扭杆弹簧倾斜仪是一种结构简单的小型化倾斜仪，在工农业生产、地球物理和科学实验等方面有着广泛的应用。描述了扭杆弹簧倾斜仪的机械结构及工作原理，构建了扭杆弹簧倾斜仪原型，测定了扭杆弹簧倾斜仪的灵敏度和机械振子的本征频率，并对其温度特性和长期工作性能进行了实验研究。实验结果表明扭杆弹簧倾斜仪能实现对地面倾斜的精密测量。

扭杆弹簧倾斜仪是应用领域广泛的小型化倾斜仪,可监测地面微小倾斜。电子元器件的参数会随环境温度波动而变化,从而引起电容传感电路的输出发生变化。本文对这种效应进行了理论分析与实验研究,结果表明温度的波动对电容传感电路的输出影响比较大,在实际使用中要对扭杆弹簧倾斜仪中的电容传感电路采取必要的温度补偿措施等。因此,电容传感电路温度响应特性的研究对于扭杆弹簧倾斜仪精确地测量地倾斜信号具有重要意义。

高精度倾斜仪是地壳形变观测仪器的重要组成部分，可广泛应用于固体潮汐的观测、大型陆基科学仪器（如激光干涉引力波天线）地面倾斜运动的测量以及地质灾害的监测与预警等方面。根据仪器基线的长度，高精度倾斜仪可以分为长基线倾斜仪和短基线倾斜仪两大类，介绍了目门的基本原理和优缺点。目前，出现了一些新型的高精度倾斜仪，阐述了这些新一代倾斜仪的工作原理、微位移传感器以及仪器灵敏度标定等方面的研究进展，分析了高精度倾斜仪的发展趋势。

本文提出了一种利用二维垂直摆倾斜仪同时测量2个方向地倾斜信号的新方法,给出了二维垂直摆倾斜仪对地面倾斜信号的测量结果,介绍了二维垂直摆倾斜仪的工作原理,分析了垂直摆的热噪声.初步实验结果表明,二维垂直摆倾斜仪对地倾斜信号较灵敏,已观测到地倾斜潮汐.

在基于偶极子磁场分量梯度的水下磁异常定位方法中,三轴磁力计自身误差及两磁场坐标系配准误差等是限制水下定位精度的主要因素,因此有必要对其进行校正,补偿磁场分量梯度计测量值。建立了磁场分量梯度计的测量误差模型,提出了基于函数链接型神经网络（functional link artificial neural network,FLANN）和最小二乘法的磁场分量梯度计误差校正方法,给出了误差参数辨识及校正算法,数值仿真和实测数据证明了校正算法具有良好的收敛性,能显著地抑制磁场分量梯度测量误差,该校正方法为提高磁场分量梯度计性能提供了一种可行途径。