重力观测站网与数据产品

（一）激光干涉型绝对重力仪

FG5(X)绝对重力仪是激光干涉型绝对重力仪的典型代表，其精度一般可以达到2，具有精度高且不需要校准的优势。目前，我国覆盖范围最广、观测精度最高的绝对重力观测网络是中国大陆构造环境监测网络（简称“陆态网络”）。它是以101个绝对重力测点形成全国基本均匀分布的绝对重力测网，点间距在200-300km，大部分点位位于我国一级或二级块体的边界上。每两年完成一期观测。

（二）超导型相对重力仪

由于地震正常重力模型的地球动力学效应为μGal级甚至更小，根据当前重力仪发展水平，我国地震重力基准站按照具备重力信号的最佳监测能力设计为在观测精度优于5的FG5(X)绝对重力仪控制下开展超导重力观测，设计基准站相对观测精度优于0.1 μGal；漂移率小于10 μGal/年。超导重力仪是目前最灵敏的重力仪，长期稳定性好，短期灵敏度小于10^-3μGal/√Hz，在我国地震重力基准网中，拉萨、丽江、九峰台安置GWR（OSG 57、OSG 66、OSG 65）超导重力仪进行了数十年的连续观测；另外，在黑龙江、辽宁、新疆等地大规模增建了重力基准站，并采用了iGrav型超导重力仪进行连续重力观测。

（三）弹簧型连续相对重力仪

弹簧型相对重力仪是中国大陆地震重力测网基本网的主要类型重力仪，包含GS15重力仪、DZW重力仪、PET重力仪、gPhone重力仪等。截至目前，世界各国生成的弹簧型重力仪已打几十种之多，基本上都属于质量旋转型，这些弹簧型重力仪利用弹力矩与重力矩处于平衡状态的原理来测量重力变化，统称为静力重力仪。

（1）GS15重力仪

GS15重力仪是一款较早部署于中国大陆地震重力站网的连续观测型相对重力仪，曾经是重力观测台站的主要仪器。GS15重力仪是德国阿斯卡尼亚（Askaniyawerk,A.G.Berlin-Friedenan）仪器厂生产的静力式螺旋弹簧重力仪。GS15重力仪摆系为质量旋转式结构，其弹性系统外层用高导磁率金属制成磁屏层，再外层为两层恒温层，最外层以金属作为保护外壳，其间有30 mm厚隔热材料塑料泡沫小球，恒温精度达0.0001°C，直接量程为2 mGal，灵敏度为1 μGal，主要用于台站重力固体潮观测，也可用于野外流动重力观测。由于重力仪器的推陈出新，目前除少数台站作为备份观测外，GS15重力仪已经基本退出了我国的地震重力连续观测序列。

（2）LCR ET重力仪

LCR ET重力仪是原LaCoste & Romberg公司根据长周期立式地震仪原理设计的机械反馈式金属弹簧固体潮（ET）相对重力仪。LCR ET重力仪使用了“零长”金属弹簧技术（La Coste.,1934、1935），采用机械助动装置和无摩擦的“浮动支点”悬挂和提高仪器的灵敏度利用机械反馈技术使仪器自动归零观测，直接量程2 mGal，观测精度优于0.5 μGal，分辨率为0.1 μGal，国际公认漂移率约1 μGal/天。1983年，Harrison & Sato首先在带有电容位置指示系统的LCR D型重力仪和LCR G型重力仪上应用了静电反馈技术之后，许多国家将此技术应用在LCR ET重力仪反馈系统上，克服了仪器灵敏度对仪器倾斜的依赖，消除了弹簧的迟滞效应，改善了仪器的流变性（张标 等，2011）。LCR ET重力仪曾安装在湖北武汉、上海佘山、云南下关、丽江等台站进行重力固体潮观测，期间对该款仪器的反馈系统、数据采集显示系统等进行了改进（张贤林 等，1996；张标 等，2011）。其温控系统采用双层控温装置，通过内外层加温器对仪器进行温控，实验（魏望生 等，1988）表明其最佳环境温度是20°C，适合我国重力台站山洞的温度。观测期间研究表明，尽管LCR ET重力仪精度比超导型重力仪低一个量级，弹性蠕变性导致的仪器漂移十分大，但其仍可获得与超导重力仪相当的潮汐参数，能有效用于重力场的时间变化监测（孙和平 等，2002）。

（3）PET&gPhone重力仪

PET&gPhone重力仪是美国Micro-g LaCoste公司制造的全自动金属弹簧重力仪，沿用了原LaCoste & Romberg重力仪的“零长”金属弹簧技术，采用机械助动装置和无摩擦的“浮动支点”悬挂和提高仪器的灵敏度，利用静电反馈技术使仪器自动归零观测，直接量程10 mGal，观测精度优于1 μGal，分辨率为0.01 μGal，零漂优于0.5 mGal/月。PET&gPhone重力仪在LCR-G型重力仪基础上进行了若干改进：（1）采用先进的恒温系统，双层杜瓦瓶装置，提供了更精密的温度稳定性，恒温精度±0.001°C；（2）真空密封性更换，保证大气压变化不影响重力测量灵敏度；（3）Aliod激光调零系统使得测量分辨率提高到了0.1 μGal。

（4）DZW重力仪

DZW重力仪是我国自行研制的一种高精度重力仪，其工作原理是金属弹簧的弹性力平衡重力对质量块的作用，通过对弹簧力的变化量或由此引起的质量块对平衡位置的偏移量的检测而得到重力的变化值。DZW重力仪绕开了国际上多数弹簧重力仪一般采取的助动系统和机械放大的传统方案和设计思想，而是采用了机械结构较为简洁的金属螺旋弹簧垂直悬挂的弹性系统，因为免除了助动系统和机械放大，也就免除了助动系统和机械放大所带来的误差，使仪器具有良好的线性，灵敏度稳定，结构简单，装校方便（胡国庆，1993）。

（四）流动型相对重力仪

（1）CG-5重力仪

CG-5相对重力仪由加拿大Scintrex仪器公司生产，是一款采用静电重力补偿、电容位移检测等现代技术的全自动零长石英弹簧重力仪，主要用于地面相对重力测量。标准重复性小于5微伽，长期剩余漂移小于0.02毫伽/天，读数分辨率为1微伽，环境温度系数、压力系数、磁场系数都较低，能在多种环境下保持高精度测量。

（2）CG-6重力仪

CG-6型重力仪是加拿大Scintrex公司生产的陆地全自动相对重力仪，采用无静电熔凝石英弹簧作为传感器，将现代直观用户界面与石英传感器技术相结合，具有较强的稳定性、重复性与抗冲击能力。读数分辨率达0.1微伽，重复率优于5微伽，测量精度在安静环境下可达10微伽/10分钟，动态测试内符合精度为0.5毫伽。 

（3）BURRIS重力仪

Burris重力仪是美国ZLS公司开发的金属零长弹簧相对重力仪。基于零长度弹簧悬挂系统，具有反应快速、稳定、高精度和漂移小等优点。采用金属测微螺旋，量程达7000mGal。所有传感器部件由金属制成，坚固耐用。搭配V-Grav安卓应用程序，可实现自动化控制，读数分辨率高，还能实时显示光束和水平的图形。单点测量模式下读数分辨率为0.001毫伽，连续测量模式（过滤）下为0.0001毫伽，校准点精度为0.015毫伽，时间分辨率1秒。