石英弹簧重力仪恒温装置通过鉴定

石英弹簧重力仪是我国地震系统目前进行野外重力重复观测的主要仪器。由于仪器格值及测量精度受环境温度影响较大,直接影响观测成果,迫切需要解决仪器恒温系统的配置。我所石英弹簧重力仪恒温装制研制组的同志根据     

石英弹簧重力仪温度曲线特征的研究

从大量重力测量资料研究中,发现温度变化对重力测量精度的影响很大,尤其在面积较大的范围中进行重力测量,环境温度差异大,温度对重力仪的影响更为复杂。在目前高精度重力仪数量尚不能满足需要的情况下,提高石英弹簧重力仪的测量精度是十分必要的。为此,我们在1982年与有关厂家协作,制成了一台半导体制冷、制热重力仪温度测试装置,用以模拟野外工作环境温度变化。从1983年7月至1984年4月我们用该装置对列入国家地震局“清理攻关项目”的六台CG-2型,一台ZSM型和十六台Worden型石英弹簧重力仪进行了系统的温度测试。参加测试的仪器型号见下表     

恒温室控制电路

GS-15型重力仪用于台站重力观测,仪器对环境温度的要求比较高,一般要求年温差不得大于1℃,日温差不大于0.1℃。对于重力仪放置在地下室进行观测的台站,要保证重力观测资料稳定、可靠,重力仪观测室的人工控温工作尤其重要。为此,我们试制了恒温控制电路,对重力仪观测室实行恒温控制,使之满足重力仪对环境温度变化的要求。自从使用该装置以来,重力观测资料的质量有较明显的提高。以下就重力仪恒温室控制电路作一介绍。     

一种高精度数字地温测量系统

介绍了采用高Ｑ值石英测温晶体组成的高精度数字温度传感器。该传感器在高分辨率和宽温度范围内频率随温度的变化呈线性关系，其主要特点是抗干扰能力强及数字量输出。阐述了由单片机组成的测量系统，它对传感输出的的地温频率信号进行信息处理，数值转换并显示，打印及远距离传输。该系统除用于地温前兆观测外，还用于高精度机械加工的环境温度测量。     

石英弹簧重力仪的零点掉格和稳定性

目前在我国的物理探矿工作中,比较多地使用了高精度的轻便型石英弹簧重力仪进行重力测量。在野外的实际工作中仪器的稳定性是一个问题,看来这一问题与仪器的零点掉格很有关系。仪器的这种不稳定性影响了观测精度的提高。作者拟从研制这种重力仪的工作经验出发来讨论这个问题。     

石英弹簧重力仪恒温装置

石英弹簧重力仪(ZS型、CG_2型)是目前我国地震、地球物理勘探及测绘部门进行野外流动重力观测的主要仪器。虽然仪器有温度补偿措施,但在野外作业时,环境温度不可能始终在仪器温度补偿点附近,因而补偿是不完全的。大量实测资料表明,这一类型仪器格值及测量精度受环境温度的影响较大。因此,在这种类     

石英助动重力仪的气压性能

众所周知,气压变化一直是重力仪的主要干扰因素之一。为减小其影响,或在仪器的摆体上加气压补偿装置,或将弹性系统密封。石英弹簧重力仪就是采用真空密封以减小外界温度、气压影响的。近几年国内外的试验证明,各种牌号的石英重力仪都不同程度地受到气压影响,但在实际工作中尚不能利用室内标定的气压系数对外业资料进行有效的改正。因此国家地震局重力清理攻关组决定将三台Worden(No.1224、1173、1148)、     

CG-5重力仪零漂特性与温度变化的关系分析

基于4台CG-5重力仪多年的静态测试和安徽测网流动重力观测资料,分析CG-5型重力仪的长期零漂特性和其与温度变化的关系。研究认为:CG-5型重力仪零漂率变化较大,随着投入使用时间的增长,变化幅值逐渐减小;单期静态测试结果显示,仪器观测值经改正后呈较好的线性上升趋势;该型重力仪的零漂率与环境温度有较好的相关性。随着温度的增高,仪器的零漂率会增大,但温度对重力仪的零漂特性的影响有一定的滞后性,零漂率随着仪器所处的长期背景温度的改变而改变,短时间的温差变化对其影响不大。     

CG—2型重力仪灵敏度与气温变化的关系

目前在流动重力测量工作中,外界气温变化是影响仪器观测精度的重要干扰因素,曾有不少同志在重力格值温度改正等方面做了大量工作,本文主要是通过对试验数据的讨论,开发CG—2型重力仪外业工作的潜力。 从大量重力测量资料和多年来外业实际工作中发现,CG—2型重力仪灵敏度变化主要与外界气温变化相关。当外界环境温差越大,仪器灵敏度变化幅度就越显著,尤其在冬夏两季工作,由于日温差异较大,仪器灵敏度日变化量最大可达2格左右,从而对     

Burris型重力仪性能分析

对Burris型相对重力仪长时间断电后再次供电,分析Burris型重力仪升温过程,并使用2台Burris型重力仪（B95和B101） 2014年7月至2016年12月的实测数据,分析仪器性能。结果表明：① Burris型相对重力仪长时间断电并再次供电后,加热125 min达到恒温点,在升温过程中,读数先大幅减小后小幅增大,绝对变化率逐渐减小,通电110 h后零漂小于3×10^-8 m/（s²·h）,达地震重力观测仪器进网要求;② Burris型重力仪静态零漂存在由负变正的过程,不同仪器所需时间不同;③随着仪器使用年限加长,Burris型重力仪稳定性变差。忽略重力仪突跳读数,可获取测量精度在10×10^-8 m/s²左右的流动重力数据;④ Burris型重力仪混合零漂和静态零漂变化基本一致,呈逐渐增大趋势,但存在差别。     

一种基于地震噪声等级的陆地重力观测资料评价方法

本文选取GS-15型、gPhone型、PET型和CG-5型等4种陆地重力观测常用的相对重力仪,对比这几种仪器在不同背景观测环境下和不同测评时长的地震噪声等级计算结果。综合分析结果显示:金属弹簧（gPhone型、GS-15型、PET型）与石英弹簧型（CG-5型）重力仪对环境噪声的敏感性存在一定差异,但取测评时长中最平静5天和最平静1天数据所计算的地震噪声等级结果相近。因此,对于流动重力观测点,可以取最平静1天的数据来评价观测点的环境噪声水平和观测精度,可为流动重力测点选址提供方法支撑。      

改进消除温度对 CG-2型重力仪影响的装置/

本文叙述采用改进后的双层恒温箱控制 CG-2型重力仪的工作环境的温度,对温度干扰问题做进一步的观测实验.在仪器室年温差仍为10℃左右变化的条件下,当恒温精度提高到25℃0.02℃时,消除了用恒温精度为24℃0.15℃的可控硅电热单层恒温所获得的资料所存在有一年为周期的,幅度可达500微伽的缓慢变化,并着重介绍了改进恒温装置的制作原理.      

宽频带超导重力仪的研制进展

本文报道一种构建宽频带高分辨率超导重力仪（SG）的方法.与已商业化的GWR超导重力仪类似,新型超导重力仪同样使用磁悬浮超导检验质量来构建弹簧振子结构,不同的是弹簧振子的固有频率更高,可以有效覆盖地脉动频带.同时,利用基于超导量子干涉器件（SQUID）的位移传感技术,大幅提高了位移传感灵敏度,以保证仪器在测量带宽扩展之后仍具有与GWR仪器相当的测量分辨率,从而实现对时变重力信号与地球背景噪声信号的同时高分辨观测.宽频带超导重力仪核心部件垂向超导加速度计（VSA）的设计、组装和初步测试已经完成.结果表明,加速度计的噪声本底为8 μGal/Hz^1/2@0.1 Hz,实现了对地脉动信号的高分辨率测量.而为了将仪器噪声本底降低到GWR仪器水平,加速度计的固有频率需要进一步减小,该部分参数优化工作正在进行.本文将对垂向超导加速度计的工作原理、结构和测试结果进行详细介绍.     

重力基准快速测定与分析:以广西重力基点网及格值标定场重建为例

重力基点网是我国开展地质调查、地震监测、测绘等测量工作的重要基础设施,面对原有基点网覆盖面不足且受到不同程度损害这一现状,目前已不能满足开展大比例尺重力调查以及高频率重复监测等工作的需求.本文以广西重力基点网重建为契机,利用A10-022绝对重力仪对全区42个重力基点与2个相对重力仪标定场的绝对重力值进行了测定.整个实施周期涵盖了计量参数校准、全球绝对重力仪国际比对、室内同点重复性以及全网部分基点独立安装检查等较为完整的测量流程,并通过连续运输与观测期间环境因素的记录与对比分析,总结了适合于该类型仪器室外条件下工作的技术手段与应对措施.观测结果表明:利用A10绝对重力仪能够高效率与高精度的完成广西重力基点网室外设计点位测定工作,国际比对及重复性验证确保了本次重建基点结果的可信度;A10采用双模式的氦氖激光频率存在漂移并受温度及气压等多种因素的综合影响,但短期内中心频率未出现较大波动,建议定期对其进行校准;各基点观测误差主要受到台站质量、人文活动及突发事件等环境扰动的影响,并与仪器内外温差存在较高的相关性.本文给出的A10绝对重力仪的参数设计、技术手段与影响因素的详细分析,能够为今后同类型仪器的观测实施提供重要参考,并有助于室外绝对重力观测的全国推广与应用.     

Airborne gravimetry using a strapped-down LaCoste and Romberg air/sea gravity meter system: a feasibility study

Marine gravimeters mounted on stabilized platforms are commonly used in aircraft to perform airborne gravity measurements. The role of the stabilized platform is to level the sensor mechanically, whatever the aircraft attitude. However, this compensation is generally insufficient due to the sensitivity of modern gravity sensors. Correcting the offlevel error requires that an offlevel correction calculated from positioning data be added to gravimeter measurements, which complicates not only the processing, but also the assessment of precision and resolution. This paper is a feasibility study describing the levelling of a completely strapped‐down LaCoste and Romberg gravimeter for airborne gravimetry operation, by means of GPS positioning data. It focuses on the calculation of the sensor offlevel correction needed for the complete gravity data processing. The precision of the offlevel correction that can be achieved, in terms of GPS data precision and gravity wavelengths, is theoretically studied and estimated using the gravity and GPS data acquired during the Alpine Swiss French airborne gravity survey carried out in 1998 over the French Western Alps. While a 1 cm precision of GPS‐determined baseline coordinates is sufficient to achieve a 5 mGal precision of the offlevel correction, we maintain that this precision has to reach 1 mm to ensure a 1 mGal precision of the offlevel correction at any wavelength. Without a stabilized platform, the onboard instrumentation becomes significantly lighter. Furthermore, the correction for the offlevel error is straightforward and calculated only from GPS data. Thus, the precision and the resolution of airborne gravity surveys should be estimated with a better accuracy.     

Accurate determination of calibration factor for tidal gravity observation of a GWR-superconducting gravimeter

Introduction The superconducting gravimeters (SGs) are widely used to observe the change in temporal and spatial gravity field by many countries along the world, considering their characteristics as of the high-precision, good continuity and stability. By using the temporal variation of the tidal grav-ity obtained from the global network of SGs, the Global Geophysics Project (GGP) aims at some hot problems in geophysics and geodynamics (SUN, HSU, 1997). The original observations of the c…     

GWR超导重力仪潮汐观测标定因子的精密测定

超导重力仪被普遍认为是迄今为止观测精度高、连续性和稳定性最好的相对重力仪，但是在获得真实重力场变化之前，必须利用格值（标定因子）对这类仪器的直接输出量（电压变化）进行标定．研究表明，格值的准确度将影响到观测数据的后续分析和资料的解释，本文利用两期（每期３天）FG５绝对重力仪在武汉国际重力潮汐基准站上的同址测量资料和该台站已知潮汐参数，详细研究了超导重力仪标定因子及其精度．      

气压变化对石英弹簧重力仪读数的影响

根据我们在低压仓中对国产ZSM—Ⅲ型(简称Z)、美国Wodnre(简称W)及加拿大Scintrex CG—2型(简称C)8台重力仪进行气压实验的结果,气压变化和重力仪读数呈极好的线性关系,但每台仪器有不同的回归系数,因此在以地震预报为目的的高精度重力测量中,应该对野外观测的结果进行气压改正。用高差所建立的重力基线场的数值是否准确有进一步考虑的必要。     

基于姿态变化的航空频率域电磁法仪器偏置实时校正方法研究

磁偶极子的航空频率域电磁法仪器在飞行测量的过程中由于仪器偏置的存在,且仪器偏置会随着外部气压、温度等环境因素以及收发线圈晃动的影响而呈现非线性变化,使得观测数据出现误差,因此需要对仪器偏置进行校正.而传统的在测线飞行前后将仪器抬至高空的"零场值"标定方法具有成本高、受测区环境影响大以及采用线性插值获取测线飞行过程中仪器偏置的精度低等缺点.本文根据仪器偏置与仪器姿态角变化无关的特性,通过测得仪器的姿态角信息,在满足重叠偶极子模型的条件下,实现对仪器偏置的高精度实时校正.模型仿真结果表明,在30m常规飞行高度下,该方法实时测得的仪器偏置精度接近于110m高空测得的精度;校正后仪器偏置的绝对误差与理论二次场的比值即相对误差小于5%,满足反演大地电导率的精度要求.该方法不仅减少了飞行的工作量,降低了飞行成本和飞行难度,而且可更加精确地获得测线飞行过程中仪器偏置的非线性变化值,提高航测数据的观测精度.     

Temporal variations in free core nutation period

Based on the nearly diurnal resonance in the tidal gravity observations,the temporal variations in period of the Earth's free core nutation (FCN) are investigated by using the tidal gravity observations of 18-year duration recorded continu-ously with a superconducting gravimeter (SG) at Brussels. The effects of the global oceanic tide loading and local barometric pressure on the SG observations have been removed by using eleven high-precision global digital models of oceanic tides and barometric pressure me...