光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化

李春剑; 吴书清; 粟多武; 冯金扬; 王启宇

doi:10.37188/OPE.2020.0566

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光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化

现代应用光学 | 更新时间：2021-08-09

- 光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化
- Improvement method for type A uncertainty of interferometric gravimeter
- 光学精密工程 2021年29卷第7期页码：1527-1538
- 作者机构：
  
  中国计量科学研究院时间频率计量科学所，北京 100029
- 作者简介：
  
  [ "李春剑（1983-），女，河北保定人，硕士，副研究员，2009年于中国计量科学研究院获得硕士学位，主要从事绝对重力精密测量的研究。E-mail：lichj@nim.ac.cn" ]
  [ "吴书清（1979-），男，安徽合肥人，博士研究生，副研究员，2012年于中国计量科学研究院获得硕士学位，主要从事绝对重力精密测量的研究。E-mail：wushq@nim.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  科技部国家计量基标准资源共享服务平台项目(APT1901-8;APT2001-3);国家重点研发计划资助项目(2016YFF0200103;2018YFF0212401);中国计量科学研究院基本科研业务费资助项目(AKY1608)
- DOI：10.37188/OPE.2020.0566
  中图分类号： TB934
- 收稿日期：2020-11-03，
  
  修回日期：2021-01-05，
  
  纸质出版日期：2021-07-15
- 稿件说明：
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李春剑,吴书清,粟多武等.光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化[J].光学精密工程,2021,29(07):1527-1538.

LI Chun-jian,WU Shu-qing,SU Duo-wu,et al.Improvement method for type A uncertainty of interferometric gravimeter[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(07):1527-1538.
李春剑,吴书清,粟多武等.光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化[J].光学精密工程,2021,29(07):1527-1538. DOI： 10.37188/OPE.2020.0566.

LI Chun-jian,WU Shu-qing,SU Duo-wu,et al.Improvement method for type A uncertainty of interferometric gravimeter[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(07):1527-1538. DOI： 10.37188/OPE.2020.0566.

摘要

光干涉绝对重力仪采用迈克尔逊干涉仪监测被测落体的下落位移。干涉仪的参考棱镜需相对于地球中心静止，然而置于地面上的参考棱镜会随着地面振动，这将使干涉法所测的落体相对于地球的位移变化有偏差，直接影响重力仪单次测量数据的准确性，同时增大了多次测量数据的分散性。因此，针对NIM-3A型绝对重力仪提出了全新的测振补偿法，利用高精度测振传感器监测地面振动，并将它补偿到干涉法监测的被测落体下落位移上。实验结果表明：测量结果的A类不确定度优化了7.8倍，且未出现系统偏差。该方法在未出现系统偏差的情况下，有效提高了单次测量数据的准确性，减小了多次测量数据的分散性，优化了测量结果的A类不确定度。

Abstract

An interferometric gravimeter monitors the trajectory of a free-falling object using a Michelson laser interferometer. The reference mirror of the interferometer， relative to the center of the earth， must be static. However， its vibration， according to ground vibrations， is inevitable and causes a deviation between the dropper displacement relative to the center of the earth and that monitored via optical interferometry. This directly impacts the measurement accuracy for a single drop and many scattered drops. Therefore， a vibration compensation method， which compensates the dropper displacement measured via optical interferometry according to ground vibrations monitored by a high-precision ultra-low frequency vibration sensor， is proposed herein for a NIM-3A absolute gravimeter. Experimental results indicate that type A uncertainty of NIM-3A was 7.8 times optimized， without system deviations. The proposed method effectively improves the measurement accuracy for a single drop and many scattered drops and type A uncertainty of NIM-3A without system deviations.

关键词

Keywords

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