当3个分量一道测量时，称为航空重力全张量测量，即航空重力矢量测量。主要通过高精度捷联式惯性导航系统（SINS）和全球导航卫星系统（GNSS）组合来实现。测量过程中，捷联式惯性导航系统获得载体的比力（惯性力和万有引力的矢量和）和姿态，全球导航卫星系统获得载体的位置、速度和加速度，通过计算把比力中的惯性力去除，就得到了重力张量的3个分量或其中部分分量。航空重力张量测量方法与标量测量方法类似，通常选用中-小型固定翼飞机或直升机为搭载平台，采用网格测量模式。航空重力张量测量可获得更多的重力参数，以便更好地反演地下空间的密度分布，从而服务于基础地学研究和资源能源勘探。航空重力张量测量技术还不成熟，还需要解决一系列关键技术问题，而提高陀螺仪的精度、惯性敏感器精度和GNSS速度及加速度矢量解算精度是研究重点。