超导重力梯度仪因其固有噪声低、标度因子稳定,被广泛认为是最有前途的下一代高分辨率航空重力梯度测量仪器之一。在航空环境下,平台水平线运动导致的交叉耦合噪声是其主导噪声之一,但由于缺乏高精度的交叉耦合系数测量装置,国内外抑制该噪声的研究长期处于停滞状态,超导重力梯度仪也一直未达到实用的技术水平。本文依托“精密重力测量国家重大科技基础设施”平台,开展了高精度交叉耦合测试装置的研制,为超导重力梯度仪交叉耦合噪声的抑制研究奠定硬件基础。为超导重力梯度仪敏感探头提供纯净水平线加速度调制信号的水平激振装置是交叉耦合测试装置的核心,其研制也是本文的重点攻关内容。根据超导重力梯度仪的工作特征,提出了将水平激振装置镶嵌于液氦杜瓦的真空腔内的技术方案。该装置由悬挂结构和驱动单元构成。对多种悬挂方式进行详细的对比分析后,确定了四簧片连接的悬挂结构,在优化参数下,该结构具备优异的抑制非测试自由度同频伴生运动的能力。提出了载流超导线圈与永磁体相互作用的零热量驱动方式,并通过优化结构与布局有效降低了激励力的非线性以及电磁驱动在测试空间的磁场污染。为了保证装置的测试精度,在结构设计基础上,通过理论建模与仿真相结合的方法,对影响该装置性能的噪声与误差进行了系统的分析,据此给出了装置制作与安装的精度需求。最终测试结果表明,水平激振装置可以在驱动自由度上产生谐波失真度低于0.2%,幅值大于0.1 m/s~2@1Hz的调制加速度,且具备较强的抑制非驱动自由度同频伴生运动的能力。在1 Hz处的同频垂向线加速度幅值（az）以及倾斜角加速度幅值（αx和αy）与实际驱动水平加速度幅值（ax）的比值分别1.4×10-4、4.7×10-4 rad/m和2.8×10-4 rad/m。在该性能参数下,单自由度水平激振装置具备1.8×10-8 rad的交叉耦合系数测试精度。为了测试方便,本文进一步研制了一套两自由度水平激振装置,该装置可在同一次低温试验内完成两个正交水平线运动交叉耦合系数的测试。测试评估结果表明,两自由度水平激振装置在x和y方向的交叉耦合系数测试能力分别为1.5×10-7 rad和4.3×10-7 rad,精度略低于单自由度装置,测量精度受限于加工安装精度。水平激振装置常温测试成功后,本文在液氮温度下对激振装置的功能进行了测试。在没有商业低温运动传感器可配置的情况下,本文提出了利用两自由度激振装置中未使用的一个水平自由度的驱动线圈来感知另一个水平线加速度的技术方法,并成功地应用于低温试验中。低温试验结果表明激振装置能在低温下正常工作。最后,设计定制了与激振装置配套的低温系统,包括低温液氦杜瓦和磁屏蔽结构,为后续开展超导重力梯度仪的交叉耦合噪声抑制工作提供必备的低温和低磁场干扰工作环境。