[发明专利]绝对重力测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种绝对重力测量系统，包括：

自由落体装置，用于实现落体的自由落体运动；

激光干涉测量装置，用于跟踪所述落体作自由落体运动以获取激光干涉条纹信号；

隔振平台，设置在所述自由落体装置与所述激光干涉测量装置之间，用于隔离地面震动对所述测量的影响，其特征在于：

所述自由落体装置包括壳体、设置在所述壳体内的真空仓、以及与所述真空仓传动连接的动力装置，所述动力装置用于控制所述真空仓在竖直方向的运动，所述落体设置于所述真空仓内，所述真空仓底部设置有真空仓观察窗用于观测所述落体的自由落体运动；

所述绝对重力测量系统进一步包括设置在所述壳体内的真空仓位移测量装置，所述真空仓位移测量装置包括设置于所述壳体内部的光栅尺，以及固定安装在所述真空仓外壳的读数头；

所述绝对重力测量系统进一步包括空气折射率测量装置，用于测量所述壳体内部的空气折射率。

2.如权利要求1所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述自由落体装置包括设置于所述壳体内部的支撑框架，所述支撑框架包括竖直设置的直线导轨；

所述真空仓滑动安装于所述直线导轨，在所述动力装置的驱动下沿所述直线导轨移动；

所述光栅尺安装于所述支撑框架，且与所述直线导轨平行间隔设置从而使得所述光栅尺与所述读数头相对设置。

3.如权利要求1所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述真空仓内壁固定设置有支撑结构，用于支撑所述落体。

4.如权利要求1所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述真空仓为焊接密封，所述真空仓内的真空度为10^-6Pa至10^-4Pa。

5.如权利要求4所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述真空仓内设置有空气吸收剂。

6.如权利要求1所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述落体内设置有第一反射棱镜，用于反射所述激光干涉测量装置发出的测量激光；

所述隔振平台内设置有第二反射棱镜，用于反射所述第一反射棱镜反射的所述测量激光。

7.如权利要求6所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述激光干涉测量装置包括：

第一分光元件，用于将准直激光分成相互垂直的测试激光和参考激光，所述测试激光传输至所述第一反射棱镜，并经过所述第一反射棱镜反射至所述第二反射棱镜；

第二分光镜，用于将穿过所述第二分光镜的所述参考激光，和经由所述第二反射棱镜反射至所述第二分光镜的所述测试激光进行光合；

光电探测器，用于将经由所述第二分光镜光合的所述测量激光与所述参考激光形成的干涉条纹转换成模拟信号。

8.如权利要求1所述的绝对重力测量系统，其特征在于，所述空气折射率测量装置包括设置于所述壳体内部的传感器，所述传感器用于感测所述壳体内部的温度、气压和湿度。

9.如权利要求8所述的绝对重力测量系统，其特征在于，还包括：

数字信号处理器，所述数字信号处理器与所述动力装置和所述传感器电连接，用于控制所述动力装置，并通过所述传感器采集所述壳体内部的温度、气压和湿度；

与所述数字信号处理器连接的计算机，用于通过所述数字信号处理器给所述动力装置发送指令从而控制所述动力装置，并且根据所述数字信号处理器传回的所述壳体内部的温度、气压和湿度计算所述壳体内部的空气折射率；

与所述真空仓位移测量装置、所述激光干涉测量装置和所述计算机连接的数据采集卡，所述计算机通过所述数据采集卡获取所述激光干涉测量装置发出的激光干涉条纹信号和所述真空仓位移测量装置发出的真空仓位移信号；以及

与所述数据采集卡连接的原子钟，所述原子钟为所述数据采集卡提供标准的时钟参考信号。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的绝对重力测量系统的绝对重力测量方法，包括：

通过所述动力装置控制所述真空仓由所述壳体顶部竖直向下运动，从而使得所述落体做自由落体运动；

通过所述激光干涉测量装置跟踪所述落体做自由落体运动以获取激光干涉条纹信号；

通过所述真空仓位移测量装置测得所述真空仓下落时的真空仓位移信号；

通过所述空气折射率测量装置测得所述壳体内部的空气折射率；以及

根据所述激光干涉条纹信号、所述真空仓位移信号和所述空气折射率计算绝对重力加速度。