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1、ICS 17.100 N 91团 体 标 准T/SSC 22024超导重力仪 通用技术规范Superconducting gravimeter General technical specifications2024-04-07 发布 2024-07-01 实施中 国地 震 学会 发布目 次前言 II引言 III1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 技术要求 25 测试方法 56 检验规则 8附录 A（规范性）超导重力仪格值标定 10附录 B（规范性）仪器噪声计算方法 12附录 C（资料性）理论潮汐计算方法 13附录 D（资料性）超导重力仪传递函数 15参考文献 16I前 言
2、本文件按照 GB/T 1.12020 标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。本文件由中国地质大学（北京） 与中国地震局地震预测研究所联合提出。本文件由中国地震学会归口。本文件起草单位：中国地质大学（北京）、中国地震局地震预测研究所、华中科技大学、中国地质 大学（武汉）、中国地震局地球物理研究所、湖北省地震局、中国地震局第二监测中心。本文件主要起草人：付广裕、胡祥云、张宁、高尚华、席继楼、贾路路、刘向东、王振宇、杨君妍、 申重阳、祝意青、陈石、黄倩、佘雅文、刘泰。II引 言超导重力仪是一种利用超导磁悬浮技术来测量重力加速度随时间变化的相对重力测量仪器，是迄 今为止性能
3、最稳定、观测精度最高的连续重力观测仪器，已经在国内外开展了大量的观测工作，取得了 众多重要的研究成果。在国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持下，国内多家单位开展了 超导重力仪自主研发工作，并在观测实验中取得了与国际先进水平相当的观测精度，具备良好的应用前 景。为了检测和评估超导重力仪的主要技术指标，促进仪器的研发与应用，从我国地震监测工作的实际 需求出发，在广泛调研、观测试验、数据分析等相关研究的基础上，制定本文件。III超导重力仪 通用技术规范1 范围本文件规定了应用于地震领域的超导重力仪技术要求、测试方法和检验规则。 本文件适用于超导重力仪的研发、设计、生产、测试、评估和使用。2
4、 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，注明日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。GB/T 65872012 电子测量仪器通用规范GB 7401.62005 家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求 GB/T 114642013 电子测量仪器术语GB/T 154641995 仪器仪表包装通用技术条件 DB/T 72003 地震台站建设规范 重力台站DB/T 232007 地震观测仪器进网技术要求 重力仪3 术语和定义GB/T 114642013和 DB/T 2320
5、07界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1重力仪 gravimeter测量重力加速度及其变化的仪器。 3.2相对重力仪 relative gravimeter测量不同测点之间重力加速度差值或同一测点不同时间重力加速度差值的仪器。 来源：DB/T 232007 ，3.23.3超导重力仪 superconducting gravimeter利用超导磁悬浮技术来测量重力加速度随时间变化的相对重力测量仪器。 3.4重力仪格值 scale value of gravity meter用于将重力仪的示值转换为重力加速度值的系数，反映的是重力仪示值与被测重力值之间的比例 关系，通常也称为仪器常数。3
6、.51测程 measuring range满足规定误差极限的测量范围。 3.6仪器漂移 instrumental drift与被测量变化无关的仪器示值的改变，这种改变通常是缓慢的、连续的、且不一定是同方向的。 来源：GB/T 114642013 ，2.243.7分辨力 resolution指示装置辨别被测量值最小变化的能力。 3.8灵敏度 sensitivity示值变化量与相应被观测变化量之比值。 3.9重复度 repeatability在相同的测量条件下，被测量值连续测量结果之间的重合程度。 注：相同的测量条件包括： 同一测量程序； 同一观测者； 在同样的条件下使用同一仪器； 在同一实验室；
7、 时间间隔比较短。 3.10仪器噪声 instrumental noise测得值或给出值的不希望有的偏差，此偏差往往是随机发生的，通常具有较宽的频谱。 来源：GB/T 114642013 ，9.184 技术要求4.1 使用条件4.1.1 工作环境在基础稳定的室内进行测试和观测工作，观测室、观测墩、辅助观测系统、供电、通讯系统应符合 DB/T 72003的要求。室内环境应满足表1所列要求。表1 观测环境参数范围环境要素指标要求环境温度4 37 日温度变化0.5 2年温度变化5 相对湿度 90%大气压力60 000 Pa106 000 Pa台站噪声水平 0.310-8 ms-2/Hz1/24.1.
8、2 电源电压供电供应系统应满足表2中的电源参数要求。表2 电源条件电源类别电压范围直流(DC)10.2 V 13.8 V交流(AC)198 V 242 V ，50 Hz4.2 性能指标4.2.1 仪器格值格值精度应优于0.001。注：超导重力仪的格值单位为：10-8 ms-2/V。4.2.2 测程测程应满足表3的要求。表3 测程范围参数类别指标要求测程 110-5 ms-24.2.3 分辨力、重复度分辨力和重复度应符合表4的要求。表4 分辨力和重复度指标要求参数类别指标要求分辨力 0.110-8 ms-2重复度 0.510-8 ms-24.2.4 漂移、噪声水平漂移和噪声水平应符合表5的要求。
9、表5 漂移和噪声水平指标要求参数类别指标要求漂移 0.510-8 ms-2/月仪器噪声水平 0.110-8 ms-2/Hz1/24.2.5 数据采样率数据采样率应不低于1 Hz。4.2.6 长期稳定性3在保持观测资料的分辨力、重复度、漂移率等参数符合要求的前提下，仪器应能连续运行6个月以 上。4.2.7 时钟精度内部时钟与授时源标准时间同步的时间间隔应小于24小时，时间同步偏差应小于0.2ms。4.2.8 控温装置4.2.8.1 敏感探头控温分辨力应优于 2 K。4.2.8.2 控温区域温度变化的绝对值应不大于10 K。4.2.9 仪器功耗、重量和外形尺寸超导重力仪应满足表 6 中的基本参数要
10、求。表6 功耗、重量和外形尺寸参数类型指标要求功耗（压缩机） 3500 W仪器重量(杜瓦和探头) 60 kg外形尺寸(杜瓦) 65 cm(直径)110 cm(高)4.2.10 通信接口应具备以太网通信接口和串行通信接口。4.2.11 包装与运输条件4.2.11.1 应符合 GB/T 154641995 和 GB/T 65872012 之 4.8 所示的包装运输要求。 4.2.11.2 在野外运输情况下，外部环境温度应满足-20+50 。4.2.11.3 在野外运输情况下，瞬间颠簸幅度不应大于200mm。4.3 功能要求4.3.1 重力测量应能在正常运行状态下，自动产出测点重力值随时间的变化。4
11、.3.2 网络通信与监控应兼容中国地震局所属地球物理台网通信与控制协议，以及该协议规定的用户认证、参数设置、数 据汇集、设备控制、状态监视等网络通信功能。4.3.3 时钟系统校对宜通过全球卫星导航定位系统接收机和时间网络服务器自动校时，或通过时间服务器及人工指令 对时钟系统授时和校对。4.3.4 人机交互4宜通过人机交互界面，实现网络参数、工作参数以及表述参数的设置、查询和监控，时钟系统查询 和校对，以及动态显示重力测量结果的人机交互功能。4.3.5 掉电保护在关机和掉电状态下，应保持仪器的设置参数、时钟信息和重力数据不丢失。4.3.6 液氦损耗制冷系统应具备液化氦气功能，电源故障或仪器维护时
12、产生的液氦损失，可通过从气瓶液化氦气来补充。作 业现场应无需液氦。4.4 安全要求4.4.1 电击保护电击防护性能应符合GB 7401.62005中规定的I类器具的要求。4.4.2 电气强度电压仪器的交流电压输入端与机壳之间应能承受1750 V（有效值）电压1分钟。 4.4.3 漏电电流仪器交流变压器的次级对机壳的漏电峰值应不大于3.5毫安。4.4.4 安全性能实验应按GB/T 65872012之5.8所示安全试验方法，对被测仪器基本安全性能进行测试和试验。5 测试方法5.1 格值标定格值标定的要求与流程见附录A。5.2 测程检测5.2.1 检测场地检测场地应符合DB/T 72003的要求，应
13、选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。5.2.2 检测过程测程检测的流程如下：a) 安置好超导重力仪之后, 调整测程调节装置使仪器的电压输出接近零。b) 调整测程调节装置，使仪器的输出增加，记录仪器的最高电压输出值。c) 再调整测程调节装置，使仪器的输出减少，记录仪器的最低电压输出值。d) 超导重力仪输出电压的最高值和最低值之间的差值记为R，乘以仪器常数(格值)，即为测程G。5.2.3 合格性判定原则G不小于表3给出的测程范围即为合格。55.3 分辨力检测5.3.1 检测场地检测场地应符合DB/T 72003的要求，应选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。 5.3.
14、2 检测时间检测时间宜在大潮期间、固体潮变化速率快的时段。5.3.3 检测过程分辨率检测的流程如下：a) 调整超导重力仪的采样频率，使其每1分钟输出一个检测记录值。b) 检测记录值与对应的检测时刻构成1个数据点，每组检测记录不少于10个数据点。c) 在固体潮上升和下降时间段各进行一组检测。检测过程中，观测值应随固体潮理论值同步递增 或者递减。d) 按式(1)计算比例系数ki。 (1)式中，C 重力仪的格值；Ri 、Ri+1 i 、i + 1时刻对应的重力仪观测值，i = 1, 2, 3, , n 1； Ti 、Ti+1 i 、i + 1时刻对应的固体潮理论值，i = 1, 2, 3, , n
15、1 ； n 重力仪观测值的个数。固体潮理论值的详细计算见附录 C。5.3.4 合格性判定原则当0.5 ki 1.5 ， (i = 1, 2, 3, , n 1)时，检测结果评定为合格。5.4 重复度检测5.4.1 检测场地检测场地应符合DB/T 72003的要求，应选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。5.4.2 检测时间检测时间宜在重力固体潮变化缓慢的时段进行，也就是农历每月初八或二十二日、固体潮曲线平坦 的时段内进行。5.4.3 检测过程重复度检测可在超导重力仪仪器中断读数的不同时段进行，可在停电、更换冷头等情况下进行，以 检测超导重力仪在短时断电、反馈或测微等停止工作的情况
16、下，前后观测数据的可衔接性。重复度的检测应在相同条件下，短时间内（不长于 1 小时）多次对同一测点重复进行测量，检测 仪器提供相近示值的能力。重力仪重复度用检测示值的标准差表示。重复度检测的流程如下：a) 调整超导重力仪的采样频率，使其每510分钟输出一个数值。6b) 检测记录值与对应的检测时刻构成1个检测记录值Ri (仪器的示值)，每组检测记录不少于6个（观 测时间不少于60分钟）。c) 将观测值Ri 乘以对应的仪器格值，转换成重力变化值。d) 经固体潮改正后得到gi，重复度标准差按式(2)计算。 (2)式中，n 观测值的个数。详细的理论固体潮计算公式见附录C。 5.4.4 合格性判定原则当
17、结果符合表4约定的重复度指标时为合格。5.5 漂移的标定超导重力仪的漂移可采用绝对重力标定方法或者理论潮汐标定方法进行标定。5.5.1 绝对重力标定方法 5.5.1.1 标定场地检测场地应符合DB/T 72003的要求，应选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。 5.5.1.2 标定设备用于仪漂移标定的绝对重力仪的观测精度应优于510-8 ms-2。 5.5.1.3 标定过程标定过程与步骤如下：a) 超导重力仪定点观测期间，同址进行至少两期高精度绝对重力标定观测，标定观测的时间间隔 不少于3个月，每期标定观测的时间跨度不少于2天，每小时绝对重力观测的组数不小于50组。b) 从超导重
18、力仪观测到的重力变化中扣除同址观测的绝对重力变化，得到的残差变化幅度与标定 时间间隔之比即为仪器漂移率，简称漂移。漂移的计算公式如式(3)所示。 (3)式中，G1、G2 两期绝对重力观测期间获得的绝对重力观测值（经潮汐、气压等改正后的测量结果均值）； g1、g2 两期绝对重力观测期间，超导重力仪给出的观测值（经潮汐、气压等改正后的测量结果均值）； t 两期标定观测的时间间隔。5.5.2 理论潮汐标定方法 5.5.2.1 标定场地检测场地应符合DB/T 72003的要求，应选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。75.5.2.2 标定时间超导重力仪标定观测的时间跨度不少于 3 个月。
19、 5.5.2.3 标定过程超导重力仪标定观测期间连续稳定，数据无间断，且附近无大地震等重大影响观测结果的事件发 生。标定流程如下：a) 将观测数据降采样为1分钟或者1小时采样数据。b) 利用海潮模型获取观测站附近的海潮负荷响应，从观测数据中扣除海潮负荷的影响。c) 去除观测数据中的尖峰、突跳、间断、地震等干扰信号。d) 对上述处理后的数据进行潮汐分析，将观测数据分解为非常规项（或称噪声）、线性漂移项（或 称趋势项）和潮汐信号三个部分，其中线性漂移项即为仪器的漂移。5.5.3 合格性判定原则当结果符合表5约定的漂移指标时为合格。5.6 噪声水平检测5.6.1 检测场地检测场地应符合DB/T 72
20、003的要求，应选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。5.6.2 检测过程噪声水平检测的流程如下：a) 以相同的采样率，将标定好的超导重力仪与待检测的超导重力仪并址观测，观测时间不少于4 天，采样率宜为秒采样。b) 采用相关分析法进行评估，扣除共模的地面振动噪声，从而获得仪器的噪声水平。具体的计算 方法见附录B。5.6.3 合格性判定原则仪器噪声水平满足表5规定的噪声水平要求时为合格。5.7 功能测试应根据本文件4.3章的要求，对超导重力仪进行测试。5.8 安全实验应按照GB 4706.12005之第13章规定的实验方法进行。5.9 环境适应性实验应按照GB/T 65872012
21、之5.9规定的实验方法进行。6 检验规则6.1 检验类别8超导重力仪应进行出厂检验和型式检验，检验项目见表7。表7 合格性检验项目检验项目出厂检验型式检验测试方法备注性 能 指 标格值*5.1测程*5.2分辨力*5.3重复度*5.4漂移*5.5噪声水平*5.6数据采样率*4.2.5长期稳定性*4.2.6时钟精度*4.2.7控温装置*4.2.8仪器功耗*4.2.9仪器重量*4.2.9仪器外形尺寸*4.2.9通讯接口*4.2.10功能要求*5.7安全要求*5.8环境适应性*5.9仪器使用条件测试注：“*”表示应检验的项目；”表示可选择进行检验的项目6.2 出厂检验6.2.1 每台超导重力仪必须按出
22、厂检验项目进行检验，检验合格后才能出厂，并附有产品合格证。6.2.2 每台超导重力仪按照第 5 章所示测试方法检验时，应符合第 4 章所示技术要求，检验比例为 100。6.2.3 如有一项检测项目不合格，则该台超导重力仪判定为不合格。6.3 型式检验6.3.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；正式生产后如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；正常生产时，定期或累积一定产量后，应周期性进行一次检验； 产品停产一年后，恢复生产时；出厂检验结果与上次例行检验有较大差异时；国家质量监督机构或行业主管部门提出型式检验要求时。6.3.2 检验样机应按不低于
23、该批次出厂检验合格超导重力仪的 25%抽样，且抽样数量不应少于两 台。6.3.3 检验样机按照 5 章所示测试方法检验时，应符合 4 章所示的技术要求。6.3.4 如发现一台不合格时，宜对该批超导重力仪再次按 50%抽样，且抽样数量不应少于两台，对 不合格项目及相关项目进行复检，如仍有一台不合格时，则该批次超导重力仪判为不合格。9附 录 A（规范性）超导重力仪格值标定A.1 标定场地标定场地应符合DB/T 72003的要求，应选在环境温度变化小、周围无振动干扰、基础稳定的室内。A.2 标定时间标定时间宜选在大潮期间(例如，农历初一或十五前后)，对应固体潮变化幅度大、变化速率快的时 段。标定观测
24、时间为5天以上。A.3 标定设备应选取绝对重力仪进行超导重力仪格值的测定，包括光学干涉型或原子干涉型绝对重力仪。绝对重 力仪的短期灵敏度应优于5.010-7 ms-2/Hz1/2。A.4 标定观测过程格值标定过程如下：a) 将绝对重力仪安放在超导重力仪附近，尽量安置于同一地基上，2台仪器相距不超过10 m为宜。b) 待绝对重力仪装调完成后，与超导重力仪进行同步同址测量，记录5天以上的绝对重力数据。c) 以1分钟为时间间隔，以超导重力仪输出电压为横轴，以绝对重力仪输出重力值为纵轴，两台 仪器同步计数，相同时刻的输出构成坐标系中1个数据点。有效观测数据点不少于8000个。若测量过程中遇到地震导致对
25、标定结果影响较大时，需延长观测时长或重新进行测量。 测量期间，至少每12小时对仪器状态进行一次检查，确保仪器状态正常。A.5 数据处理过程将超导重力仪的测量数据导出，取样数据对应的观测时间应包含绝对重力仪的观测时间，利用最小 二乘低通滤波(加窗，截止频率为0.0041667 Hz)去除信号中的毛刺噪声等。将绝对重力仪的测量数据直接导出，不进行固体潮、大气压、极移等系统改正，即绝对重力仪数据 应是不进行任何数据改正的原始数据。将处理后的超导重力仪数据和绝对重力仪数据进行线性拟合，来获取仪器的格值因子。具体步骤如 下：a）读取绝对重力仪数据yi和超导重力仪数据zi ，并将两台仪器观测数据的时间单位
26、统一，选取相同 的数据时间段。b）依据绝对重力仪各数据点的测量时间，选取与之时间对齐的超导重力仪数据，得到处理后的超 导重力仪数据xi。c）计算绝对重力仪数据参与拟合的权重，每小时数据作为一组，计算每组数据的标准差j，则该组 每个数据的权重pi 为： (A.1)式(A.1)中：0 归一化的标准差； j 组数；i 数据序列。10考虑到测量过程中不同时段测量数据的分散性不同，为了减小拟合残差，建议采用加权处理。如不 需要，可将权重pi 均设为1。d）对两组数据按公式(A2)进行最小二乘加权拟合，依据拉依达法则，剔除异常值后重新拟合直至无 剔除为止。y = ax + b (A.2)将测量数据带入上式
27、，得到：(y)i = (a)xi + b() (A.3)拟合以下方程组：使所有数据点拟合残余误差vi 1 pivi(2)最小，拟合得到的(a)即为格值因子。上式中：yi 绝对重力仪数据； (A.4)xi 超导重力仪输出电压；b() 常数项。格值因子拟合残差的标准差为：a = (A.5)A.6 合格性判定原则格值因子拟合残差的标准差不大于0.001即为合格。A.7 复校时间间隔仪器使用、维护和保养情况会影响超导重力仪的格值，因此，可根据实际使用需求自主决定复校的 时间间隔，建议每年标定一次。11附 录 B（规范性）仪器噪声计算方法B.1 使用两台仪器同步记录数据计算仪器噪声的方法本方法适用于两台
28、参数相近的观测仪器(地震仪、重力仪、应变仪等)，通过同步观测数据估算其噪 声功率谱密度。当两台仪器摆放的足够近、且方位一致时，可以认为观测的是同一个地点的待测量。设仪器观测的 某一分向的待测信号为x(t)，两台仪器的自身噪声分别为n1 (t)和n2 (t)，频率响应分别为H1 (f)和H2 (f)， 信号输出分别记为y1 (t)和y2 (t)。设X(f)，N1 (f)，N2 (f)，Y1 (f)，Y2 (f)分别为x(t)，n1 (t)，n2 (t)，y1 (t)和y2 (t)的功率谱密度，P12 (f) 为y1 (t)和y2 (t)的互功率谱密度。假设各仪器的噪声是不相关的，则两台仪器输出信
29、号的功率谱密度和 互功率谱密度可使用公式(B.1) 、(B.2)和(B.3)计算。Y1 (f) = (X(f) + N1 (f)|H1 (f)|2 (B.1)Y2 (f) = (X(f) + N2 (f)|H2 (f)|2 (B.2)P12 (f) = X(f) H1 (f) H2()(f) (B.3)公式(B.4)定义了信号y1 (t)和y2 (t)的幅值平方相干函数。 (B.4)按照公式(B.5)可估算两台仪器的噪声功率谱密度。 (B.5)B.2 使用三台仪器同步记录数据计算仪器噪声的方法本方法适用于三台参数相近的观测仪器通过同步观测数据估算其噪声功率谱密度。当三台观测仪器摆放的足够近、且
30、方位一致时，可以认为观测的是同一个地点的待测量。仪器观测 的某一分向的待测信号记为x(t)，三台仪器的自身噪声分别记为n1 (t) 、n2 (t)和n3 (t)，频率响应分别记 为H1 (f) 、H2 (f)和H3 (f)，信号输出分别记为y1 (t) 、y2 (t)和y3 (t)。第i台仪器输出信号的频谱可表示为：Yi = XHi + NiHi (B.6)假设各仪器的噪声是不相关的，则y1 (t) 、y2 (t)和y3 (t)之间的互功率谱为：Pij = Yi Yj = PXX Hi Hj (B.7)使用公式(B.8)可估算各台仪器的噪声功率谱密度Nii：Nii = (B.8)公式(B.6)
31、 、(B.7)和(B.8)中下角标的取值为：i,j, k = 1,2,3，且i j k。12附 录 C（资料性）理论潮汐计算方法C.1 引潮位引起的重力变化计算公式引潮位W(r)导致的地表（r = R）重力变化g与潮汐因子的关系式可表示为：g = =2 n |r =R (C.1)W(r)的球谐展开形式为 (C.2)式(C.2)中：mm 太阳或月球等天体的质量；rm 太阳或月球等天体与地心距离； zm 太阳或月球等天体的天顶距； pn 勒让德函数。对于太阳和月球，的值分别为 1/60.3 和 1/234000，因此在实际应用中，月球的引潮位展开至 3 阶、太阳的引潮位展开至 2 阶即可满足精度要
32、求。C.2 重力潮汐因子计算公式对于一个弹性、各向同性、非自转、球对称（SNREI）地球而言，地表重力潮汐因子n 的计算表达式为：n = 1 + kn 式(C.3)中：2 (O1) = 1.15592 ，2 (M2) = 1.15658 ，3 (M3) = 1.06942 ，4 (M4) = 1.03597。C.3 引潮位计算公式解算公式（C2）的关键是计算天体的天顶距，可根据天体参数用直接展开法计算，也可利用杜德 森全调和展开法将这些天体参数进行转化，此时引潮位的展开式为：W = n(3) =2 m(n) =0 Nnm Mnm (C.4)式(C.4)中，每一项代表一个分波： n = 2,3
33、2 阶位和 3 阶位；m = 0,1,2,3 长周期、周日波、半日波和 1/3 日波； Nnm 为地系数，与测站的纬度和杜德森常数有关；Mnm 时间函数，与 6 个天文参数线性组合的三角函数以及分波的振幅有关：Mnm = 式(C.5)中：ki 振幅；13a, b, c, d, e, f 6 个天文参数的系数； 地方平月亮时，由平月亮的下中天起算，对于格林尼治时间有 = tuT + s + , 为平黄 经，为经度，其他天文参数可按下式计算( N2(8)8.39(0). . .3 (C.6)其中T为 2000 年 1 月 1 日 12 时起算的儒略世纪数，即T = (C.7)式(C.7)中：y 计
34、算历元所在的年份；D 2000 年年首至计算历元年首之间的闰年数； d 计算历元年首至计算日之整数日。对于月亮有：14( N20 = Dm 2 (1 3sin2 ) N21 = Dm 2 sin2N22 = Dm 2 cos 2 N30 = Dm 3 sin(3 5sin2 ) N31 = Dm 3 cos(1 5sin2 ) N32 = Dm 3 cos 2 sin N33 = Dm 3 cos 3 (C.8)式(C.8)中：Dm 月亮的杜德森常数，Dm = (C.9)对于太阳有：( N20 = Ds 2 (1 3sin2 ) N21 = Ds 2 sin2 (C.10) N22 = Ds
35、2 cos 2 式(C.10)中：Ds 太阳的杜德森常数，Dm = (C.11)附 录 D（资料性）超导重力仪传递函数当测量仪器为线性定常系统时，其传递函数定义为零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量 的拉氏变换之比。具体地说，当测量仪器在线性范围工作时，仪器的传递函数H(f)是单位脉冲响应函数 (t)的傅立叶变换，表达式为：H(f) = (t)ej2ftdt。传递函数H(f)是一个复函数，可分解为振幅 传递函数ATF(f)和相位传递函数PTF(f)两部分，即H(f) = ATF(f)expjPTF(f)。当频率为零时，它 的值等于1。超导重力仪的传递函数包括振幅响应和相位响应两部分，前者
36、即为仪器常数（或格值），其测定精 度应优于0.1%，标定过程见附录A；相位响应通常以秒为单位的时间延迟来表示，其测定精度应优于0.01 秒，一般通过施加正弦或阶跃函数的信号激励，通过分析其响应来测定仪器的时间延迟。若激励函数为X，响应函数为Y（扣除潮汐），通过如下计算公式： 可获得传递函数的振幅响应： 和相位响应： 式(D.3)中：i 频率；j 第 j 段数据；RijX 激励函数X的实部； Rij Y 响应函数Y的实部； CijX 激励函数X的虚部； CijY 响应函数Y的虚部。15参 考 文 献1 GB/T 202562019 国家重力控制测量规范2 GB/T 18207.22005 防震减
37、灾术语 第2部分：专业术语3 DB/T 72003 地震台站建设规范 重力台站4 DB/T 212007 地震观测仪器进网技术要求 常用技术参数表述与测试方法5 DB/T 392010 地震台网设计技术要求 重力观测网6 JJF 10012011 通用计量术语及定义7 陈晓东，孙和平，张为民，郝兴华. 用绝对重力仪测定超导重力仪格值的精度分析J，大地测量与 地球动力学，2013 ，33(5):145-1498 许卫卫，袁松湧， 艾印双，徐天龙. 多通道相关分析用于宽频带地震仪自噪声检测J. 地球物理 学报，2017 ，60(9): 3466-34749 许厚泽，等. 固体地球潮汐M.湖北科学技
38、术出版，武汉，201010 Camp M.V. and P. Vauterin, Tsoft: graphical and interactive software for the analysis of time series and Earth tidesJ. Computer & Geosciences, 2005, 31(5): 631-64011 Francis O., C. Lampitelli, G. Klein, et al., Comparison between the transfer functions of three superconducting gravimetersJ. Open Repository and Bibliography, 2011, 147: 11857-11868_16