重力梯度场是重力场的空间变化率，因此具有比重力场本身更高的空间分辨率。因此，重力梯度测量不仅可用于地下深部资源勘探，如石油和固体矿产勘探，也可用于水下自主导航、航天器运行等的精确定位，还可以用于地球科学研究领域。

    航空重力梯度由于其采用固定翼飞机、直升机或无人机等平台搭载仪器，无需地面人员接近，对环境无破坏，飞行效率高，特别适用于高山、沙漠、海洋、湖泊沼泽和森林覆盖等地形地质条件复杂地区的地球物理勘查与应用，加之重力和重力梯度测量与导航和工程探测也密切相关，一直引起世界的广泛关注。

    20世纪70年代初，美国军方委托洛克希德·马丁公司开展研究旋转式重力梯度仪，在80年代研制成功并用于军事。90年代末期，美国军方将该项技术解禁用于民用。目前，国外民用的航空重力梯度仪的测量精度达到10E，其勘探深度可从浅地表到地球深部几千米，在矿产资源、能源、地热和海洋等探测领域已获得了成功的应用。进入到本世纪以来，国外还开展了基于超导、冷原子及微电子机械等新原理的航空重力梯度仪的研制。

    我国航空重力梯度仪的研制始于“十一五”，国内多家单位经过“十一五”和“十二五”的持续攻关，于2015年研制出我国首台旋转式重力梯度仪原理样机，其精度约为70E。其他新原理的重力梯度仪，如冷原子重力梯度仪样机、超导原理的重力梯度仪原理样机、基于微电子机械原理样机，也相继研制成功。

    经过多年的攻关，在“十二五”工作的基础上，目前我国航空重力梯度仪在核心器件、稳定平台、重力梯度信号处理与软件系统的研制，以及梯度仪地面和航空试验等方面均取得了重大进展。核心器件加速度计性能得到提升，研发人员研制出重力梯度仪，开展完成了车载半主动隔振平台的机械结构整体装配工作，完成位姿平台与冷原子重力梯度仪工程样机集成，为冷原子重力梯度的移动测量奠定了基础；研制了重力梯度数据信号处理与软件平台系统；完成包括振动适应性试验、摇摆模拟试验和车载动态试验在内的重力梯度仪地面试验；完成国内首次航空重力梯度仪飞行试验，获得了国内首批航空重力梯度测量原始数据，内复合精度小于40E，已达到了“十三五”项目设计目标。

    核心研究成果在我国相应应用领域得到成功推广应用，如重力梯度测量用高分辨率加速度计已经在海空重力仪中作为重力敏感器得到应用，基于光纤陀螺的高精度惯性稳定平台技术在高精度惯导和动态原子干涉重力仪的研制中得到应用，重力梯度信号处理技术支撑了重力匹配导航技术的理论研究，重力梯度测量将为我国地震研究部门的地震监测和预报研究手段的创新提供新的途径。基于冷原子干涉测量技术的重力仪已实现移动测量，并完成某地的重力场实际测量。此外，国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”专项正在支持我国超导重力仪的研制。

    在国防安全建设方面，精确的重力梯度场测量技术自主研发意义重大，比如，对潜艇的重力辅助导航而言，可实现对惯性导航系统的重调校正，起到抑制惯性导航误差，提高导航精度的作用。

    在国民经济发展方面，我国正处于对能源和矿产资源需求高速增长的阶段，快速找矿、深部找矿是国家的迫切需要，航空重力梯度技术是一种新型、高效、快速的矿产勘查手段。

    总之，航空重力梯度测量技术在矿产资源勘查、重力辅助导航、以及基础地球科学研究等领域都有潜在的应用需求，对我国国防安全建设和国民经济发展都具有重要意义，潜在的社会经济效益巨大。