重力梯度张量分量频率域转换处理方法

航空重力梯度测量作为一种高效快速和高分辨率勘探手段,在固体矿产资源勘查和油气勘探中发挥着日益重要的作用.目前,商用部分张量航空重力梯度测量系统和研制中的一下代超导航空重力梯度测量系统仅能测量重力梯度张量中的部分张量分量或分量组合,不利于后续地质解释和测量成果应用.本文基于重力位微分的频率域通用公式,针对Falcon部分张量重力梯度测量系统,以重力位为纽带,建立了重力梯度张量分量频率域转换公式,实现了基于平面观测数据的重力梯度张量分量快速转换处理算法,通过理论模型试验证明了算法的正确性和有效性.     

深部地质资源地球物理探测技术研究发展

随着经济发展,人类经济社会对资源与能源的需求日益增加.我国在采资源正在枯竭,供需矛盾不断加大,对外依存度较高.国家对陆地盲区、深地和深海的资源勘探极为重视,同时未来勘探对象更为隐蔽、地质条件更为复杂,勘探与开采难度越来越大.地球物理方法作为勘查技术中最有效准确的预测方法之一,为满足勘探任务的需求,近年来地球物理勘探在研究新技术、新方法、仪器研发和数据处理解释等方面取得突破性进展.本文详细阐述我国的金属矿、煤矿、油气以及非常规油气资源的勘探开发现状,归纳了相应领域的地球物理技术新进展,对深地资源的勘探开发进行了展望,为资源与能源开发提供参考.     

卫星重力梯度恢复地球重力场的频谱分析

根据仪器功率谱密度和重力位系数阶方差的定义,本文建立了卫星重力梯度测量噪声功率谱密度与重力场模型的误差阶方差的直接对应关系,并基于此讨论了重力梯度测量精度、卫星轨道高度以及运行时间对地球重力场恢复精度的影响.相比于传统的基于最小二乘法评估卫星载荷噪声对地球重力场恢复精度的影响而言,本文提出的方法简单、直接,有助于快速设计和确定卫星重力测量计划的有关参数.     

Spectral analysis for recovering the Earth's gravity potential by satellite gravity gradients

根据仪器功率谱密度和重力位系数阶方差的定义,本文建立了卫星重力梯度测量噪声功率谱密度与重力场模型的误差阶方差的直接对应关系,并基于此讨论了重力梯度测量精度、卫星轨道高度以及运行时间对地球重力场恢复精度的影响.相比于传统的基于最小二乘法评估卫星载荷噪声对地球重力场恢复精度的影响而言,本文提出的方法简单、直接,有助于快速设计和确定卫星重力测量计划的有关参数.     

卫星重力梯度测量及其应用前景探讨

卫星重力梯度测量是研究空间重力梯度探测与应用的新领域,特别适于检测地球重力场的短波特征.目前它尚处在研制超灵敏张量梯度仪器和应用预研究的阶段.本文考察了卫星梯度测量的重要性和优越性.阐述了它在惯性导航和地球重力场模型精化中的作用;探讨了卫星梯度测量在重力勘探、地球动力学与地震预测研究中的多种用途;讨论了它在检测微重力环境、检验重力场延拓理论和改善飞行器轨道受力分析中的重要意义.     

陆地高精度重力观测数据的应用研究进展

陆地重力观测相较于航空和卫星重力观测,距离场源更近,观测精度相对较高,其静态异常和时变数据已广泛应用于研究多种地球动力学问题.21世纪以来,绝对重力观测技术发展迅速,陆地观测网络日益完善,高精度陆地重力观测数据产品逐渐丰富,基于这些产品的大地测量和地球物理研究不断取得新进展.本文总结了近十几年来高精度陆地重力观测数据在大地测量和地球物理领域的应用进展情况,包括基于重力异常数据构建重力场和大地水准面模型、建立地壳物性结构模型、反演Moho界面形态和估计岩石圈有效弹性厚度,以及利用时变重力数据构建时变重力场模型、探测微弱动力学信号、估计地壳构造变形速率和分析与火山、地震过程的可能关联,最后探讨分析了陆地重力测量的未来发展趋势,可为中国大陆重力观测系统建设与发展规划提供参考.     

基于矩谐分析的区域重力场建模

建立高精度高分辨率区域地球重力场模型是大地测量学科的重要科学目标之一,可为固体地球物理、地球动力学、地震学以及资源勘探等领域提供基础信息,也是当前大地测量现代化发展实现GNSS测定海拔高程的重大需求.提出了一种基于矩谐分析的区域重力场建模方法,在局部直角坐标系中求解地球引力位的Laplace方程,推导了扰动位、重力异常、重力扰动、大地水准面差距和垂线偏差的矩谐展开式以及矩谐系数阶方差和阶误差的计算公式,给出了利用重力观测值进行矩谐分析求解矩谐系数的数学模型和算法,为抑制矩谐分析中存在的周期延拓边界效应,提出了扩展计算区域范围的策略.利用EGM2008重力位模型生成模拟地面重力和航空重力观测值,加入标准差为2 mGal的高斯白噪声,分别设计基于地面重力数据和基于航空重力数据的模拟数值试验,对矩谐分析建模方法进行了验证与分析.数值结果表明基于矩谐分析构建的区域重力场模型可靠且可达很高的精度,由地面和航空重力数据计算的2.5′×2.5′大地水准面精度分别达到1 cm和1.4 cm,4 km飞行高度处航空重力观测值的向下延拓误差仅为3.1mGal,矩谐分析可为区域重力场精细结构的逼近提供一种新的选择.     

基于加速度计重力梯度仪分析与设计

目前,重力梯度仪成为重力仪器的主要研究方向,国内尚无此种仪器问世.本文利用加速度计在旋转载体中测量公式,推导出基于加速度计重力梯度仪测量公式.分析利用此公式进行重力梯度测量时需要注意的问题.然后以美国Bell/Aero公司生产的重力梯度仪为例,导出旋转加速度计式重力梯度仪测量结果.最后总结出基于加速度计重力梯度仪设计过程中存在的各种误差,并给出解决这些问题的方案.为国内重力梯度仪的研究工作提供理论依据.     

南海海岛海山的重磁响应特征

南海的海岛、海山等地貌单元的地球物理研究对于南海成因、海岛利用、资源问题和我国海防建设均具有重要意义.过去我国的南海海洋实际测量资料覆盖面小,且多数为测线调查,海底地形测量精度和重磁等测量精度较低,因此,一直无法得到精度较高的研究成果.本文利用半个多世纪我国在南海历年的多波束、重力、磁力等船载海洋实际地球物理调查资料,加上少数卫星、航空测量成果,得到能够覆盖南海全部海域的多波束、重力、磁力实际测量的地球物理基础数据.追溯南海周边的地磁台站与当年调查时间匹配的日变数据,重新校正历年磁力测量成果,并利用"十一五"863国家海洋高科技计划的处理、拼合技术,获得了南海海底地形、重力、磁力三方互为印证的可靠地球物理成果,为海岛海山的地球物理研究奠定基础.研究发现,南海海岛海山按其地球物理性质并结合现有的岩石物性资料,可以分为三大类:1)南海大部分海岛海山为空间重力异常值高、正磁力ΔZ_⊥异常值也高的高密度高磁性的双高海山,以基性喷出岩(玄武岩)为主;2)空间重力异常值高、磁力ΔZ_⊥异常值低的海山,以花岗岩、变质岩为主;3)空间重力异常值高、部分磁力ΔZ_⊥异常值高部分低的海山,可能是花岗岩、变质岩海山的部分区域出现火山喷发形成的. 海山的分布有规律,与南海的成因与南海块体的分异状态有关.     

微重力测量的应用及其改善

随着重力测量精度的提高,一种新的地球物理勘探方法——微重力测量技术已经形成,本文将着手介绍微重力测量在资源、能源、工程勘探及地学研究中的应用,并就其应用前景及如何提高观测精度等作一概述。     

旋转式航空重力梯度仪动态测量误差传递模型与事后误差补偿

航空重力梯度测量技术可快速、高效地完成面积性重力梯度数据采集工作,在矿产资源勘查、军事目标探测等诸多科学领域具有广泛的应用.而航空重力梯度动态测量误差补偿方法是重力梯度动态测量数据处理中的一项重要工作.本文首先对旋转式重力梯度仪误差传递机理进行了定量分析,在综合考虑重力梯度仪系统非理想因素相互作用的情况下,建立了多种非...     

第三届地球重力场和固体潮、重力和形变仪器学术讨论会

中国地球物理学会第三届地球重力场和固体潮、重力和形变仪器学术讨论会于1986年10月27日至31日在西安市举行。出席会议的有全国54个单位120余名代表。理事长顾功叙出席了开幕式并作了重要讲话。 会议共收到论文130余篇,宣读近百篇。内容广泛,涉及地球形状与外部重力场;利用大地水准面和陆地及海洋重力资料研究地壳、上地幔结构;固体潮理论及计算方法,观测技术及资料处理和海洋负荷潮的研究;重力和形变仪及其测量;地球动力学及地震问题等。这些报告反映了近两年来我国关于地球重力场、固体潮及测量仪器等方面所取得的新成果。     

航空重力重复线测试数据质量评价方法研究

为了量化评估航空重力系统的性能指标,通常采用多次往返的重复线测量方式来测试航空重力仪动态测量的重复性和一致性,但现有规范中没有明确针对航空重力重复线测试数据质量的评估准则,本文研究总结了航空重力重复线测试数据均方差精度计算方法,依据重复线测试数据均方差内、外符合精度的计算结果,可以更为客观地评估仪器的动态测量精度指标和工作状态.     

卫星重力梯度测量与地球引力场的精度研究

本文根据地球引力位的球谐函数展开式,利用重力梯度张量各分量导出了位系数模型的精度估计公式.从三方面进行了研究:假定卫星重力梯度仪测量精度,探讨用重力梯度数据确定地球重力场模型的精度;求出位系数模型和大气阻力引起的重力梯度卫星的轨道误差;最后,反求轨道误差和位系数误差对重力梯度测量值的影响.数值计算表明,与地面技术和常规卫星方法相比,卫星梯度测量可使重力场模型的精度至少提高3-5倍;利用重力梯度张量全分量求得的重力值精度比单用径向分量V_rr的结果提高40％以上;若仅顾及位系数模型和大气阻力误差,则轨道误差对梯度测量值的影响△V_i3（i=3,2,1）至少可分别在1/4和1/3弧圈内达到△V_i3≤σ（仪器精度）.     

航空重力仪发展现状和趋势

航空重力仪的持续发展使航空重力测量的分辨率和精度得以不断提高.本文较全面地介绍了国外多个型号航空重力标量测量仪的发展历程,比较分析了其主要技术指标和应用特点;同时简要介绍了国外航空重力梯度仪的现状和发展趋势,对我国航空重力仪的研制现状作了扼要评述.     

节点地震采集系统发展现状

地震仪器是地球物理勘探的核心装备,伴随地震勘探技术的进步,几年即可推出一代新设备。近年来,随着节点技术的发展,节点地震采集系统逐步应用在各个领域,且效果较好。结合地球物理勘探技术的发展需求,介绍主流陆地节点地震仪器的特点与应用,分析存在的问题及改进方向,希望促进对节点仪器的了解和应用。     

融合多源数据构建区域航空重力梯度扰动全张量

通过联合全球重力位模型(EGM2008)、航空重力扰动数据和剩余地形模型(RTM)数据,基于频谱域(二维FFT变换)和空间域(Stokes数值积分)算法对毛乌素测区GT-2A航空重力测量系统采集的空中测线后处理重力扰动数据进行解算,构建了该地区的航空重力梯度扰动全张量.(1)残余航空重力扰动延拓结果表明:残余航空重力扰动经向下延拓至大地水准面,再向上延拓至航空高度后与原数据差值的标准差为1.0078 mGal,考虑边缘效应后,内缩计算范围得到的差值标准差减小至0.1269 mGal.(2)基于残余重力扰动数据(原航空高度数据及向下延拓数据),通过不同方案解算得到的梯度扰动结果表明:两种方案得到的研究区域重力梯度扰动各分量之差的最大标准差为6.4798E(Γ_(yz)分量),最小标准差为2.6968E(Γ_(xy)分量),内缩计算范围后得到的差值标准差最大值为1.8307E(Γ_(zz)分量),最小值为0.7223E(Γ_(yz)分量).本文的思路和方法可为未来我国自主构建航空重力梯度标定场提供参考.     

改进的预处理共轭梯度快速算法在三维重力梯度数据反演中的应用（英文）

随着全张量重力梯度(FTG)测量技术的不断发展,重力梯度数据的三维反演技术在油气和矿产勘探中日益受到重视与关注。为了快速处理和解释大规模的高精度数据,图形处理器GPU(Graphics Processing Unit)和预处理分解技术(Preconditioning methods)在地球物理反演中的使用变得十分重要。本文结合对称逐次超松弛(SSOR)技术与不完全乔列斯基分解共轭梯度算法(ICCG)提出改进的预处理共轭梯度法,并考虑到方法预处理分解占用额外的时间,开发该算法的GPU并行算法来提高加速效果。然后通过含噪的模型数据反演来证明改进的并行预处理方法在三维全张量重力梯度数据反演中的适应性。由此,基于NVIDIATesla C2050 GPU的并行SSOR-ICCG算法和在2.0GHz CPU上的串行程序比较,达到了大约25倍的加速比。最后,我们将该算法应用于美国路易斯安那州南方Vinton盐丘的实测航空重力梯度数据反演中,反演出良好的反演结果,验证了该方法在三维全张量重力梯度数据快速反演中的优势和可行性。     

地质矿产部区域重力调查成果与展望

区域重力调查是一项基础地球物理调查工作。它的成果可用于研究地质构造、资源勘探、环境调查，地震灾害、地球形状、地球物理理论等方面。它象征着一个国家科学技术发展水平，特别是地学方面的水平。地矿部研究了国内外重力勘查情况，于１９７８年提出并组织、实施了全国范围的区域重力调查。通过十多年的工作，取得了丰硕成果。本文就地矿部区域重力调查成果与展望，予以论述。     

第四届全国重力场和固体潮及重力与形变仪器学术讨论会

中国地球物理学会第四届全国重力场和固体潮及重力与形变仪器学术讨论会于1988年12月9日至15日在四川省乐山市召开。参加会议的有中国科学院、国家地震局、国家测绘总局、地矿部、石油部、国家技术监督局和高等院校等单位共61人。 本届学术讨论会共收到135位作者提交的91篇论文和摘要。讨论会按地球重力场、重力勘探、重力潮汐、重力测量及重力与形变仪器专业进行学术交流。其中有11篇在大会上交流,有42篇在分组会