論文の概要: Detection of subsurface structures with a vehicle-based atom gravity gradiometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18506v3
• Date: Wed, 25 Jun 2025 10:44:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-26 12:28:29.367675
• Title: Detection of subsurface structures with a vehicle-based atom gravity gradiometer
• Title（参考訳）: 車載原子重力勾配計による地下構造物の検出
• Authors: Xiaowei Zhang, Jiaqi Zhong, Muyan Wang, Huilin Wan, Hui Xiong, Dandan Jiang, Zhi Li, Dekai Mao, Bin Gao, Biao Tang, Xi Chen, Jin Wang, Mingsheng Zhan,
• Abstract要約: 原子重力勾配計(AGG)は最も正確な移動重力勾配計の1つであるが、現在は可搬性と感度のトレードオフによって制限されている。 本稿では,94Lの超コンパクトセンサヘッドを備えた高感度移動型AGGについて述べる。 実験室では、77E/sqrtHz$(1E=1$times10-9$/s$2$)の感度と0.5E以上の長期的な安定性を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.866527668397758
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-precision mobile gravity gradiometers are very useful in geodesy and geophysics. Atom gravity gradiometers (AGGs) could be among the most accurate mobile gravity gradiometers but are currently constrained by the trade-off between portability and sensitivity. Here, we present a high-sensitivity mobile AGG featuring an ultra-compact sensor head with a volume of only 94 L. In the laboratory, it achieves a sensitivity of 77 E/$\sqrt{Hz}$ (1 E=1$\times10^{-9}$/s$^2$) and a long-term stability of better than 0.5 E. We integrated the instrument in a minivan, enabling efficient mobile field surveys with excellent maneuverability in confined spaces. Using this vehicular system, we surveyed the gravitational field over a set of subsurface structures within a small wooded area, successfully resolving their structural signatures with a signal-to-noise ratio of 57 and quantifying the water depth in a reservoir with an accuracy of $\pm$0.23 m. Compared with previous observations using a CG-5 gravimeter, the superior spatial resolution inherent in gradiometry is clearly demonstrated. This work paves the way for bring AGGs to practical field applications.
• Abstract（参考訳）: 高精度移動重力勾配計は測地学や地球物理学において非常に有用である。 原子重力勾配計(AGG)は最も正確な移動重力勾配計の1つであるが、現在は可搬性と感度のトレードオフによって制限されている。 実験室では, 77E/$\sqrt{Hz}$ (1E=1$\times10^{-9}$/s$^2$) の感度と0.5E以上の長期安定性を実現し, 超コンパクトなセンサヘッドと94Lの容量を兼ね備えた高感度移動式AGGを提案する。 この車両システムを用いて, 小型森林地帯の地下構造物の重力場を調査し, 信号-雑音比57で構造的シグネチャを解消し, 精度$$pm$0.23 mで貯水池の水深を定量した。 CG-5重力計による以前の観測と比較すると、グラディオメトリーに固有の優れた空間分解能が明らかである。 この研究は、AGGを実用分野に適用する道を開いた。

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