重力测量始于20世纪20~30年代,荷兰科学家V.迈内兹(Vening Meinesz)在潜水艇上首次使用摆仪获得海洋重力测量成果。50年代末,以联邦德国Graf-Askania公司GSS2型重力仪和美国LaCoste-Romberg公司L&R重力仪为代表的摆杆型海洋重力仪研制成功,船载海洋重力测量技术进入成熟实用阶段。船载重力测量通常与水深测量同步进行。重力仪尽量安装于载体重心处,避开震动和电磁干扰源,且所安装舱室应具备保温去湿条件。每个航次出测前和结束后,均应在重力仪持续稳定工作状态下开展重力基点联测比对,将基点绝对重力值传递至重力仪,并测定重力仪的零点漂移。海上测量时,载体应按设计测线匀速直线航行,同步采集记录测点的时间、位置、航向、航速、重力和水深等数据,对所记录的测线数据进行各项改正与处理,最终获得测点的绝对重力值。
因载体受自身动力系统震动和风、流、潮汐、海浪等海洋环境等扰动因素影响,海洋重力仪始终处于复杂的运动状态,作用在重力仪上的除重力加速度以外,还有多种水平和垂直干扰加速度,以及重力仪自身固有的特性效应影响,如摆杆型海洋重力仪受到频率一致而相位不一致的水平加速度和垂直加速度影响而产生的交叉耦合效应,即CC效应。这类干扰加速度和重力仪固有效应影响,主要通过重力仪的强阻尼设计和精确的改正算法来消除。另一项需要消除的是厄特弗斯效应影响,即载体向偏东方向航行时,载体速度增大了作用在重力仪上的地球自转向心加速度,而向偏西方向航行时,载体速度减小了这种向心加速度,从而导致重力观测值变化的作用。为精确计算厄特弗斯效应的影响,作业时必须保持载体沿测线匀速直线航行,并获取载体精确的位置、航向、航速等运动参数。
船载重力测量成果的精度取决于重力仪与定位仪的性能、数据处理方法的完善性以及海况条件、载体吨位大小及其稳定性等综合因素,通常可达到±1.0~±2.0毫伽。船载重力测量是高效获取高精度中高频海洋重力场信息的主要技术方法,为自然科学、大地测量、地球物理、地球动力学、空间科学研究以及资源勘探、航天技术提供海洋重力异常或重力扰动等地球重力场参数。