精密重力测量方法与技术
主要完成人：周泽兵、胡忠坤、罗志才、范继、陆泽晃
精密重力测量是全球气候与环境变化、大地测量与现代测绘、地质普查与资源勘探、固体地球与板块构造等领域研究的关键观测手段之一，在基础科学、国家经济、社会发展及国家安全中具有极为重要的应用。我国之前在该领域与世界发达国家存在较大差距：缺乏高精度重力测量基准和物理仿真研究的基础设施；在尖端重力测量和卫星重力测量的仪器及关键技术方面遭遇国外禁运和技术封锁；高水平重力仪器长期依赖进口，缺乏完整的、原始的高精度重力场数据；迫切需要发展高分辨率和高精度的陆地、海洋、航空和卫星重力测量方法与技术。
为解决关键核心技术“要不来、买不来、讨不来”的问题，引力中心团队面向精密重力测量领域的国家重大需求，瞄准国际学术前沿，先后开展高精度空间加速度计、冷原子绝对重力仪、航空重力梯度测量、卫星重力测量方法和技术等研究，在重力测量新方法、关键技术、系统集成与应用等方面实现多项零的突破，取得系列原创性成果。
——研制高精度空间静电加速度计并装备我国首组重力卫星等。团队历经二十多年持续研究，创建敏感探头全部工艺，攻克电容位移传感等技术，解决了加速度计性能地面评估的世界性难题。自主研制分辨率分别为10-8、10-10、10-12m/s2具有完全自主知识产权的静电加速度计系列工程产品，并成功完成四次空间飞行实验，装备服役于我国首组重力卫星等重大任务，相关成果获教育部2018年技术发明奖一等奖和2023年广东省科技进步奖一等奖。
——研制达到国际先进水平的高精度冷原子绝对重力仪并应用于地震监测等领域。团队发明振动等噪声退相干抑制技术，攻克物质波干涉、超低频隔振、装备小型化等量子重力仪的关键技术，研制我国首台交付使用的高精度量子重力仪，打破了高精度重力仪被国外技术垄断的局面，为我国高精度绝对重力仪自主可控、大规模应用奠定了坚实基础，为国家重力基准数据测量提供安全保障。
——发展卫星重力数据精细处理方法并构建高精度全球重力场系列模型。团队建立全链条卫星重力场精细建模理论，突破多模式、多源重力观测数据的高精度融合难题，研制高精度全球重力场模型，实现重力场特征信号的精确提取，研制的多个重力场模型被国际地球重力场模型中心ICGEM收录，支撑我国重力卫星任务实施，推进卫星重力数据在水文、冰川、地震等领域的典型应用。相关成果获2022年中国测绘学会科学技术奖一等奖和2024年湖北省自然科学奖一等奖。
经过前期精密重力测量技术的持续积累，从2011年开始，团队联合国内相关优势单位历经八年申请，支撑我校牵头国家精密重力测量重大科技基础设施的建设任务，经过五年攻关建设，该设施于2023年10月按期、高质量通过国家验收。验收专家委员会评价认为，“项目各项性能指标均满足或优于批复要求，该设施建设总体指标处于国际先进水平”。该设施的建成为我国发展先进重力测量方法、技术与应用奠定了重要研究平台。
鉴于该技术，近十年团队获批国家自然科学基金委重大科研仪器3项、重点项目6项，重点研发计划“地球观测与导航”和“引力波探测”两个重点专项项目8项，承担载人航天专项、高分专项、卫星型号等多项任务。数项成果入选国家重大科技成果展，打破了国外在绝对重力仪、超导重力仪、空间加速度计等精密重力测量仪器的垄断地位，成功装备应用于我国重力卫星、空间站、天琴计划、陆态网建设等国家任务，显著提升我国重力测量技术水平，推动我国重力仪器与装备的自主可控。
