CG-5重力仪零漂特性现况分析

为研究CG-5相对重力仪目前的零点漂移特性,为数据处理提供依据,拟基于河北省流动重力测区2019年2期资料及测试数据资料,对2台重力仪进行零点漂移的相关计算及分析。结果表明:①两台CG-5重力仪静态观测数据均呈现良好的线性零点漂移特性;②重力仪在静态、动态以及混合零漂分析中得到的零漂率数据平均值接近,仪器依然具有较好的稳定性;③测试过程中发现,测点往返测时间间隔的不一致对零漂率的计算结果具有一定影响。     

CG-5重力仪在海南岛陆流动观测的零漂特征

收集整理2010以来海南岛陆流动重力测量数据,获得了使用CG-5重力仪进行流动重力测量期间,每台仪器的日均零漂率,并对测量数据进行拟稳平差处理后获得每期测量数据的平均点值精度。通过研究,认为CG-5重力仪在海南岛陆测量期间的日均零漂率不存在随着测点纬度的增加而减小的情况;每期观测数据的平均点值精度和两台仪器日均零漂率标准差均值呈正相关关系。     

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。     

利用观测资料对CG-5型与LCR-G型相对重力仪精度初步评定

利用新疆测区2005-2011年流动重力资料对CG-5和LCR-G两种型号相对重力仪的精度进行了初步评定,首先对选择区域的流动重力资料进行了整体统一平差计算,通过精度评定,计算出不同时间各仪器的自差、互差、单位权中误差和点值平均精度。初步分析表明：两种型号仪器所获得观测资料质量均可靠,但CG-5型相对重力仪各项精度指标均优于LCR-G型相对重力仪,且CG-5型相对重力仪在野外观测环境中较稳定,性能较好,可信度较强。     

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.     

CG-5重力仪零漂特性研究

CG-5相对重力仪是加拿大Scintrex公司生产的全自动重力仪,传感器类型为无静电熔凝石英弹簧,其测量精度优于5.0×10-8 m·s-2,读数分辨率为1.0×10-8 m·s-2,残差长期零漂率通过软件实时改正优于2.0×10-7(m·s-2)/d,具有8.0×10-2 m·s-2全量程反馈、自动观测读数、可选择的潮汐、倾斜、温度、滤波等修正项进行自动重力改正等功能(曹金国等,2007).     

拉柯斯特重力仪的误差及其观测精度

本文对拉柯斯特重力仪的各种误差来源以及各种外界干扰因素进行分析,认为影响仪器观测精度的误差有两类:一类是仪器本身产生的包括仪器读数、置平、格值及零漂等;另一类是外界干扰诸如温度、气压、振动及潮汐等,其中以温度和振动的影响为最大,如果能适当消除这两项影响,拉柯斯特重力仪就能达到很高的观测精度.     

温度变化对CG-2型重力仪的影响

本文叙述了对一架加拿大制CG-2型重力仪进行多年的定点观测试验工作。使用不同恒温条件,发现以一年为周期的缓慢变化,幅度可达500微伽。认为外界温度变化对仪器读数的干扰起主要影响。     

KSS31M型海洋重力仪在动、静态条件下观测到的读数变化及分析

2002年中国科学院海洋研究所从德国引进了KSS31M型海洋重力仪．为对该重力仪的工作性能有详细的了解,分别在德国重力仪生产厂实验室、中国科学院海洋研究所重力仪实验室进行了静态的定点观测,将重力仪安装在考察船上在黄埔江渔政码头等地进行了动态条件下的定点观测．动、静态的定点观测发现了多种规律性的重力仪读数变化,分析认为这些规律性的读数变化分别是重力仪的随机振荡、月潮的重力效应、海潮的重力效应和重力仪的线性漂移．它们各自有着不同的变化规律,并在海洋重力观测时总是同时存在．重力仪的随机振荡是重力仪自身固有的,其振荡幅度随外界条件的变化而变化,一般为0．04mGal～0．5mGal,周期为2～5min不等,在德国的重力仪厂家实验室和中国科学院海洋研究所重力实验室中观测到了月潮引起的重力变化,其变化幅度为0．2mGal．月潮引起的重力变化和海潮引起的重力变化同步,但相位相反．本文指出,仪器的月漂往往很难精确判定,本文用多种方法计算得到的仪器月漂在1．2mGal到2．3mGal之间．     

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     

零漂及其几何意义

台站使用现代重力仪观测固体潮时,其观测值中的零漂反映了多种因素的影响(其中包括台站条件和地球物理场等变化的影响)。研究零漂与地震的关系是一项探索性的工作。本文用滤波方法实现重力观测值中零飘的组合,分析零飘及其组合值的几何意义。利用此法有可能对数据的可靠性进行检验或判别是否存在异常。     

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。      

数字化水位观测仪零漂分析

数字化水位LN-3型观测仪器存在一定的零漂问题,并通过宁德1号井实验结果表明,仪器室温度、气温、井水温、传感器埋深变化是数字化水位仪器零漂的重要原因,而水位仪器的零漂与湿度、公共数采无关,据此提出解决方案和建议,以提高水位观测资料的可靠性和连续性.     

西安基准地震台PET重力仪2011～2013年观测运行分析

对西安基准地震台PET型重力仪的数字化观测进行分析,就记录情况、记录波形、资料的内在精度、仪器的稳定性、观测资料的干扰因素等方面进行了较深入研究。结果显示:西安基准地震台PET型重力仪器运行性能较好,记录质量较高,能清晰地记录到日变固体潮,年变曲线连续完整,观测精度较高;仪器受温度、气压等影响小,相关系数几乎为零;为观测资料在地震前兆分析及预报研究中排除干扰、提取映震信息奠定良好基础。     

拉科斯特G型重力仪的零漂特征及其处理方法

探讨了产生重力仪零点漂移的原因，指出了目前零漂改正的几种方法，根据大量流动重力实测资料，分别用统计和最小二乘方法求解了国家地震局系统所使用的７台Ｌａｃｏｓｔｅ－Ｇ型重力仪的零漂量级，不同漂移改正方法对比结果：利用最小二乘法求解的线性漂移率进行掉格改正效果最好，这对了解每台仪器性能，合理进行漂移改正，提高观测精度具有较高的实用性。     

对GS—15型重力仪干扰因素的一点认识

本文从重力仪弹性系统的平衡方程出发,依据两台GS—15型重力仪在乌鲁木齐多年的工作实践,分别讨论了影响重力观测的几种主要因素。 1、通过对两台仪器多次在基线场标定结果的分析认为:重力仪的常数随标定时使用的基线场不同而存在系统差;检修仪器的心脏部分会引起常数的较大变化;仪器常数可能随时间有一长期变化。在排除了各种干扰后,应根据调和分析的结果与已知的潮汐因子值或经典值进行对比来判断常数正确与否。     

豫北、菏泽地区观测到的一次重力变化

格值随温度变化而改变是目前我国地震系统所使用的重力仪的主要问题,特别是对CG-2型重力仪尤为显著。本文对国家地震局物探队1983—1984年在华北南部测得的重力资料进行了温度格值改正,并对该地区出现的重力变化原因进行了讨论。     

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.      

淮南深地重力观测的环境噪声评估与慢地震探测潜力

深地实验室的低噪声特性为高精度连续重力观测提供了理想的外部条件.为了揭示深地观测环境对重力观测精度的提升效果,本研究利用CG-5型和CG-6型各两台重力仪,在淮南煤矿的地下和地表同时开展重力观测.为减小仪器性能差异对结果的影响,先在淮北重力站进行同址观测.研究结果表明,相比于地表观测,地下观测可以减少1/3至1/2的线性漂移和1/3左右的非线性漂移,提取的潮汐因子精度也更高.地下非线性漂移的功率谱密度比地表低,二者差异在半日波频段最大可达15 dB.相比于地表和山洞,深地观测在次地震频段有明显的低噪声优势.地震位错理论计算结果表明,冲绳海沟7级左右的地震可在淮南深地试验场产生大约0.003μGal的重力变化,超过0.001μGal的超导重力静态观测精度.因此有望利用淮南深地实验室,在次地震频段的低噪声优势环境下开展超导连续重力观测,捕捉冲绳海沟可能存在的7级以上慢地震事件.     

石英弹簧重力仪流变模型的研究

本文给出了确定助动重力仪流变参数和的实用方法.根据中比固体潮合作所得武昌台的精密结果首次研究了 CG-2型石英弹簧重力仪的流变模型并确定了 CG-2317号仪器的流变参数为=0.010,=795.8分钟.实践证明,这种方法对于确定助动重力仪的流变模型是有效的.