永兴岛基准站的重复绝对重力测量研究

本文主要描述了永兴岛基准站绝对重力测量的实施过程,重力值的计算原理及参数改正,重力垂直梯度测定方法、计算模型及示意图,并将永兴岛基准站历次的测量结果进行了比对分析,结果表明从1999年~2010年该站的绝对重力值整体变化趋势是减小的,变化量为16.2×10-8 m·s-2。     

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。     

中国地壳运动观测网络中的绝对重力测定

介绍了中国地壳运动观测网络项目———用FG5型绝对重力仪对 2 6个基准站 (包括武汉九峰站 )进行的两期绝对重力测定工作。给出两次绝对重力测定精度 ,达到了网络工程中心的技术设计≤ 5× 10 -8ms-2 要求。对少数基准站的观测精度偏大原因作了初步分析并对该项目今后工作的开展提出建议     

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。     

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。     

采用弱基准和抗差估计的重力网平差

以沿海某测区绝对重力和相对重力网数据处理为例,详细描述了弱基准重力网平差的方法,绝对重力和相对重力先验权的确定,用抗差等价权来调整相对重力的权、重力仪参数的取舍。结果表明,弱基准能有效地提高整网的精度;抗差估计能有效地探测并降低异常数据的权。重力点平均中误差为13.6×10-8 ms-2,偶然误差检验符合正态分布。     

时变重力测量确定青藏高原地壳隆升与增厚速率

联合绝对重力和重力反演与气候实验卫星（gravity recovery and climate experiment,GRACE）重力多年观测数据,获得了青藏高原多个基准站区域的地壳垂直形变速率。研究结果表明,绝对重力呈明显的负变化,绝对重力和卫星重力的时变系统差也呈较一致的负值,鼎新（DXIN）、德令哈（DLHA）、西宁（XNIN）、拉萨（LHAS）和仲巴（XZZB）5个基准站的区域地壳垂直形变呈明显的隆升状态,即拉萨块体、祁连块体和阿拉善块体处于地壳隆升状态,隆升速率分别约为2.01±0.15 mm/a、1.88±0.19mm/a、1.91±0.10 mm/a。在印度板块和欧亚板块的双向挤压下,青藏高原的地壳在不断的隆升与增厚,平均隆升速率约为1.94±0.17 mm/a,平均增厚速率约为2.35±3.30 mm/a。     

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。     

绝对重力仪研制中仪器测量高度的计算

在激光干涉绝对重力仪的研制中,每次测量落体都要自由下落7~20 cm的距离,在此过程中地表重力垂直梯度引入的误差最高可达60×10-8 m/s2。因此,需要计算出每次测量值对应的测量高度,即在该位置时,落体运动的距离内重力垂直梯度对绝对重力测量值的综合误差为零。基于对落体下落运动方程的分析,提出一了种新的绝对重力仪测量高度的计算方法。对比发现,当起始计算时间较小并接近于0（小于0.015 s）时,该算法与已有的算法结果具有较好的一致性,最大偏差不大于3 mm,梯度归算误差不大于1×10-8 m/s2（μGal）。在仪器自主研发的过程中,当起始计算时间较长（大于0.015 s）时,该算法可以更合理地计算绝对重力测量值对应的测量高度。     

华北地区长期重力变化监测

利用GRACE卫星重力资料,计算了华北地区的长期重力变化结果,利用6个测站的绝对重力观测资料,获取了测站的重力变化时间序列,同时获取了北京、泰安测站的GRACE卫星月重力变化时间序列。卫星重力观测结果显示华北地区地下水流失严重,绝对重力观测结果表明地面沉降严重。     

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     

FG5绝对重力仪及测点3053的绝对重力测量

介绍了FG5型绝对重力仪的历史、设计特点及其重力确定与改正方法,对测点3053进行了绝对重力测量,分析了观测数据和结果,给出了几点实用的建议。     

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。     

影响相对重力测量精度因素的探讨

对影响相对重力测量精度的因素进行了分析,给出了相应的消除方法、计算公式和影响量级,并对重力垂直梯度对相对重力测量精度的影响进行了重点讨论。     

FG5X-246绝对重力仪准确度测试

利用最新研制的一套弱力测试平台,对FG5X-246绝对重力仪观测值准确度指标进行了测试试验。通过弱力测试平台升降装置改变扰动质量体与测量点之间的距离,从而改变测量点处叠加的扰动引力场大小。通过比较FG5X-246绝对重力观测值变化量与理论扰动引力场变化量之间的差异,从而确定FG5X-246绝对重力观测值的准确度。测试结果显示当扰动质量体从1.810 4 m高度降到1.409 9m高度时,外部扰动引力场变化了48.81 μGal(1Gal=1cm/s~2),FG5X-246绝对重力仪感应到48.0 μGal的重力变化,FG5X-246绝对重力仪测量值与理论值之差为0.81 μGal。当扰动质量体从1.810 4m降到1.010 1m高度时,外部扰动引力场变化了-15.44 μGal,FG5X-246绝对重力仪感应到-16.20 μGal的重力变化,测量值与理论值之差为0.76 μGal。当扰动质量体从1.409 9 m降到1.010 1m高度时,外部扰动引力场变化了-64.20 μGal,FG5X-246绝对重力仪感应到-64.25 μGal的重力变化,测量值与理论值之差为0.05 μGal。上述测量结果表明,此次FG5X-246绝对重力仪感应到外部引力变化的误差均不超过1 μGal,即其测量值准确度优于1 μGal。     

新型重力测量技术及其在导航和重力测量中的应用

本文主要介绍了利用国际上新近发展起来的原子干涉测量技术。利用这项技术可以实现现有加速度计、陀螺仪、重力测量仪和重力梯度仪的革命性变化,大幅提高这些仪器的稳定性和精度。理论分析表明至少可以在现有重力仪基础上使灵敏度提高1000倍。论文最后还讨论了这些技术在导航和工程探测中的应用前景。     

由地面重力数据确定扰动位径向二阶梯度

提出利用地面重力异常数据计算地面扰动位径向二阶梯度，将该梯度的积分表达式转换为卷积形式的谱表达式，便于应用ＦＦＴ／ＦＨＴ技术进行快速计算。这一将地面重力异常化为重力梯度的实用算法为将卫星重力梯度和航空重力梯度观测数据与地面重力数据的联合处理提供了一种有效途径。最后，以本文导出的数学模型为基础，给出了模型（ＷＤＭ９４）数据的试算结果并作了分析