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垂直面旋转实验，即旋转平面垂直于地面，实验时，先将M标志向下指向地面，收集一定的数据，再将M向上指向天空，收集足够的数据。同样根据M的指向称为DU（Down-Up）实验。典型实验数据如图12.01。

可以看出，数据的变化非常巨大，系列1、2、3、4的空间参量量为：
表12-1：

	系列1	系列2	系列3	系列4
Down方向平均值	-1424	-14203	-18444	-11964
Up 方向平均值	1414	14124	18187	11878
空间参量	-2839	-28327	-36631	-23842

其中系列3的空间参量最大，达到36631，系列1最小，为2839，系列2和系列4基本相等，变化量大大超出预期的范围，理论上，引力场中不同高度的时钟确有差异，时钟高度差为h时，时间相差：

…………………………式12.1
理论值仅为：0.002 ，怎么会有这么大的空间参量呢？
调整晶振的安装姿态，相对于圆心转动90度安装，得到下图：

在图12.02中，系列3的空间参量成为最小的了，而系列4的变化成为最大。这是为什么呢，总结大量实验表明，垂直面实验与晶振的安装姿态有直接关系。可以用实验进行验证，将两只晶振移至圆心位置，这样，晶振在重力场中的高度基本不变，唯一改变的是重力作用方向，实验结果如图12.03。

图12.03与图12.02很相似，由此证明，晶振的频率确实与重力作用方向关。
为什么晶振对重力作用的方向如此敏感，通过系列的实验可以说明：重力场中晶体的共振频率与重力方向有直接的关系，或者说晶体的频率其在重力场中的姿态有关。下图是SAW振荡器的DU实验。

垂直实验的应用
由于垂直面实验对重力场强度极其敏感，数据的重复性非常好，针对这一特点，可以用来探测重力场的微小变化。可用于地球物理的研究，寻找重力异常区域，测定重力突变大小或规律，研究地球内部结构，在地质物探，寻找矿藏，地下水源，地震研究，军事探测等方面也有应用前景。

测量空间两点时间差异
我们最感兴趣的还是理论研究，如果不改变晶振姿态，而仅仅改变高度是完全可以做到的，（比如天平的两个托盘），用来测定重力场中的钟慢效应，因为提高时间分辨率的空间还很大。上世纪九十年代，工作于美国宇航局的华裔科学家姚晓天博士发明了光电振荡器，打破了振荡器发展的僵局，这种振荡器频率比最快的石英振荡器高近一千倍，而噪声却比石英振荡器还低，且振荡频率不受外界环境影响，成本也很低。
还可以通过积累的办法提高精度，因为动作可以不断重复进行，每次测量将得到一个差异时间，重复次数可以说是没有限制的，积累这种差异，测量精度将随着实验的持续而提高，而高度差也可以是任意的。

精确测量重力场时间差异的意义：
    1．增加了一种重力加速度测量方法；根据相对高度的时间差异，可以推算出重力加速度的值，当前，重力加速度普遍采用静力法的弹簧重力仪测量，一般测定精度可达几十微伽。而采用这里的交换位置方法，理论上，可以无限制地提高测量精度，作用是不言而喻的。
    2．由于可以测量任意空间两点的时间差异，可以描绘天体半径r和时间t关系曲线，从而对相关引力理论进行实验验证。也可以用来修正GPS的定位精度。
    3．如果得到精确的引力常数值，就可以验证引力常数是否变化，具有重要的理论意义。
    4．可精确测定电场和磁场对时间的影响，这为当前有关场的研究提供了手段。
    5．继续提高水平旋转实验精度，可以在更高精度上研究地球磁场的变化规律。
    6．其它方面的研究还有：和厄缶实验组合进行实验；精确测定引力红移值；探测引力场的量子化现象；研究重力屏蔽手段；引力波探测；等等。