主要研究进展
1. 高精度电容位移测量
电容位移传感具有精度高、结构简单等优势，其性能直接决定惯性传感器的精度。项目组提出电容传感谐振在线测量和匹配调节的新方法，通过数字生成和调节技术实现在线谐振匹配，研发出低噪声变压器桥式电容位移传感器，0.03Hz以上频带的电容分辨率已达到了1.6×10-7pF/Hz1/2（Rev. Sci. Instrum. 85, 2014, 055001），达到了电路热噪声水平，该水平能够满足卫星重力测量和空间引力波探测对检验质量位移测量的需求。
2. 检验质量电荷精确测量
实际导体表面电荷分布并不均匀且会随时间变化，该效应称之为Patch效应，检验质量Patch效应一直是空间引力实验主要限制之一，例如GP-B计划。项目组结合Kelvin探针和扭摆两方面的优点，发明一种基于静电控制扭摆的导体表面电势测量仪，并研发基于扫描探针的静电扭摆电荷测量装置，实验结果表明导体表面电势测量分辨率在0.03Hz达到15μV/Hz1/2，在0.125mm空间分辨率下测量精度达到330μV（Phys. Rev. D, 90, 122001, 2014）。该测量水平能够满足空间引力波探测对检验质量电荷测量的需求。基于该研究基础，项目组于2017年获批国家基金委重大科研仪器研制项目“导体表面Patch效应测量装置及其物理机理研究”支持，期待在此基础上深入开展Patch效应的物理机制研究。
3. 惯性传感器性能测试与评估
对于空间惯性传感器而言，其测量范围远小于地球表面重力加速度，如何在地面上模拟其在轨工作状态，并开展性能测试与验证，在国际上仍是一大难题。项目组建立了高压、扭摆、自由落体三种空间惯性传感器测试手段和平台。提出的高精度加速度计的静电扭摆测试方案（Class. Quantum Grav. 22, 2005, S537）不仅在水平方向上模拟了加速度计在轨工作状态，而且由于悬点和极板的共模抑制效应有效地抑制了地面振动的影响（Class. Quantum Grav. 27, 2010, 175012）。在此基础上，研制静电控制扭摆测试装置，该方案已能够满足卫星重力测量的空间静电加速度计分辨率测试的需求（Class. Quantum Grav. 27, 2010, 175012）。在此基础上，项目组提出了静电控制扭摆测量惯性传感器性能测试方案，提出抑制地面振动影响的水平-倾斜补偿以及极板悬挂等一系列实验技术和方法，搭建两级扭摆惯性传感器测量平台，开展惯性传感器性能的系统测试，目前已取得良好进展。
4. 惯性传感器研制与空间实验
研制出基于电容位移传感的惯性传感器工程和航天产品，并分别于2006年、2013年、2017年、2019、2021年完成了五次在轨应用任务，均取得圆满成功，为我国相关空间科学等任务奠定坚实基础。