突破“1微伽”世界性难题：中国计量院抢占科技制高点率先建成国际领先的全球重力基准原点

重力数据是国家战略性基础数据，事关国防安全、能源安全、防灾减灾大局。而全球重力基准原点，是所有重力数据的溯源源头。2010年，国际计量与大地测量最高机构提出“全球重力基准原点不确定度须优于1微伽（重力加速度单位，1微伽=10^-8m/s_²）且能够连续复现”的新标准，这是重力计量史上的重大变革。面对这一重大变革，中国计量院重力团队通过“十三五”和“十四五”期间的不懈努力，取得了重大技术突破和科研成果。

目前全世界重力加速度绝对测量尚无达到1微伽不确定度的仪器，必须采用体系化方法攻克这一世界性难题，欧美国家均在此赛道开展竞争。中国计量院重力团队经过长期艰苦攻关，创新了全球重力基准原点构建方法，突破了核心仪器技术瓶颈，于2017年在全球率先建成了满足新标准的重力基准原点，抢占了世界科技制高点。

中国计量院重力团队构建了“方法创新—精准溯源—仪器应用”全链条技术体系，提出了3项主要创新——

其一是首创了零矩阵调和平差模型与非线性垂直梯度逼近算法相融合的重力基准原点构建方法，降低了重力场固有时空变化对重力比对结果的影响，解决了重力量值时空双维度精准驾驭的难题，建成了国际领先的全球重力基准原点，不确定度达0.7微伽，形成了原点构建“中国方案”，并在2023年被美国采用。

其二是提出了波矢反转双条纹锁定技术，消除了二阶塞曼效应与单光子频移效应对原子干涉型绝对重力仪的干扰，解决了干涉相位受波矢无关项影响的难题。同时，在国际上首次实现了原子干涉型绝对重力仪对超导重力仪的精准标定，构建了原点连续复现系统。

其三是发明了扰动免疫的自由下落位移提取技术，提出了基于频域信号识别的落体光心质心间距调节方法，解决了超低频振动噪声抑制的难题，将落体光心质心的重合度提升了25倍，仪器测量数据的离散度降低了7.8倍，自主研发的激光干涉型绝对重力仪不确定度水平进入世界第一梯队，构建了原点量值传递系统。

中国计量院重力团队负责建立了国家重力加速度计量基准及社会公用计量标准各1套，形成国际校准测量能力（CMC能力）2项，以第一完成单位获得市场监管科研成果奖一等奖和中国计量测试学会科技进步奖一等奖各1项，以第二完成单位获得湖北省科技进步奖一等奖1项；团队中1人当选国际重力计量最高权力机构国际计量委员会质量及相关量咨询委员会重力工作组（CCM-WGG）主席；团队自主研发的绝对重力仪成果入选国家“十三五”科技创新成就展。

该团队还深度服务“中国大陆科学钻探工程”“南极科考”“珠峰测量”“精密重力测量国家重大科技基础设施”等6个国家重大战略。多位院士评价称，全球重力基准原点（北京）具有重要的战略意义，科技成果整体达到了国际领先水平。

“1微伽”的突破，是中国计量科技自主创新的缩影；0.7微伽的不确定度，是“中国精度”在世界舞台的再次亮剑。中国计量院重力团队正以坚实的基础，为中国式现代化筑牢“精准”之基。