旋转加速度计式重力梯度测量是一种实现重力梯度信号高精度测量的有效方法。在这种测量方法中，重力梯度信号被调制到已知的转盘转速的二倍频上，通过在二倍频上的信号解调，可以获得重力梯度信号。本论文针对旋转加速度计式重力梯度测量中出现的多种问题开展研究，揭示了重力梯度信号被调制到二倍频的内在原理，提出了基于离心机的重力梯度仪标定方法，并分析了基于差分原理的重力梯度测量方法中原理性误差对测量结果的影响。本文的主要工作和创新点如下：
　　(1).采用分段计算的方法，推导了旋转加速度计式重力梯度测量中加速度计输出信号的构成公式，并基于该公式得到重力梯度部分张量和全张量的测量模型，揭示了重力梯度信号出现在转速二倍频的原理，为精准的误差补偿提供了模型基础。基于重力梯度张量矩阵的坐标变换公式分析了在全张量重力梯度测量中，重力梯度传感器的安装方式对测量结果的影响，并证明了重力梯度张量矩阵的对称不变性。
　　(2).研究了重力梯度信号的解调方法。分别在时域和频域中对重力梯度信号的解调方法进行了研究，通过仿真实验比较了噪声干扰下的各种信号提取方法的性能。结果表明时域中的重力梯度信号提取方法具有较好的稳定性，但与频域中的信号提取方法相比，时域内的信号提取精度不高。频域内的信号提取方法需要使用谱线增强滤波对数据进行预处理，这一过程会对信号的相位产生影响，需要高精度的相位补偿才可以实现信号的高精度提取。
　　(3).提出了一种利用离心机进行重力梯度仪标定的新方法，推导得出离心机的中转动角速度与重力梯度仪的输出信号之间的关系式。该方法以离心机转动产生的离心力场作为标准梯度信号源，通过重力梯度仪输出的测量信号与标准信号源之间的比对实现重力梯度仪的标定。基于此可以大大降低重力梯度仪的研制难度，缩短研制周期。
　　(4).研究了差分式重力梯度测量中的原理性误差。原理性误差是由测量方法决定的误差，它无法通过提升测量环境的稳定性和测量器件的精度得到改善。本论文分析了原理性误差这种固有误差对重力梯度测量的影响，结果表明：原理性误差与基线长度之间具有直接关系，当基线长度达到100米时,将会严重影响重力梯度张量中Γxz分量的测量，该分量将会被原理性误差淹没，从而无法实现该分量的测量。在旋转加速度计式重力梯度仪中，以基线长度0.4m来计算，可知原理性误差对重力梯度测量结果的影响约为1×10-5E?，可以忽略不计，即在短基线的旋转加速度计式重力梯度测量中，可以认为原理性误差对测量结果没有影响。