地球时变重力场包含丰富的地球系统物质分布与运移信息,直接反映地球内部构造运动、地表质量迁移的本质和过程(祝意青等,2022; 韩建成等,2022)。高精度的时变绝对重力场观测能够探测地震孕育、同震重力、冰川均衡调整以及青藏高原长期构造运动等诸多地球物理过程引起的信号,在建立重力基准、探测地球内部微小重力变化、监测地壳构造运动、重力场长期变化等地震监测预报和地球动力学研究方面具有重要意义(陈晓东等,2013; 邢乐林等,2016; 孙和平,2024; 贾剑钢,2019; Chen et al,2022; 黄江培等,2023)。
我国自20世纪80年代开始实施绝对重力观测(申重阳等,2020),早期主要通过国内外合作开展观测并建立重力基准。1998年,“中国地壳运动观测网络”工程(以下简称“网络工程”)建成实施,每2~3 a对中国大陆25个基准站进行一期绝对重力观测,初步构建了中国大陆统一的重力基本网。2012年建成的“中国大陆构造环境监测网络”(以下简称“陆态网络”)涵盖101个绝对重力测点,平均测点间距200~300 km,形成中国大陆分布基本均匀的绝对重力测网,为重力基准网、相对重力联测网提供了重力基准控制(韩宇飞等,2020)。自2009年开始,按照“全国成场、区域成网”的观测思路,中国地震局统筹网络工程、陆态网络和“中国大陆地球物理场综合观测”流动重力测量任务,在中国大陆逐步建成了由101个绝对重力点、4 000余个相对重力联测点和80个连续重力台站组成的综合地震重力监测系统(祝意青等,2020; 申重阳等,2020)。
随着陆态网络重力观测任务与中国地震局常规重力观测任务的深入融合,参与年度绝对重力观测的仪器类型由单一型号的FG5仪器增加为FG5、FG5X和A10等多种型号仪器。不同型号的仪器在激光器和落体仓长度方面存在显著差异,相同型号不同编号的仪器也经常存在观测结果不一致的情况,导致绝对重力测量结果存在基准不统一的问题。因此,有必要开展绝对重力仪系统性偏差研究工作,进一步强化绝对重力整网控制。目前使用较多的是基于自由落体型绝对重力仪,其关键部件原子钟和激光器可以有效标定,但仪器整体组装后暂无法进行有效标定。为保证仪器的有效性和准确性,通常的解决办法是定期进行绝对重力仪比对观测(吴书清等,2009; 胡若等,2020; Wu et al,2021)。为分析2024年度陆态网络绝对重力仪系统偏差与观测精度,保障年度绝对重力观测具备统一的绝对重力基准,2024年3月中国地震台网中心组织陆态网络共建4部委开展了第9期全国绝对重力仪比测,根据《地壳运动监测技术规程》(以下简称“技术规程”)(地壳运动监测工程研究中心,2014),对参加比测的绝对重力仪进行同址同期测试,使用加权最小二乘平差方法对参与比测的绝对重力观测数据及观测点位的重力垂直梯度结果进行处理和分析,获得参与比测仪器之间的系统偏差(Xing et al,2009; 张新林等,2020; 王嘉沛等,2022)。