陆态网络绝对重力基准的建立及应用

利用陆态网络100个基准站的首期观测数据,建立了基本覆盖我国大陆范围的高精度绝对重力基准,各基准站点值精度均小于5.0μGal/a,为相对重力联测提供了高精度起算基准点,可获得真实的相对重力联测平差结果,避免重复重力观测获得的重力场动态变化图出现畸变。成都基准台重复重力观测获得的重力变化规律表明,汶川地震前长期重力变化率达5.01±0.7μGal/a,如此大的震前重力变化很可能是由于地下物质运移引起的。联合绝对重力和GRACE卫星长期测量数据,根据二者系统偏差确定了武汉地区的地壳沉降速率,为-3.27±0.65mm/a。     

国家1985重力基本网简介

我国原有重力网是1957年苏联航空重力队协助建立的,属波茨坦系统。国务院中央军委1978年84号文决定重建我国高精度重力网和重力基准。国家1985重力基本网共57点,分为6个基准点,46个基本点和5个引点。在6个基准点上以意大利都灵计量研究所的可移式绝对重力仪(或我国计量科学院的绝对重力仪)进行了绝对重力测量。1983—1984年又以9台高精度、大测程的拉科斯特·萨贝格(LCR)—G型重力仪在57个点间进行了高精度相对重力联测。以后,为加强85网与国际重力网的联系,又以6台LCR—G型重力仪从北京出发,联测了巴黎、日本、香港等国家和地区的23个国际重力点。     

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。     

潮汐改正对高精度绝对重力测量成果的影响

潮汐是影响高精度绝对重力测量的重要因素之一。文章对绝对重力测量中,采用不同的潮汐改正方法后的结果进行了分析和比较。结果显示潮汐对绝对重力测量成果影响明显;采用理论计算改正潮汐影响的成果内符合精度优于其他方法。该结论对于高精度重力测量具有一定的参考意义和研究意义。     

GRACE卫星时变重力场的小波多尺度分解——以2008年汶川Ms8.0大地震为例

根据UTCSR发布的GRACE卫星资料,计算了汶川及其周边地区的卫星时变重力场,并利用小波多尺度分析方法对卫星重力场进行分解,得到了反映不同深度的重力场细节和逼近。通过研究各个细节和逼近成分的重力场变化,结合区域构造运动的特点,对GRACE观测的时变重力场及汶川地震的动力机制进行了初步解释和讨论。结果表明,4阶细节和4阶逼近较好地揭示了汶川地区构造形变和深部物质流动引起的重力变化,而且这种震前重力变化特征满足地震孕育发生的条件。     

潮汐对高精度重力测量的改正分析

分析了固体潮和海洋负荷潮对沿海基准站绝对重力测量的影响,以及利用不同海潮模型计算后的精度统计,结果表明全球海潮模型对我国沿海绝对重力测量的改正不是十分精确。并简要分析了海洋负荷潮对相对重力测量的影响。     

中国流动重力监测与地震预测

主要介绍中国大陆流动重力监测网布局、重力测量数据处理及重力前兆信息提取方法、流动重力监测结果所反映的区域重力场动态变化图像及所揭示的构造活动特征。在大量观测资料的基础上,研究重力异常变化与地震孕育发生关系,探索地震预测的研究思路、途径和方法,并积极利用重力观测资料进行地震中期危险性预测研究,及时将研究成果用于震情会商及年度地震趋势预测,为强震预测和年度危险区划定提供了重力学前兆依据。指出了流动重力监测中仍存在的问题,并提出了利用时变重力监测资料推进地震预测研究的设想和思考。     

土壤浸湿对重力观测影响的初步分析

本文对武汉测绘科技大学 (WTUSM)重力基准点在暴雨后不久引起的观测异常进行了测试和研究 ,包括对测点附近的土壤在饱和前后的密度、孔隙度等及由此而引起的重力变化进行计算和分析。结果表明 ,该项效应与雨后相对于正常天气情况下 3次观测结果 (平均值 )的偏离相当接近。文中还对今后在绝对重力测量中 ,如何注意土壤浸湿的影响提出了建议     

绝对重力测量的成果分析

影响高精度绝对重力测量的因素很多,其中数据采样的多少是一个直接的因素。合理数据采样量的设置既可以保证数据精度,又可以减少对仪器的损耗,从而达到科学地利用仪器的目的。     

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。     

利用绝对重力测量对大地原点地下水沉降的研究

地下水沉降,已经成为影响绝对重力观测值变化的主要因素之一。本文利用FG5绝对重力仪,并结合GPS测量、水准测量技术,研究了地下水变化对绝对重力测量的影响,给出了地下水变化与绝对重力值变化之间的相互关系,同时分析了影响绝对重力测量的一些其他因素,对研究我国重力基准的稳定性有一定的参考意义。     

CORS在地震监测中的应用

探讨了连续运行参考站系统(continuously operating reference stations,CORS)在地震研究中的应用模式.利用距东源县震源100 km内的8个广东省CORS基准站,分析了东源县连续地震对广东省CORS框架的稳定性影响.提出了在地震区域布设从工作基点到基准点,再到CORS基准站,“逐级适应”基准的变形监测网的设想,实现对地震区域的有效监测及基准维护.     

土壤浸湿对重力观测影响的初步分布

本文对武汉测绘科技大学（WTUSM）重力基准点在暴雨后不久引起的观测异常进行了测试和研究，包括对测点附近的土壤在饱和前后的密度，孔隙度等及由此而引起的重力变化进行计算和分析，结果表明，该项效应与雨后相对于天常天气情况下3次观测结果（平均值）的偏离相当接近，文中还对今后的对绝对重力测量中，如何注意土壤浸湿的影响提出了建议。     

精密重力测量中相对重力仪格值系数的贝叶斯估计方法

相对重力仪的格值系数随时间会发生微小的变化,是影响精密重力测量精度的重要因素。通常需定期对相对重力仪进行专门的基线标定来评估仪器格值系数的变化。本文提出了一种利用重力观测数据进行格值系数评估的新方法,原理是利用测网中已知的多个绝对重力基准点作为先验约束,同时考虑仪器的非线性漂移变化,将格值系数作为超参数,基于贝叶斯原理和赤池贝叶斯信息准则（ABIC）估计最优值。通过对模拟数据的测试,该方法在高斯噪声和仪器非线性漂移等不确定性存在的情况下,可以获得格值系数的准确估计结果。对实测重力数据的测试表明：估计的格值系数与测量前在基线场标定的格值系数差值在5×10^-5以内;而且相较于采用标定不准确的格值系数,该方法可以获得与绝对重力测量结果差异更小的平差重力值。本文研究结果为有效提高精密重力测量的效率和精度提供了方法保障。     

FG5绝对重力仪观测比对

介绍了2006年绝对重力测量比对的概况,分析了观测和比对结果,探讨了高精度绝对重力测量在地壳垂直运动研究中的作用和应用前景.     

超导重力数据检测到的2011年日本东北大地震(Mw 9.0)震前重力异常及同震重力变化

高精度的超导重力数据已广泛应用于地球动力学的研究,对大地震前重力异常和同震重力变化的探测有助于震源机制和地震预警的研究,同时高精度的同震观测数据可用于断层滑动模型的反演。本文利用日本、中国及欧洲7个超导台站2011年3月的秒采样数据研究日本东北大地震（M_w 9.0）产生的重力变化,经潮汐、气压、漂移等预处理改正后,得到改正后的重力变化。对比同时段日本岛附近发生的2861次M_b≥4级地震,分析滤波后的重力变化数据,排除非主震的影响,发现0.12 Hz≤f≤0.18 Hz频段显示了明显的震前重力异常扰动信息,所有台站在震前89 h均开始出现重力异常扰动,Medicina站的震前最大异常扰动振幅达到28×10^-8 m/s²。另外,利用球形位错理论及地震的CMT解计算得到的地表同震重力变化理论值与超导重力观测值非常接近,同震重力变化绝对值与震中距成反比,近场站点的观测值比远场站点更接近于理论计算值,前者可作为断层反演的约束条件。     

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。     

绝对重力仪对日本海域6.0级地震的精确纪录

FG5绝对重力仪在上海佘山基准站观测前后发生了日本海域6.0级地震。数据处理分析表明,地震在该基准站引起的绝对重力值变化约为-16微伽,这对地震进行预报以及对地震造成的危害性进行评估有着积极意义。     

利用重力方向的非潮汐变化监测地震的方法

提出了一种利用现代垂线偏差监测地震的方法。根据近年来发生在中国的地震大多与地壳局部倾斜有关这一事实,说明地震与地面水准面的垂直位移和倾斜(即垂线偏差)也有关联。利用地面重力测量数据和重力垂线偏差数据可以共同确定地倾斜方向。因此提出了利用"重力方向交会法"预测地震位置的设想和建议,并且进行了相关的论述和试验。初步的试验结果也证实了该方法的有效性。     

利用重力方向的非潮汐变化监测地震的方法

提出了一种利用现代垂线偏差监测地震的方法.根据近年来发生在中国的地震大多与地壳局部倾斜有关这一事实,说明地震与地面水准面的垂直位移和倾斜(即垂线偏差)也有关联.利用地面重力测量数据和重力垂线偏差数据可以共同确定地倾斜方向.因此提出了利用"重力方向交会法"预测地震位置的设想和建议,并且进行了相关的论述和试验.初步的试验结果也证实了该方法的有效性.