本發(fā)明是一種利用地球重力場信息從而評估重力傳感器計分辨率的方法，能夠評估分辨率優(yōu)于0.1mGal的重力傳感器，屬于精確測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的加速度計測試方法最高可測分辨率為5×10^-6g，已經(jīng)不能滿足科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及工程實踐的需求。目前，對設(shè)計生產(chǎn)的更高精度的重力傳感器進(jìn)行分辨率測試、研制出的重力儀及高精度慣性導(dǎo)航產(chǎn)品進(jìn)行性能評估等，都迫切需要更高精度的重力傳感器分辨率評估技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用地球重力場評估重力傳感器分辨率的方法，能夠評估分辨率優(yōu)于0.1mGal的重力傳感器。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種利用地球重力場評估重力傳感器分辨率的方法，步驟如下：

(1)在隔震地基場環(huán)境下，放置高度工作臺，所述高度工作臺上標(biāo)識有m個刻度，由下至上依次為刻度1、刻度2、……刻度m，相鄰刻度之間的間隔為h，高度工作臺平行于重力垂線，重力由地心引力和地球自轉(zhuǎn)向心力組成，重力垂線通過重力測量精確確定；

(2)在高度工作臺的刻度1處安裝重力傳感器，進(jìn)行n次反復(fù)測量，求得刻度1處的重力加速度均值g₁，其中n>3；

(3)在刻度i處安裝重力傳感器，進(jìn)行n次反復(fù)測量，得到刻度i處的重力加速度均值g_i，進(jìn)入步驟(4)，i的初值為2；

(4)根據(jù)步驟(2)和(3)，利用公式Δg_p＝g_i-g₁計算實際的重力加速度增量Δg_p，利用公式Δg_t＝-3.07×10^-6*Δh(m/s²)計算高度變化為Δh時的理論重力加速度增量Δg_t，其中Δh＝(i-1)h，進(jìn)入步驟(5)；

(5)計算實際的重力加速度增量Δg_p與理論重力加速度增量Δg_t的比值，若該比值小于等于50％，則i的值加1，返回步驟(3)；若該比值大于50％，則重力傳感器分辨率合格，分辨率為Δg_t，從而完成重力傳感器分辨率的評估。

所述步驟(1)中h為30cm。

步驟(1)所述的重力垂線誤差角度小于5"。

高度工作臺的刻度誤差小于0.01cm。

在高度工作臺上安裝重力傳感器的要求為：重力傳感器固定在高度工作臺上，重力傳感器的下表面沿著工作臺的刻度線，且其敏感軸方向向上，重力傳感器的下表面與高度工作臺的刻度線之間的誤差角小于5"。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明通過精確控制重力傳感器高度上的距離變化，實現(xiàn)其輸入重力加速度的微弱變化，當(dāng)刻度間隔為30cm時，能夠評估分辨率優(yōu)于0.1mGal的重力傳感器，方案可行，強(qiáng)硬件實現(xiàn)上較易操作。

(2)本發(fā)明通過對高度工作臺與重力垂線的誤差角、重力傳感器下表面與高度工作臺的刻度線之間誤差角的約束，削弱安裝誤差對輸入重力加速度的影響，當(dāng)誤差角均小于5"時，輸入加速度的誤差小于1uGal，不影響對分辨率優(yōu)于0.1mGal的重力傳感器評估，有效保證了評估精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明流程圖；

圖2為本發(fā)明高度工作臺示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)如今人們生活實踐普遍在地球表面，地球重力場信息目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計量學(xué)、大地測量、地球物理、地球動力學(xué)、空間科學(xué)、災(zāi)害預(yù)測、海洋科學(xué)等多個領(lǐng)域。本發(fā)明通過在不同高度變化下利用重力加速度信息變化評估重力傳感器分辨率。具體思路是通過改變重力傳感器的高度，測量不同位置的地球重力加速度值，在地球表面，重力加速度值與其所在位置高度呈線性關(guān)系。改變高度差，計算重力傳感器的理論值并實際測量，由GJB1037-2004，重力傳感器實際輸出加速度均值的增量與理想輸出增量的比值大于50％，則分辨率合格，從而評估加速度計的分辨率。本發(fā)明作為一種測量方法，通過精確控制重力傳感器的高度上的距離變化，實現(xiàn)其輸入重力加速度的微弱變化，能夠評估分辨率優(yōu)于0.1mGal的重力傳感器，可行性高。

如圖1所示，本發(fā)明的實現(xiàn)步驟如下：

(1)在隔震地基環(huán)境下，放置高度工作臺，通過重力測量精確確定重力垂線的方向，方向測量誤差小于5"，高度工作臺平行于重力垂線，重力由地心引力和地球自轉(zhuǎn)向心力組成。高度工作臺如圖2所示，高度工作臺上標(biāo)識有m個刻度，由下至上依次為刻度1、刻度2、……刻度m，相鄰刻度之間的間隔為h，高度工作臺的高度誤差小于0.01cm。

(2)在高度工作臺的刻度1處安裝重力傳感器，進(jìn)行n(n>3)次反復(fù)測量，求得刻度1處的重力加速度均值g₁。

(3)令i＝2，進(jìn)入步驟(3)；

(4)在刻度i處安裝重力傳感器，重力傳感器的下表面與高度工作臺的刻度線之間的誤差角小于5"，進(jìn)行n次反復(fù)測量，得到刻度i處的重力加速度均值g_i，進(jìn)入步驟(5)；

(5)重力加速度g與高度H的計算公式：其中g(shù)₀是僅與所測重力加速度的緯度相關(guān)的量值，取3位有效數(shù)字，g₀＝9.78m/s²，R是地球橢球的子午圈半徑和卯酉圈半徑乘積的平方根，R＝6378137m，H是大地水平面高度，通過求導(dǎo)：由于所測重力加速度的位置在地球表面，H<<R，所以故而高度變化ΔH引起的重力加速度變化可記為Δg＝-3.07×10^-6*ΔH(m/s²)。

因此在上述推導(dǎo)下，本發(fā)明利用公式Δg_t＝-3.07×10^-6*Δh(m/s²)計算高度變化為Δh時的理論重力加速度增量Δg_t，其中Δh＝(i-1)h。

同時根據(jù)步驟(2)和(4)，利用公式Δg_p＝g_i-g₁計算實際的重力加速度增量Δg_p，進(jìn)入步驟(6)；

(6)評估重力傳感器的分辨率。由GJB1037-2004，若重力傳感器實際的重力加速度增量Δg_p與理論重力加速度增量Δg_t的比值大于50％，則重力傳感器分辨率合格，分辨率為Δg_t，若比值小于等于50％，則i的值加1，返回步驟(4)，繼續(xù)進(jìn)行測試。

本發(fā)明中，通過控制重力傳感器的高度變化評估其分辨率，h設(shè)計為30cm時，本發(fā)明能夠評估分辨率優(yōu)于0.1mGal的重力傳感器，同時硬件操作上也較易實現(xiàn)。當(dāng)然，在保證安裝精度等滿足要求時，h設(shè)計為3cm時，本發(fā)明能夠評估分辨率優(yōu)于0.01mGal的重力傳感器。以此類推。

本發(fā)明中，重力傳感器需要精確安裝在高度工作臺上，其安裝要求為：重力傳感器固定在高度工作臺上，重力傳感器的下表面沿著工作臺的刻度線，且其敏感軸方向向上，重力傳感器的下表面與高度工作臺的刻度線之間的誤差角小于5"。

本發(fā)明中，通過精確確定重力垂線、控制高度差、精密安裝重力傳感器等措施，能夠有效的使重力傳感器的測量誤差低于1uGal，提高其測量精度。通過精確控制安裝精度，減小安裝誤差，可以進(jìn)一步挖掘本發(fā)明的潛力，提高重力傳感器的分辨率評估能力。

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。