大学、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所、中国空间技术研究院、科大国盾量子技术股份有限公司。本文件主要起草人庄伟、林强、胡忠坤、王谨、陈巾、王宇、冷哈阳、刘畅、吴书清、肖毅。1
1范围
原子重力仪性能要求和测试方法GB/T437402024
本文件规定了原子重力仪性能指标要求，描述了原子重力仪性能指标的测试方法。本文件适用于不同原子重力仪的性能评价和测试。2
规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T23717.2—2009
第2部分：分级
9机械振动与冲击
装有敏感设备建筑物内的振动与冲击术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
原子重力仪
atomgravimeter
基于原子的物质波干涉原理实现重力加速度绝对值测量的仪器注：原子重力仪又称为原子干涉重力仪、原子干涉绝对重力仪、量子重力仪等。3.2
measurementuncertainty
测量不确定度
表征原子重力仪测量重力加速度准确性的非负参数。注：单位为米每二次方秒(m/s2)。[来源：JF1001—2011,5.18,有修改】3.3
短期灵敏度
short-term sensitivity
表征原子重力仪对重力加速度变化响应能力的参数。注：用于衡量原子重力仪短时间(如100s以下)测量噪声，单位为米每二次方秒赫兹平方根[m/(s2：Hz)]。3.4
长期稳定度
long-termstability
表征原子重力仪保持其计量特性随时间恒定能力的参数。注：用于衡量原子重力仪长时间(如100s以上)变化，与测量时间有关，单位为米每二次方秒(m/s*）。3.5
测量重复性
measurementrepeatability
表征原子重力仪对某点位重力加速度进行开关机多次测量，所得测量结果的一致性。注：单位为米每二次方秒(m/s）。3.6
分辨力
resolution
表征原子重力仪能测量的重力加速度的最小变化。1
GB/T437402024
注：单位为米每二次方秒(m/s=)。3.7
围measuringrange
测量范围
表征原子重力仪能测量的重力加速度的量值范围。注：原子重力仪的测量范围涵盖地球表面的重力加速度变化，即9.77m/s2~9.83m/s2，单位为米每二次方秒(m/s2).
重复频率
repetitionrate
表征原子重力仪测量重力加速度快慢的参数。注：测量循环时间的倒数，一般适用于动态测量条件，单位为赫兹(Hz)。3.9
内符合精度
internalconsistencyaccuracy
以估计的最似然估值为比对基准，主要反映观测值之间的离散度，是表征原子重力仪精密度的非负参数。
注：一般适用于动态测量条件，单位为米每二次方秒(m/s?)。3.10
交叉点偏差
crossingpointdeviation
重力测量工区内，同一测线与其他所有相交测线交点位置的绝对重力值，经各项改正后绝对重力值的整体偏差。
注：一般适用于动态测量条件，单位为米每二次方秒(m/s\）。[来源:DZ/T0356—2020，3.1.2,有修改】3.11
动态工作范围
dynamicworkingrange
原子重力仪能正常工作时，其载体运动加速度的变化范围。注：一般适用于动态测量条件，单位为米每二次方秒(m/s2）。4原子重力仪的组成与分类
4.1原理
原子重力仪是一种基于原子干涉测量原理的重力测量仪器，它利用自由下落的微观原子对重力场的敏感性，结合原子干涉法来进行重力测量。两个不同相位的原子波包会形成干涉、呈现干涉条纹。通过对干涉条纹相位的提取，能够得出原子感受到的重力场信息。如果原子不受任何外力、不考虑重力场的作用时，马赫-增德尔型原子重力仪的干涉环路如图1中的平行四边形实线所示，原子依次与π/2-TT/2三个操控激光脉冲作用，形成干涉环路，两路原子没有路径差，干涉条纹的相位差为零。考虑重力的影响后，原子将沿图1中所示的抛物虚线运动，两路原子将会有一定的路径差，干涉条纹相位将发生一定的移动。
......
图1原子重力仪测量原理
无重力
有重力
GB/T43740—2024
通过路径积分可求解出重力场中原子干涉条纹的最终相位，按照公式(1)计算原子干涉条纹的相位 A:
式中：
Ap= kett gT2
.（1）
AΦ中一原子干涉条纹的相位，单位为弧度(rad）；ke一操控激光的等效波失，单位为弧度每米(rad/m）：g一重力加速度，单位为米每二次方秒(m/s）；T
两个操纵激光脉冲之间的间隔，单位为秒(s）。4.2组成
原子重力仪主要包括真空物理单元，光学单元、电路控制单元、振动处理单元以及数据输入输出及显示单元等组成部分，其中真空物理单元包括冷原子制备单元、原子干涉与信号探测单元两部分，如图2所示。
报动处理单元
电路控制单元
原子干涉与信号探测单元
光学单元
4.3原子重力仪的分类
冷原子制各单元
真空物理单元
原子重力仪的构成
原子重力仪按照工作原理和应用场景可分为不同的种类。按照原子干涉路径的操纵方式，可分为：a
数据输入输出
及显示单元
拉曼跃迁型原子重力仪，这种比较常见，是基于原子的受激拉曼跃迁原理实现物质波分束、反转和合束等操作，完成原子干涉过程；3
GB/T43740—2024
布拉格衍射型原子重力仪，基于原子的布拉格衍射原理实现原子于涉操作，由于多光子能量转移而具有更大的干涉相移；布洛赫振荡型原子重力仪，基于囚禁光晶格内原子的布洛赫振荡原理实现原子于涉过程，具有体积更小的潜在优势。按照使用场地和环境条件，可分为如下两类。b)
静态型原子重力仪，是指原子干涉仪在静置不动的状态下工作，静态型原子重力仪又可分为台站式原子重力仪、流动式原子重力仪两小类。台站式原子重力仪长期在一处固定的台站工作，工作环境良好，应具备优异的性能。流动式原子重力仪可在不同的测量地点工作，具有较好的环境适应性。动态型原子重力仪，是指原子干涉仪在连续移动的状态下工作。动态型原子重力仪的载体可为陆地车辆、水面或水下航行器、航空器等，动态型原子重力仪应具备极好的环境适应性和较快的重复频率。
性能要求
典型原子重力仪应满足表1规定的性能要求。表1
台站式
测量不确定度
短期灵敏度
长期稳定度
测量重复性
分辨力
重复频率
内符合精度
交叉点偏差
动态工作范围
典型原子重力仪性能指标要求
指标要求
静态型
≤1oμGal
≤100μGal/
s3μGal*
≤5μGal
s3μGal
注：1μGal=10-8m/s?,1mGal=10\5m/s2.，与时间有关，本数据对应时间为1000s以上。b载体移动速度大于0.1m/s。
测试方法
测试条件
静态型测试环境条件
台站式测试环境条件：
流动式
≤100μGal
≤1mGal/
s30μGal
≤50μGal
≤30μGal
动态型
≤20mGal/
≥2Hz
≤2 mGal
≤3mGal
≥1.5m/s2
测试方法
一振动噪声达到或者优于GB/T23717.2一2009中VC-C的要求；一温度范围20℃~30℃，波动小于±2℃；一相对湿度范围40%~70%；
一环境不应有影响测试工作的电磁场干扰源。流动式测试环境条件：
一振动噪声达到或者优于GB/T23717.2一2009中VC-A的要求；一温度范围-18℃~38℃;
一相对湿度范围10%~80%；
一环境不应有影响测试工作的电磁场干扰源。6.1.2动态型测试条件
船载动态测试条件：
一海况等级不大于4级海况；
———船只航行速度不大于12kn[1kn=（1852/3600）m/s]。机载动态测试条件：
一无强对流、磁暴天气；
一高度控制偏差小于10m。
车载动态测试条件：
一路面极限最小平面曲线半径大于125m；一最大纵坡小于6%；
一转弯角度小于15°（测试路面转弯时，转弯前后道路夹角）。6.2测试方法
6.2.1测量不确定度
6.2.1.1通则
GB/T43740—2024
测量不确定度的评定包括A类评定和B类评定，两者之和为合成不确定度。A类评定表示用统计分析的方法进行的不确定度分量的评定。B类评定表示针对原子重力仪系统内客种物理因素以及外界环境因素对重力测量的影响进行分析、实验得到的不确定度分量的评定，将各不确定度分量合成为总的B类不确定度。A类不确定度与B类不确定度合成为测量不确定度。原子重力仪应给出测量不确定度评定报告，方法见附录A。
测量不确定度可以用示值误差进行验证。在规定条件下，利用重力加速度标准装置或标准点位得到原子重力仪测量结果与相应参考值之差，即为示值误差。示值误差的绝对值应不大于测试合成标准不确定度的2倍。根据实验设备条件，选择重力加速度标准装置或重力加速度标准点位测试示值误差重力加速度标准装置测试示值误差6.2.1.2
利用重力加速度标准装置进行示值误差测试示意图见图3。5
GB/T43740—2024
标引序号说明：
g×一重力测量值；
9一重力参考值。
测试步骤：
被测瓶子重力仪
测量点位
计算机
重力加速度标准装置
图3重力加速度标准装置测试示值误差将被测原子重力仪和重力加速度标准装置分别安放在指定测量点位上，安装调试，充分预热；a)
同一时段，原子重力仪和重力加速度标准装置开始启动重力加速度测量，分别得到测量结b)
果，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到测量点位绝对重力测量值gx和参考值gri进行3次以上重复测量，每次测量需更换测量点位后重新装调，得到多个测量结果g和g+c
d）用N次测量结果差值的算术平均值，按照公式(2)计算示值误差Sg:ogr
式中：
(g-gi)，N≥3.j=1.2,...N
6g一示值误差，单位为米每二次方秒（m/s）；N一测量次数：
g一第j次的测量重力值，单位为米每二次方秒(m/s\)；g+一第j次的参考重力值，单位为米每二次方秒（m/s2）。.【2
示值误差测试不确定度u(g)由原子重力仪测量不确定度u(g)和重力加速度标准装置测量不确定度u(g.)合成，按照公式(3)计算示值误差测试不确定度u(6g）：(g)=/a(g,) +(g,)(=1)
式中：
u(6g）一示值误差测试不确定度，单位为米每二次方秒(m/s2）；u（g）一原子重力仪测量不确定度，单位为米每二次方秒（m/s2）；u(g）一重力加速度标准装置测量不确定度，单位为米每二次方秒(m/s2）。.【3
其中k=1表示标准不确定度。示值误差测试结果6g应小于扩展不确定度u(8g)(k=2)对应置信概率9545%即2（g）（k=1），用以验证原子重力仪测量不确定度评定的合理性6.2.1.3重力加速度标准点位测试示值误差利用重力加速度标准点位进行示值误差测试示意图见图4。6
标引序号说明：
g*一重力测量值：
g一重力参考值。
测试步骤：
测原子重力仪
计算机
重力加速度
标准点位
图4重力加速度标准点位测试示值误差将原子重力仪安放在重力加速度标准点位上，安装调试，充分预热；GB/T43740—2024
原子重力仪开始启动重力加速度测量，得到测量结果，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到标b)
准点位绝对重力值9,标准点位需要修正测量时间内重力加速度随时间的变化量，得到绝对重力参考值g;
进行3次以上重复测量，每次测量需更换标准点位后重新装调，得到多个测量结果g:和gt=1,2,3...);
测量结果计算示值误差同公式(2）。测试合成标准不确定度同公式(3）。示值误差测试结果应d)
小于扩展不确定度。
短期灵敏度
利用原子重力仪标准装置进行短期灵敏度测试示意图见图5。被测原子重力仪
标引序号说明：
9一重力测量值。
满量点位
计算机
图5短期灵敏度测试示意图
测试步骤：
将原子重力仪安放在指定测量点位上，安装调试，充分预热；原子重力仪开始启动重力加速度测量，连续测量（超过1500s），得到测量结果，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到测量点位的多个绝对重力值gi按照公式(4)计算测量结果差值的阿伦标准差。(t）：5,()
式中：
[g(t)-g*(t)
V2(N-1)24
。（T)一连续测得绝对重力值gx的阿伦标准差，单位为米每二次方秒(m/s2）；（4）
GB/T43740—2024
T一取样时间,单位为秒(s）；
N一测量结果的总个数
g(Tt)一T时间内的测量结果差值的平均值，单位为米每二次方秒(m/s2）。对阿伦标准偏差数据进行线性拟合，得到拟合斜率K，即为原子重力仪短期灵敏度，单位为米每二次方秒赫兹平方根[m/(s2·Hz)]。6.2.3长期稳定度
利用原子重力仪测量重力加速度，计算测量结果的阿伦标准偏差，评估特定测量时间对应的阿伦标准偏差值，即为稳定度，稳定度需要标注对应的测量时间。测试步骤同6.2.2，示意图同图5。阿伦标准偏差计算同公式(4)。
计算测量结果差值的阿伦标准偏差，取样时间和取样组数宜符合表2的规定。表2取样时间和取样组数
取样时间
10000s
6.2.4测量重复性
取样组数
原子重力仪多次开关机测量点位重力加速度，进行固体潮、重力梯度等修正后，得到测量点位多个绝对重力值g(j=1,2,3..），按照公式(5)计算测量值的标准差，即为测量重复性：R()
式中：
R一测量重复性，单位为米每二次方秒（m/s2）：N一测量次数；
g.一第j次测量得到的绝对重力值，单位为米每二次方秒(m/s\)。6.2.5分辨力
6.2.5.1概述
....[5]
分辨力测试方法包括但不限于引力源标定法、重力梯度法和潮汐跟随法等，针对不同的应用场景，可选择不同的方法进行测试。6.2.5.2
引力源标定法
针对超高分辨力测试需求，可采用基于万有引力定律的直接引力源标定法检验重力仪分辨力。测试步骤如下。
原子重力仪放置在吸引质量附近进行连续重力观测，观测时间取决于原子重力仪性能，一般应a)
长于达到其分辨力极限所需测量时间。测量数据进行潮汐、气压、极移等环境因素修正后进行统计，计算平均值g1和对应标准差01。改变吸引质量位置，重复步骤a），获得第二组测量值g2、02。b)
计算两组测量值的差值,Agm=lg1\g2l,og=/+.c)
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