本技术属于重力测量，更具体地，涉及一种溯源到万有引力定律的重力仪标定方法。
背景技术：
1、高精度重力仪广泛应用于基础科学研究、资源勘探、国际重力标准化网的建立、地壳垂直运动的监测等领域。重力仪在经过长期使用以后，内部敏感元件受到影响，使得仪器的测量结果与当地重力变化存在较大偏差，需要定期对重力仪的仪器精度进行校准。重力仪器的标定一般采用引力效应，如利用月球和太阳的潮汐效应可以检验重力仪的标度因子，再结合观测数据可以得到绝对重力仪的测量分辨率。但潮汐本身具有不确定性，其精度依赖于潮汐模型的精度，且不能人为控制。
2、因此，如何提高重力仪标定的可靠性，是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，能有效提高重力仪标定的可靠性，实现对重力仪的高精度标定。
2、为实现上述目的，本技术提供了一种溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，包括如下步骤：
3、s10，在同一套测 g装置中，使用周期法和角加速度法两种测 g方法对引力场装置中所用的引力源进行测 g溯源，并根据两种方法的测 g结果不确定度对引力源的各项几何和物理参数进行调整；
4、s20，在同一套引力场装置中，采用不同吸引质量配置产生水平方向均匀、竖直方向轴对称的引力场，计算得到总引力源产生的加速度变化及其不确定度；其中，所述吸引质量由多个引力源放置在引力场装置中的支撑件上构成；
5、s30，判断步骤s20中的加速度变化及其不确定度是否均在其设定范围内，若是则进行步骤s40，若否则调整吸引质量配置后进行步骤s20；
6、s40，移动引力场装置中吸引质量使其产生加速度变化，使用重力仪测量该变化，同时计算吸引质量产生的加速度变化值，并将其与重力仪得到的测量值比对，最后根据比对结果对重力仪进行标定。
7、本技术提供的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，区别于传统重力仪标定方法，通过高精度测 g溯源，可验证引力场装置中引力源各项参数的可靠性和准确性，提供一条与电磁力解耦的、可溯源至万有引力定律的重力仪标定方法，并通过更换吸引质量配置方法，可大幅度提高其精度和可靠性，有效提升重力仪测量性能。
8、作为进一步优选的，步骤s20之前，还包括：
9、在同一套引力场装置中，通过有引力源和无引力源时的不同配置，差分扣除背景引力场的影响。
10、作为进一步优选的，所述引力源为规则球体，所述引力源的几何和物理参数包括球质量、球直径、球圆度、球偏心和球磁性。
11、作为进一步优选的，步骤s10具体为：
12、s11，将引力场装置中所用的引力源分为多组，每组引力源包括4个引力源；其中，4个引力源分上下两层放置在测 g装置中的支撑件上，并采用三点支撑方式固定在吸引质量转台上，所述吸引质量转台通过控制器驱动步进电机带动转动；
13、s12，测量各组引力源的几何和物理参数；
14、s13，在同一套测 g装置中，使用周期法和角加速度法两种方法对各组引力源进行测 g溯源，并对每组引力源使用两种方法测得的 g值进行合成和误差评估，得到两种方法的测 g结果及其不确定度；
15、s14，判断两种方法的测 g结果不确定度是否均满足阈值要求，若满足则进行步骤s20，若不满足则调整引力源的几何和物理参数后进行步骤s12。
16、作为进一步优选的，周期法测 g是通过切换吸引质量与测 g装置中的扭秤之间的相对位置来改变它们间的引力大小，测量由此引起的周期变化来给出 g值；
17、角加速度法测 g是利用转动扭秤的悬点转台对扭秤产生的惯性力矩来平衡吸引质量作用在扭秤上的引力力矩，使扭秤相对悬点转台保持静止，通过测量悬点转台的角加速度得到 g值；
18、其中，在使用周期法测 g时，通过控制吸引质量转台来实现吸引质量在近、远程配置之间的切换；在使用角加速度法测 g时，将采集到的吸引质量转台的转角信号作为吸引质量转台的控制输入量，控制器判断悬点转台和吸引质量转台的转速差进而调节频率驱动步进电机使吸引质量转台转动，然后通过悬点转台的转角信号判断悬点转台转动速度并使吸引质量转台跟随悬点转台转动，保持两转台转速差恒定。
19、作为进一步优选的，在步骤s13中，第 i组引力源使用周期法测得的 g值及其不确定度的计算公式为：
20、
21、
22、第 i组引力源使用角加速度法测得的 g值及其不确定度的计算公式为：
23、
24、
25、式中，δ cg表示由测 g装置中的扭秤以及吸引质量的长度、距离、质量参数确定的引力耦合项；δ ω2表示近远程配置下平方差；δ k表示近远程配置下悬挂扭秤的扭丝的弹性系数差； i表示扭秤转动惯量； αt( ω)表示扭秤运动信号频率处的角加速度振幅； pg表示与扭秤和引力源质量、尺寸及相对位置有关的参量；表示磁阻尼效应修正项；表示空气浮力效应修正项；表示第项几何和物理参数对周期法测得 g值贡献的误差；表示第项几何和物理参数对角加速度法测得 g值贡献的误差。
26、作为进一步优选的，在步骤s13中，采用周期法的测 g结果及其不确定度的计算公式为：
27、
28、
29、采用角加速度法的测 g结果及其不确定度的计算公式为：
30、
31、
32、式中，、分别表示第 i组引力源通过周期法和角加速法测得的 g值的相对权重。
33、作为进一步优选的，步骤s14中，测 g结果不确定度的阈值要求为小于1×10-4。
34、作为进一步优选的，步骤s20中，所述吸引质量配置包括单层、多层、单圈和多圈。
35、作为进一步优选的，步骤s30中，总引力源产生的加速度变化设定范围为数十微伽，总引力源产生的加速度变化不确定度设定范围为小于0.05 微伽。
1.一种溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，步骤s20之前，还包括：
3.如权利要求1所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，所述引力源为规则球体，所述引力源的几何和物理参数包括球质量、球直径、球圆度、球偏心和球磁性。
4.如权利要求1所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，步骤s10具体为：
5.如权利要求4所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，周期法测g是通过切换吸引质量与测g装置中的扭秤之间的相对位置来改变它们间的引力大小，测量由此引起的周期变化来给出g值；
6.如权利要求4所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，在步骤s13中，第i组引力源使用周期法测得的g值及其不确定度的计算公式为：
7.如权利要求6所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，在步骤s13中，采用周期法的测g结果及其不确定度的计算公式为：
8.如权利要求4所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，步骤s14中，测g结果不确定度的阈值要求为小于1×10-4。
9.如权利要求1所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，步骤s20中，所述吸引质量配置包括单层、多层、单圈和多圈。
10.如权利要求1所述的溯源到万有引力定律的重力仪标定方法，其特征在于，步骤s30中，总引力源产生的加速度变化设定范围为数十微伽，总引力源产生的加速度变化不确定度设定范围为小于0.05 微伽。
