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基于量子重力仪的航空绝对重力测量

翟晨杰 王晶 周俊杰 王毓 唐晓明 周寅 张灿 李瑞 舒晴 王凯楠 王双全 金子骍 华珊 孙羿人 王正豪 马志祥 蔡铭豪 王肖隆 吴彬 林强

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基于量子重力仪的航空绝对重力测量

翟晨杰, 王晶, 周俊杰, 王毓, 唐晓明, 周寅, 张灿, 李瑞, 舒晴, 王凯楠, 王双全, 金子骍, 华珊, 孙羿人, 王正豪, 马志祥, 蔡铭豪, 王肖隆, 吴彬, 林强

Airborne absolute gravity measurements based on quantum gravimeter

ZHAI Chenjie, WANG Jing, ZHOU Junjie, WANG Yu, TANG Xiaoming, ZHOU Yin, ZHANG Can, LI Rui, SHU Qing, WANG Kainan, WANG Shuangquan, JIN Zixin, HUA Shan, SUN Yiren, WANG Zhenghao, MA Zhixiang, CAI Minghao, WANG Xiaolong, WU Bin, LIN Qiang
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  • 高精度重力场测绘对地质调查、资源勘探、大地水准面建模等领域有着重要意义。地面静态绝对重力测绘效率低,无法覆盖河流、湖泊、山脉等地形条件复杂的区域。机载绝对重力测绘可以在复杂地形实现快速、连续重力测量,满足实际应用需求。本文报道了一种基于量子重力仪的航空绝对重力测量系统,开展了机载动态绝对重力测量实验。在飞行高度1022 m、航速240 km/h条件下,得到3 km滤波后整段测线重力值变化的标准差约为8.86 mGal,评估了实测重力值与EGM2008模型残差的标准差,经计算约为8.16 mGal。本文结果验证了量子重力仪在航空动态绝对重力测量方向的可行性,为复杂地形条件下的高精度、高分辨率重力场测绘提供了一种新的技术手段。
    High-precision gravity field mapping plays a critical role in geological surveys, resource exploration, and geoid modeling. While the conventional ground-based static absolute gravity measurements offer high accuracy, they are fundamentally constrained by low operational efficiency and inability to survey complex terrains such as river networks, lakes, and mountainous regions. This study tries to address these limitations through the development of an airborne absolute gravity measurement system based on quantum gravimeters. At a flight altitude of 1022 m and a speed of 240 km/h of the airplane, the measured gravity values exhibit a standard deviation of approximately 8.86 mGal with a process of 3 km filtering. Furthermore, a comparative analysis with the gravity model of EGM2008 reveals residual standard deviations of 8.16 mGal, validating the system's alignment with established geophysical references. The experimental results confirm the operational feasibility of quantum gravimeters in scenarios of airborne dynamic measurement, demonstrating the viability of this technological framework for high-resolution gravity field mapping.
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