万有引力常数G的精确测量在地球物理、精确制导、精密测量及宇宙天文等领域具有重要意义。虽然G是人类认识和测量最早的宇宙基本常数,但其测量精度在物理学常数中仍然是最差的。尽管最近不同实验小组测出的G值自身精度都很高,但这些值在误差棒内却并不吻合,这表明不同的测量方法之间可能存在尚未被认识或正确评估的系统误差。为了探究不同测G方法中尚未被发现或正确评估的系统误差,我国华中科技大学引力实验中心同时采用扭秤周期法和角加速度法两种方法测量G值。G的高精度确定不仅取决于巧妙的实验设计和精密的机械加工,还依赖于实验数据的有效处理。测G实验中扭丝材料特性和外部环境变化导致一些物理量存在长时间的慢漂现象,这些物理量的慢漂效应对实验信号的特征参量提取具有显著影响。在周期法测G实验中,G值的精确确定取决于扭秤运动信号周期的高精度提取,而环境温度与扭秤周期的慢漂效应及二者间的热弹性效应直接影响扭秤周期的提取。为了有效扣除环境温度与扭秤周期的慢漂效应对扭秤周期提取的影响,本文建立部分线性相关的理论模型以分析扭秤周期与环境温度的复杂关系,提出“频率-时间-温度”模型拟合在近远程配置下扭秤运动频率的变化,处理实验数据得到热弹性系数为101(2)×10-6/oC,与独立温度调制实验得到的热弹性系数在误差内吻合,且最靠近扭摆的探头所测温度最能反映扭丝感应到的温度变化;扭秤近远程频率平方差为1.662751(14)×10-6s-2,其相对不确定度为8ppm;热弹性效应对频率平方差的误差影响为9.16(0.18)ppm,进而对G值确定的精度影响小于1ppm。因此,所建模型能同时得到可信的热弹性系数与高精度的频率平方差,并判定所测温度最能反映扭丝感应温度变化的一路探头。在角加速度法测G实验中,G值的精确确定取决于有用引力信号振幅的高精度提取,而有用引力信号的精确提取取决于扭秤平衡位置慢漂效应及其与背景引力信号的耦合效应的有效扣除;此外,扣除耦合背景引力效应需要高精度地确定背景引力信号振幅。围绕有效扣除平衡位置慢漂效应及其与背景引力信号的耦合效应这一主题,本文分析扭秤平衡位置的慢漂效应及其与背景引力信号的耦合效应,将对实验信号的非线性函数拟合转化为多参量线性回归以同时精确确定有用引力信号与背景引力信号的振幅,得到慢漂效应对G值确定的偏差影响约为7ppm,耦合效应对G值确定的影响小于1ppm;根据时间拉伸变换,提出改进的相关法以精确确定频率时变的耦合背景引力信号主要谐波分量振幅,并基于高斯白噪声模型,给出改进的相关法提取背景引力信号振幅的不确定度,得到背景引力信号主频与二倍频分量振幅分别为1.444(11)nrad/s2与45.255(11)nrad/s2,且基于高斯白噪声模型给出的不确定度与数据分段处理得到的振幅序列统计误差吻合;分析时变频率中余弦振荡对背景引力信号的影响,将余弦振荡对改进的相关法确定背景引力信号振幅的偏差取为修正与未修正余弦振荡影响的振幅差,得到余弦振荡对背景引力信号主频与二倍频分量振幅确定的偏差分别为0.005nrad/s2与0.002nrad/s2,均在对应不确定度范围内。因此,改进的相关法能同时高精度地确定频率时变的背景引力信号主频和二倍频分量振幅,基于高斯白噪声模型的不确定度是准确且可信的,而时变频率中余弦振荡对改进的相关法确定振幅的偏差影响可忽略不计。