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全球重力基准原点正式落户中国北京 中国计量院成为全球重力加速度量值溯源地

2020年06月01日 09:40    信息来源:中国质量报

近日,全球计量领域顶级期刊《Metrol ogia》正式发布了中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)主办的2017年全球绝对重力仪关键比对(CCM.G-K2.2017)的最终结果,中国计量院正式成为全球重力加速度量值溯源地,为欧洲、美洲、亚洲等各区域计量组织提供重力加速度量值溯源和测量等效度链接,这标志着全球重力基准原点正式落户中国北京。

重力测量在国计民生中有着重要的应用,它是地震前兆观测研究、气象研究和预报的最主要的手段之一。通过重力值测量可以获得地球内部运动的信息和规律,通过大气压力值及其变化获得气候条件变化的第一手资料。在计量学领域,高精度的重力加速度测量也是国际单位制重新定义和力学计量基标准中不可缺少的参数。同时,重力值测量为地下资源勘探和普查,甚至于地下结构的探测等提供重要技术支持。可以说,中国计量院成为全球重力加速度量值溯源地,标志着我国形成了国际领先的重力计量能力,成为我国宝贵的战略资源。

根据《Metrol ogia》期刊正式发布的最终结果,中国计量院北京昌平院区的重力点位,其国际关键比对参考值的合成标准不确定度优于0.7μGal;中国计量院自主研制的NIM-AAG1型冷原子干涉绝对重力仪测量结果的国际等效度为-2.4μGal,合成标准不确定度为4.6μGal;中国计量院自主研制的NIM-3A型光学干涉绝对重力仪测量结果的国际等效度为0.4μGal,合成标准不确定度为3.0μGal。值得一提的是,NIM-3A型光学干涉绝对重力仪是参加关键比对的13个国家计量院基标准仪器中,唯一非美国研发生产的仪器,其研制水平与美国研发生产的仪器相当,处于全球第一梯队水平。

此前,经市场监管总局批准,中国计量院成功建立了“国家重力加速度计量基准”。我国重力加速度计量基准的合成标准不确定度优于1.0μGal,达到国际领先水平。该基准不仅具有溯源性、准确性和国际等效性,而且实现了重力加速度计量基准的量子化,是我国计量基准建立史上的重大突破。

国际计量委员会(CIPM)委员、国际质量及相关量咨询委员会(CCM)主席菲力普·理查德(Phil ippe Richar d)博士专门对中国计量院取得的上述成绩表示祝贺。他说:“中国计量院作为主导实验室主办的2017年全球绝对重力仪关键比对(CCM. G-K2.2017),是迄今为止规模最大的一次绝对重力仪国际比对,也是史上此类重大国际计量比对第一次在欧洲以外区域举办。此项工作在计量和大地测量领域,尤其对于国际单位制重新定义都具有十分重要的意义。”美国JILA实验室前主席、美国国家总统科技奖获得者詹姆斯·法拉(James Fal l er)教授也高度评价中国计量院的此项工作:“中国计量院在亚洲首次建立了新的全球绝对重力仪国际比对中心,来自中国的6台原子干涉型绝对重力仪参加了比对,对重力测量乃至整个精密测量领域都具有里程碑意义。”

此外,中国计量院自主研制的NIMAAG1型冷原子干涉绝对重力仪,运行稳定可靠,实际连续工作时间超过500小时。这是目前国内外公开报道的原子重力仪最长连续工作时间记录,其相关研究成果发表在2018年《Metr ol ogia》期刊。在国家重力加速度计量基准中,NIM-AAG1型冷原子干涉绝对重力仪与光学干涉绝对重力仪测量结果互相旁证,并对同期同址观测的超导重力仪进行格值标定,为全国重力加速度量值溯源与传递发挥了重要作用,显著提高了我国在量子精密测量技术领域的影响力和话语权。