标定水氡观测仪器应注意的问题--如何将仪器K值标定得更准确

论述了水氡观测仪器在标定中应注意的问题,提出了在标定过程中,固体氡放射源与待标仪器的连接方式及吸源时间以多长为最佳的问题。报告建议为减少标准源的外在损失,提高K值的标定精度,在标定仪器时尽可能地采用图6的连接方式和严控或适当缩短吸源的时间。     

2019年甘肃夏河Ms5.7地震前重力场变化

本文对2017年以来中国地震局在南北地震带采集到的5期相对重力测网数据进行了平差计算,简要分析了甘东南研究区内测点平差精度,进而分析了2019年10月28日甘肃夏河Ms5.7地震前的区域重力场变化.结果表明:①研究区内90％测点平差后重力值精度小于10×10-8 m·s-2,与绝对重力观测结果符合性也较好,表明观测质量...     

用褶积计算重力仪的温度影响

进行高精度的重力重复测量是为了捕捉震前由大面积的地壳形变及壳下深部物质迁移所引起的重力值变化,要有较高的观测精度。但是外界温度的变化引起观测值的漂移,影响了观测精度。改正温度引起的漂移一般有两种作法:     

定点地形变仪的标定问题

地形变仪器常用的标定方法可分两类:一类是间接标定法,它通过测定仪器的某几个参数而计算出仪器的格值,由于换算环节多,容易引进系统误差;另一类是直接标定法,它通过给出的一个已知物理量与仪器的输出信号对比来标定仪器的格值,此种方法精确度高,重复性强。大多数地形变仪可以用直接法标定,本文还介绍了用直接法对水平摆倾斜仪和浮子水管倾斜仪的标定。     

基于全球超导重力仪观测研究海潮和固体潮模型的适定性

利用国际地球动力学合作观测网络中20个台站22个高精度重力潮汐观测系列综合研究了目前使用的海潮和固体潮模型的适定性. 对原始观测数据实施仔细的预处理, 利用国际标准算法计算了潮汐重力参数. 基于负荷理论和不同全球海潮模型获得了8个主波的重力负荷矢量, 用二维平面插值技术获得了14个小波的负荷改正值. 顾及不同潮波振幅特征, 提出了计算台站平均观测残差和剩余残差矢量的“非等权均值法”, 分析了海潮负荷改正的有效性和振幅因子与理论模型间的差异, 同时还讨论了仪器标定问题. 获得了经海潮负荷改正后全球各台站平均潮汐重力参数, 结果说明观测与理论模型间的差异小于0.3%, 最大仪器标定误差不超过0.5%. 另外文章还用地表重力实测数据证实了Mathews理论中相对于周日O₁波而言, K₁波相位滞后略呈正值的结论.     

CG-5重力仪格值系数修正与应用研究

在地表重力观测过程中,CG-5重力仪的格值系数会随着时间推移而发生变化.选用河北测区内2015—2017年相对重力观测数据,基于重力差法对两台编号为C859、C873的CG-5相对重力仪进行格值系数的误差计算及修正,研究其变化特征,并对修正前后不同时间尺度的重力场变化进行对比分析.结果表明:两台CG-5相对重力仪的格值系数在3年内存在不同程度的变化,均呈现整体上升的趋势,累计变化量分别为0.028％,0.034％;采用修正后的格值系数可得到点值精度更高的平差结果;不同时间尺度上的重力场变化相比修正前也出现明显差异,2017年河北大城ML3.6级地震发生在格值系数修正后0.5 a期重力变化零值线附近,这些结果表明了对CG-5重力仪进行格值系数修正的正确性和必要性.     

给定观测精度下的点(线)源模型重力与磁力垂向识别能力研究

重、磁勘探具有效率高、成本低、工作范围广等优点,已在地球物理勘探中得到了广泛应用.前人大多在不考虑重、磁勘探观测精度的条件下进行了垂向识别能力的研究,但在考虑重、磁观测精度条件下,重力（重力异常、重力张量）与磁力（磁力异常、磁力三分量、磁力张量）对孤立异常的垂向识别能力如何则需要进行深入的理论研究.本文从重、磁场正演理论出发,以球体（点源模型）和无限延伸水平圆柱体（线源模型）为例,考虑给定观测精度条件下,以重力和磁力幅值大小与观测精度的关系来研究垂向识别能力,从而消除了背景场的影响,提高了研究结果的可靠度.通过研究表明,对于孤立异常,重力张量在浅部一定深度内比重力异常的垂向识别能力强,该深度与重力异常和重力张量观测精度的比值成正比;垂直磁化磁力张量在浅部一定深度内比化极磁力异常的垂向识别能力强,该深度与磁力异常与磁力张量观测精度的比值成正比;磁力在浅部一定深度内比重力的垂向识别能力强,该深度与地质体的磁化强度和剩余密度比值、重力观测精度和磁力观测精度比值成正比.通过重力和磁力垂向识别能力的研究将为重、磁勘探的实际应用起到指导作用.     

航线上重力基准构建的单点延拓方法

本文利用联合低阶重力位模型和地形数据的单点延拓方法将地面重力观测数据延拓到空中,构建了航线上重力基准,实现了两套航空重力观测数据的质量评价,实验结果表明:(1)单点延拓方法完全可以应用于航空重力观测数据的外部精度检核,效果良好,性价比高;(2)相比仅采用重力位模型或地形数据进行单点延拓计算,联合重力位模型和地形数据的延拓计算对航空重力观测数据的评估结果更加可靠;(3)联合低阶重力位模型和地形数据的单点延拓方法计算速度快、效率高.本文研究方法,也可适用于新研航空重力仪的标度因数、零偏等参数的在线标定.     

一种新型重力测量卫星系统确定全球重力场的性能分析

本文设计了一种高-低卫星跟踪卫星、低-低卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量相结合的新型重力测量卫星系统,其可在一定程度上发挥卫星重力梯度和低低卫星跟踪卫星两种测量模式各自的优势.基于重力卫星系统指标设计的半解析法,深入分析了不同重力测量卫星系统配置和不同观测量及其不同白噪声水平情况下,新型卫星重力测量模式反演重力场模型的能力.数值模拟分析结果表明：在观测值精度和星间距离相同的条件下,轨道高度是影响重力场反演精度的关键因素;随着星间距离的增大,高频重力场信号反演精度会先提高后降低,轨道高度在200~350 km之间时,星间距离在150~180 km之间时反演精度最优;星间距离变率和卫星重力梯度两类观测值仅在某些精度配置时可达到优势互补,如果某一类观测值精度很高,则另一类观测值在联合解算时贡献非常小或者没有贡献.在300 km轨道高度,若以GRACE和GOCE任务的设计指标1 μm·s^-1/√Hz和5 mE/√Hz来配置新型重力测量卫星系统中星间距离变率和引力梯度观测值的精度,联合两类观测值解算200阶次模型大地水准面的精度比独立解算分别提高1.2倍和2.8倍.如果以实现100 km空间分辨率1~2 cm精度大地水准面为科学目标,考虑卫星在轨寿命,建议轨道高度选择300 km,星间距离变率和卫星重力梯度的精度分别为0.1 μm·s^-1/√Hz和1 mE/√Hz.本文的研究成果可为中国研制自主的重力测量卫星系统提供参考依据.     

附合重力网的严密平差

本文首先证明了传统的强制符合条件平差法已不适用于现代高精度附合重力网平差,而应根据相关分组平差原理将控制网起始数据作为具有先验精度的虚拟观测值与附合网观测值一起进行平差,其结果与对控制网和附合网实行不等精度一并平差等价.按长段差法组成相对观测方程能获得较高的重力值和仪器格值线性项求定精度.本文推导了有关数学模型,并通过算例对这种平差方法的结果和精度进行分析讨论.      

海底重力测量精度的影响因素及评价方法

海底重力测量以其高精度、横向高分辨率等优势,完善了海洋勘探技术体系,为基础地质研究、资源勘查、重大工程建设、大地水准面精化等提供支持。通过在渤海海域开展海底重力测量,取得了约15 000 km2的重力数据,对海底重力测量精度的影响因素及评价方法进行了研究。海底重力测量精度相比于陆域存在诸多干扰因素,主要受水深、海底底质、海况、平面和高程测量精度、近区地形改正等因素的影响。本文以测点布格重力异常值为评价指标,研究分析各项因素对海底重力测量精度的影响。结果表明:①超浅水域,环境干扰对海底重力测量精度影响较大;②海底底质较硬区域,重力测量精度较高;③风力对海底重力测量精度影响较小,引起的海浪、海流会有限地影响观测精度;④平面定位精度对海底重力测量精度影响相对较小;⑤高程是海底重力测量精度影响最大的因素;⑥海底地形平缓区域、近区地形改正对重力精度的影响可忽略不计。同时评估了相对重力值法、布格重力异常值法、重力异常插值法3种质量检查方法,研究揭示以布格重力异常值为指标的评价方法更具合理性,符合海底重力测量的特点。     

VS垂直摆倾斜仪标定数据的合理选取及计算程序

针对垂直摆标定格值普遍存在超限问题,分析其原因主要是标定数据的选取不合适,没有消除标定电压差值中的潮汐变化量,本文通过推导、计算,介绍一种新的标定数据选取方法,该方法能够剔除潮汐变化量和一些高频的干扰变化,并编写了标定数据处理和格值计算程序,该计算方法已经得到了武汉地震研究所胡国庆教授的认可。目前,在张家口台、怀来台、阳原台、赤城台投入使用,达到了预期效果,提高了标定格值精度。     

试论水氡观测中仪器K值的使用

在水氡观测仪器标定中，关于标定K值的使用方法，《规范》规定：当新一原K值相对偏差小于5％时继续管用原K值。但在实际观测中，这样容易导致误差积累。本文从日常观测中出现的几个问题分析，认为在每年仪器标定后，无论标定的仪器新一原K值相对偏差是否大于5％，都应采用新K值。     

影响GS—15重力仪记录格值因素的讨论

在重力观测中,影响观测精度的各项因素中,除温度的影响外,主要就是记录格值测定方法是否完善、标定是否准确。除了一般性的问题外,各台还有因其本身的环境条件而引起的具体问题。本文着重讨论郫县重力台使用 GS—15重力仪作静态观测中影响其记录格值的一些因素。郫县台历年重力测定记录格值资料示于图1.可以看出,1981年以前,记录格值变化     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子(K因子)是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数.利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定,实测数据分析表明,K因子的内、外部标定结果非常一致,且利用新K因子计算的空中重力扰动,其精度较采用出厂值提高了0.2～0.4 mGal.内部标定法具有较好的实际应用价值.研究了K因子与滤波尺度的相关性,表明重力仪可能为一非线性响应系统,即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

辽宁境内郯庐裂谷带重力变化的研究

辽宁境内重力网的布设除控制了郯庐裂谷带以外,还顾及了该区的其它主要构造。本文对1979—1984年的流动重力实测结果作了温度和基线系统等影响的改算,并用“平均参考点法”求出了逐年的变化量δg,对其精度作了讨论;同时统计了同期小震活动的分布特征;表明辽宁境内郯庐裂谷带似有活动。如果今后能引入绝对重力测量,完成测网的规格化改造,改善观测方法,排除干扰,提高观测精度,该方法必将能为中长趋势的地震预测提供背景资料。     

庐山重力基线场稳定性分析

利用2018年庐山重力短基线场绝对重力和相对重力观测资料,基于绝对重力控制下的相对重力联测方式对庐山基线场的稳定性进行了分析。结果表明：庐山基线场2015～2018年测段重力变化为-11.6～13.4μGal、均值-0.962μGal,较小的重力变化表明庐山短基线重力场较稳定;2000～2018年测段重力变化为-39～33.5μGal、均值-0.275μGal,总体以G16测点为界呈分化特征,上山侧（G16～JZ04）重力变化较平缓（约-3 μGal）,下山侧（G03～G16）因G04、G14测点重力值变化显著（分别为-24.95、-18.5μGal）,导致相邻测段重力变化剧烈;测段重力变化与段差比值（B）为1.19×10^-4～3.58×10^-3;庐山及其周边地区由地表垂直运动引起的重力变化速率为0.7543±0.16μGal/a;近期研究区地震活动性呈震级小、沿断裂带集中分布特征;重力变化对相对重力仪一次项系数标定结果影响较大（正比于B值）,对校正精度影响小,利用以往重力观测成果进行一次项系数标定时,绝对重力测段JZ02～JZ04误差影响小于最大重力段差测段,定期维护和复测是保障高精度重力短基线场的有效途径。     

利用实测资料确定LCR重力仪的线性格值和周期误差参数

利用3台LCR重力仪在首都圈重力网同步观测的大量实测数据,根据其中2台(G570,G596)的基本参数,解算另一台仪器(G147)的线性格值和周期误差参数。由于该方法联立的误差方程较多(达934个),提高了解算结果的精度。结果表明,LCR147仪器格值线性参数k=0.999 380,比一般的LCR仪器小0.001,且在周期T3=7.88和T5=70.94处存在明显的周期误差,幅值分别为A3=10.2×10-8m/s2和A5=6.3×10-8m/s2;将本文计算的重力仪线性格值与周期误差参数,运用于首都圈重力地震监测的资料处理分析中,不但有效地提高了观测精度,而且对提高重力变化的可信度,削除虚假重力变化信息有重要的意义。     

武昌重力潮汐基准研究

为了检验和完善理论地球模型和海潮模型,必须提高重力潮汐观测的精度。这除了提高仪器的精度以外,关键问题在于仪器的格值的准确性,因为它是衡量潮汐参数的尺度。但是,各种类型重力仪的出厂格值存在着误差,且各成系统,其系统偏差可达1％-2％。需要高精度的潮汐基准与之比较,统一和确定重力仪的格值。根据国际地潮中心的观测结果分析,布鲁塞尔潮汐基准系统可能偏大。因此,建立我国重力潮汐基准,对固体潮观测与研究具有重要意义。     

地震台站定点形变观测仪器标定

地震台站形变仪器标定精度和标定误差的准确与否,直接影响观测质量和数据的真实性。对昆明地震台定点形变仪器近几年的标定经验进行总结,以便更好地提高形变资料观测质量,对同类仪器标定提供参考。