岛礁重力测量潮汐改正新方法

现有的固体潮和海洋负荷潮的模型用于岛礁重力测量的改正时,会产生较大的误差。利用短时间的重力观测数据建立测站的潮汐模型,可以明显地改善测站的潮汐模型,提高重力测量结果的精度,该方法可用于绝对和相对重力测量的潮汐改正。重力梯度同步观测方案不需要进行潮汐改正就可获得重力梯度,故不受潮汐模型误差的影响。     

A10-022绝对重力仪在庐山短基线的测量试验与分析

A10流动式绝对重力仪通过近几年来的改进与实用研究,已说明其观测结果的稳定性、可靠性及具有较高的测量精度。利用A10-022绝对重力仪对庐山短基线部分重力基点进行绝对重力测量,试验结果表明利用A10绝对重力仪进行室外相对重力仪格值标定场的流动绝对重力测量,是可行的,测量稳定而高效,获得的各基点重力值相互独立,没有误差积累与传递,观测结果精度较高。     

运输工具对相对重力仪测量精度的影响分析

简要介绍了当前常用重力仪类型和标称精度,并就运输工具性能好坏、重力测段大小、路线距离长短和观测时间长短对相对重力仪的观测精度的影响进行测定分析,结果表明:影响重力仪观测精度的主要因素与汽车运输工具有关,选择越野性能好,减震效果好的汽车作为完成高等级流动重力测量任务的前提条件。     

iGrav-007超导重力仪格值的精密测定

iGrav超导重力仪是当前世界上最新型的便携式相对重力仪,可提供最稳定和最高精度的连续相对重力测量。利用武汉九峰台站FG5-112绝对重力仪与iGrav-007超导重力仪连续3天的同址观测结果,基于最小二乘线性回归和迭代算法,精密确定iGrav-007的格值。数据处理结果表明,iGrav-007的格值为(-91.640 2±0.085 2)×10-8 m·s-2/V,相对标定精度为0.092 9%,连续1天的FG5绝对重力观测获得的格值精度优于0.2%,连续3天的FG5绝对重力观测获得的格值精度优于0.1%。     

FG5／240绝对重力仪成套设备的检定测量分析

详细介绍了FG5/240绝对重力仪的技术特点、测量原理和白家疃的试验观测,并就相配套的用于测量梯度的2台CG5相对重力仪(442、444)的检定项目和结果进行说明和分析,结果表明:2台CG5相对重力仪完全满足规范要求,FG5/240绝对重力仪的试验测量结果的标准偏差优于±2.0×10-8 ms-2,能够用于陆态网络工程任务中部分基准站的绝对重力测量。     

iGrav-007超导重力仪的性能分析及对球型自由振荡模态_0S_m的检测

iGrav超导重力仪是世界上最新型的便携式高精度重力仪,可提供目前为止最稳定的相对重力测量。基于Tsoft软件处理iGrav-007在武汉九峰台站连续5个月的观测数据,进行气压负荷、极移重力效应改正,分析重力残差和漂移等特性。通过频谱分析,检测观测期间2013年Mw6.6级芦山地震激发的球型自由振荡模态0Sm,检测结果明显,综合表明iGrav-007观测性能良好。     

GT-2A航空重力仪静态测量实验及性能分析

设计静态测量实验和升降台实验对GT-2A航空重力仪的零漂率、分辨力和尺度因子进行分析。利用GT-2A定点静态连续观测数据、相对重力仪同步观测数据和固体潮模型计算的重力固体潮数据，计算了GT-2A的零漂率。固体潮改正之前和之后的计算结果表明，采用GT-2A连续静态观测数据计算的零漂率差值最大可达7.4 μGal/h；采用施测前后校准测量数据计算零漂率引入的代表误差最大为13.7 μGal/h。以上结果表明固体潮对零漂率的确定具有较大影响。测试GT-2A观测重力固体潮的能力，通过频域分析发现幅值超过30 μGal的分潮波会对GT-2A测量结果的幅-频特征产生影响，认为GT-2A的分辨力约为30 μGal。升降台实验中利用GT-2A测定重力垂直梯度，与相对重力仪测得的重力垂直梯度比较，计算出GT-2A实验量程内观测数据的尺度因子为-0.003 4 ±0.011 6。     

相对重力测量的现状

地面作业方式的相对重力测量在一百年来实施期间,精度已提高了三个数量级。在野外正常条件下,目前100毫伽左右的重力差已能以±20～30微伽的精度测定。但由于绝对重力测量用于建立现代重力基本控制网已获得±1～10微伽精度,而且地球动力研究中所提出的问题也要求达到类似的精度,因此,相对重力测量的改进势在必行。通过对拉喀斯特——隆贝格(LCR)重力仪的误差分配表进行探讨,作者发现,使用高精度方法可以减少大部分仪器误差和外部误差,使一次重力差观测的精度达到±10微伽左右。主要的误差源来自至今未能模型化的温度效应和振动效应。用专门的隔离装置能进一步减小这两项误差,但真正的突破也许只有通过把弹簧原理改成无偏移相依系统。如果用几台LCR重力仪重复观测,并采取各种已知的预防措施,地区性重力网的建立可达±3～10微伽的精度,而局部网更可达1微伽级。连测或复测中测站重力的重现力问题,对绝对和相对重力测量是个共同性问题。它意味着需要对局部的近地面质量进行监测并模型化,这点至今仍无法以微伽级的精度解决。     

CG-5型相对重力仪测量精度分析

主要介绍了相对重力测量原理、计算和改正方法,并对CG-5型相对重力仪的特点和使用方法进行了简要地说明。采用LCR型、Z400、CG-5三种类型相对重力仪进行同期动态试验,根据动态试验结果,对CG-5型相对重力仪的测量精度进行了分析和总结。得出了该仪器的动态观测精度优于10×10-8m／s2,结论说明该仪器能够满足陆态网络设计的精度要求。     

移动式绝对重力仪JILAG—3的最初结果

在Colrado大学天体物理实验室的联合研究所（JILA）制造的一台可移动式的绝对重力仪，于1986年IFE所进行的仪器研究、软件改进及15个测站绝对重力测量的研究报告。一年来使用该仪器经验的主要结论是一个测站上一天内以几个微伽的精度测定及约10个微伽的最后精度测量绝对重力。     

中国南极长城站绝对重力基准的建立

2004~2005年南极夏季期间,我国第21次南极科学考察队利用FG5绝对重力仪在长城站两个站点(C001和C002)进行了绝对重力测量,精度在±3×10-8ms-2以内,并同时进行了重力垂直梯度测量和水平梯度测量;利用2台LCR相对重力仪在韩国站、智利机场(2点)和菲尔德斯半岛地区的山海关、盘龙山、香蕉山、半边山等7个站点进行了高精度相对重力测量,精度达±10×10-8ms-2,并进行了相对重力仪比例因子的标定,建立了我国南极长城站地区绝对重力基准。     

CG-5重力仪传感器信号应用解析

本文介绍了CG-5数字重力仪三种核心传感器信号存储格式,解析了重力传感器信号、倾斜传感器信号以及温度传感器信号转换为重力、角度和温度的方法,在此基础上给出了倾斜角度和温度分别与测站相对重力读数的关系,并进行了相关试验,试验结果表明解析方法正确。该研究结果有利于了解仪器结构,掌握仪器性能,适用于重力仪各类信号的二次开发应用。     

重力网平差

使用拉柯斯特G型重力仪施测国家基本重力网，在我国还是第一次。为了确定重力仪的格值函数和完成高精度重力网的平差，我们对代表重力仪性能的数字模型和我国绝对重力测量精度进行了讨论，并且利用重力网的部份观测资料进行了多种方案的平差计算和相互比较，最后提出了一个切合我国实际情况的重力网平差方案。     

A-10绝对重力仪残差谱分析

自由落体式绝对重力仪A-10的测量数据拟合残差呈现出明显的周期信号,对4个测站的残差进行FFT处理,并进行频谱分析,结果表明残差组平均的频谱更加稳定,主峰频率与测站无关,主峰幅值与测站明显相关,加周期项改正的绝对重力值偏小。     

不同固体潮改正公式及国家重力网的统一

本文讨论了不同的潮汐公式,及其引起的重力测量计算成果不一致的问题,计算了当潮汐改正公式不统一时,对我国范围内绝对重力测量、相对重力测量、重力仪长基线格值因子标定、重力仪短基线周期误差标定及物探重力控制测量成果的影响,分析了我国85重力基本网所选取的绝对重力控制点之间的一致性、控制点与我国85网相对联测平差结果的一致性、以及85网与我国一等重力控制同之间的一致性问题。最后,为统一我国重力控制测量成果提出了一些建议。     

船载绝对重力仪测量系统的误差修正模型及不确定度分析

目前的激光干涉绝对重力仪均在静态环境下工作,而动态环境下的绝对重力测量是技术发展的热点之一。船载绝对重力测量能够很好地克服海洋相对重力测量仪器的零漂、标定、误差累积等问题,提高作业效率和可靠性。基于激光干涉绝对重力仪工作原理设计了一个船载绝对重力仪测量系统,该系统由绝对重力测量系统、陀螺仪稳定平台、力平衡式加速度计和GPS（global positioning system）组成。通过对影响船载绝对重力测量系统的垂直波动、纵摇横摇、水平波动以及厄特弗斯效应等4类干扰源进行分析,给出了该系统正常工作的动态限制条件、误差修正方法和修正精度,验证了在现有技术条件下,船载绝对重力仪测量系统的测量精度可以优于±1.1 mGal,为进一步的船载绝对重力测量实验提供理论支撑。     

南极拉斯曼丘陵重力基准的建立

2008～2009年南极夏季期间,中国第25次南极科学考察队利用A-10便携式绝对重力仪和LaCoste＆Romberg G相对重力仪在南极中山站及附近拉斯曼丘陵地区建立了高精度重力基准网。该网由3个绝对重力点和10个相对重力点组成,其绝对和相对重力测量的精度分别优于7.5×10^-8 m·s^-2、20×10^-8 m·s^-2。     

FG5绝对重力仪观测数据的实测重力潮汐改正

基于中国计量科学研究院北京昌平院区的超导重力仪iGrav-012实测重力潮汐数据,以FG5绝对重力仪为例研究了绝对重力观测中的实测潮汐改正问题,分析了用高精度超导重力仪获得的实测合成重力潮汐与理论合成重力潮汐间的差异。并采用iGrav-012超导重力仪和FG5X-249绝对重力仪两种实测数据对实测潮汐改正效果进行了验证。结果表明, FG5绝对重力仪中用的理论合成重力潮汐在考虑海潮重力影响后的结果与实测合成重力潮汐之差在1μGal之内,因此理论合成重力潮汐经过海潮重力影响改正后的结果可满足绝对重力观测精度要求,从观测精度来讲,无需对绝对重力的实测数据实施潮汐改正即可满足绝对重力观测的精度要求。但是FG5X-249绝对重力观测数据的潮汐改正结果表明,不同的潮汐改正方法对绝对重力观测值的影响不同,但这种影响较小,在0.1μGal的量级,因此建议只在高精度绝对重力观测中考虑实测重力潮汐改正。     

灵山重力标定基线场的升级改造与复测

完成了灵山重力标定基线场的升级改造,新建4个绝对重力观测墩,改造1个相对重力标墩,对所有重力测点进行相对重力联测。测量数据分析结果显示,基线场观测墩建设和重力联测工作均符合相关要求;各相邻重力点间6台仪器测量段差互差均优于40×10~(-8) m·s~(-2);改造后的灵山重力标定基线场最大重力段差值为246 956.8×10~(-8) m·s~(-2)。对比1990年建场值和2000年复测值结果,2014年复测结果显示该基线场稳定性较好,一般重力测量的重力仪标定可以根据测程范围选择灵山重力标定基线场进行标定。     

BURRIS型与LCR-G型重力仪静态观测比较分析

利用两种不同类型相对重力仪在不同地点同一时段的静态观测,对观测数据进行预处理和零漂处理,得出在重力段差不大时,两种类型重力仪之间静态系统差可以忽略,在相关项目实施中可以混合使用。