重力加速度是地球物理场的重要参数之一,高精度的重力测量在地球物理、大地测量以及基础物理等研究领域具有十分重要的意义。冷原子干涉绝对重力测量因具有潜在灵敏度高以及可长期连续观测等优点而受到日益广泛的重视,成为高精度重力测量的重要手段之一。我们实验室从2006年开始搭建第一套原子干涉重力测量系统,2011年实现灵敏度为5.5×10-8g/Hz1/2的重力测量,100s积分时间重力测量分辨率好于5.5μGal(1μGal=10-8m/s2)。本人博士期间的主要任务是在前期工作的基础上进一步提高重力测量水平,主要工作成果如下：①在第一套系统的基础上分析主要噪声限制并设计搭建第二套原子干涉重力测量系统。主要改进包括增加2D-MOT减低原子散粒噪声的影响,同时压低光学锁相环噪声以降低Raman光相位噪声影响。②在上述改进的基础上进行重力测量实验,最终重力测量短期灵敏度达到4.2μGal/Hz1/2,100s积分时间重力测量分辨率好于0.5μGal。该结果将之前的国际最好水平(Stanford2008:8μGal/Hz1/2)提高约两倍。③为了直接证明系统的重力测量分辨率,我们提出并开展利用吸引质量对原子干涉重力测量系统的分辨率标定实验,实验结果显示系统分辨率好于0.5μGal@100s.④进行相关噪声调制实验,结果显示原子散粒噪声、残余振动噪声以及Raman光相位噪声不是限制系统灵敏度进一步提高的主要因素,其中残余振动对干涉仪的噪声贡献约为0.1μGal@100s.这说明我们的重力测量分辨率有望进一步提高至0.1μGal@100s水平。本文涵盖了第二套原子干涉重力测量系统的主要工作,对上述的改进部分作了较为详细的介绍。通过相关噪声的调制实验以及评估发现系统目前的分辨率限制主要来源于探测噪声、Raman光频率噪声以及Raman光功率噪声等。在论文的最后对下一步工作进行了展望。