T/SSC 2-2024 超导重力仪 通用技术规范

ICS17.100

N91

团体标准

T/SSC2—2024

超导重力仪通用技术规范

Superconductinggravimeter—Generaltechnicalspecifications

2024-04-07发布2024-07-01实施

中国地震学会发布

目次

前言................................................................................II

引言...............................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4技术要求...........................................................................2

5测试方法...........................................................................5

6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............................................................................16

I

前言

本文件按照GB/T1.1－2020《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/T6587－2012电子测量仪器通用规范

GB7401.6－2005家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求

GB/T11464－2013电子测量仪器术语

GB/T15464－1995仪器仪表包装通用技术条件

DB/T7－2003地震台站建设规范重力台站

DB/T23－2007地震观测仪器进网技术要求重力仪

3术语和定义

GB/T11464－2013和DB/T23－2007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relativegravimeter

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/T23－2007，3.2]

3.3

超导重力仪superconductinggravimeter

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scalevalueofgravitymeter

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。

3.5

1

测程measuringrange

满足规定误差极限的测量范围。

3.6

仪器漂移instrumentaldrift

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/T11464－2013，2.24]

3.7

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；

时间间隔比较短。

3.10

仪器噪声instrumentalnoise

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/T11464－2013，9.18]

4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/T7－2003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60000Pa～106000Pa

台站噪声水平≤0.3×10-8m·s-2/Hz1/2

4.1.2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)10.2V～13.8V

交流(AC)198V～242V，50Hz

4.2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：10-8m·s-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≥1×10-5m·s-2

4.2.3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≤±0.1×10-8m·s-2

重复度≤±0.5×10-8m·s-2

4.2.4漂移、噪声水平

漂移和噪声水平应符合表5的要求。

表5漂移和噪声水平指标要求

参数类别指标要求

漂移≤0.5×10-8m·s-2/月

仪器噪声水平≤0.1×10-8m·s-2/Hz1/2

4.2.5数据采样率

数据采样率应不低于1Hz。

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2μK。

4.2.8.2控温区域温度变化的绝对值应不大于±10μK。

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）≤3500W

仪器重量(杜瓦和探头)≤60kg

外形尺寸(杜瓦)≤65cm(直径)×110cm(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/T15464－1995和GB/T6587－2012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。

4.3.2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