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。     

利用间接平差算法精密测定gPhone重力仪水平位置参数

本文介绍了利用二次多项式拟合方法获得gPhone重力仪粗略水平位置参数的流程,并提出一种基于最小二乘的间接平差算法,用以获得gPhone重力仪的精密水平位置参数.本文的研究成果不仅可以提高连续重力观测台网产出的观测数据的精度,同时也可用于精密潮汐分析中的倾斜改正.另外,该成果可为传统重力仪倾斜传感器的数字化改造提供借鉴.     

LaCoste—Romberg G型重力仪的漂移探讨

本文针对LaCoste-Romberg G型重力仪(下文简称为LCR-G型重力仪)长期、中期、短期及静态漂移问题进行了探讨。从大量观测数据及曲线中发现,LCR-G147、LCR-G570及LCR-G596三台重力仪的漂移均存在着年变化。对8年来观测数据分析后,得出结论:如果同一测段两个往返时间差不超过1小时,一般就不必进行漂移改正,并不影响观测结果的可靠性。     

CG-5重力仪零漂特性与温度变化的关系分析

基于4台CG-5重力仪多年的静态测试和安徽测网流动重力观测资料,分析CG-5型重力仪的长期零漂特性和其与温度变化的关系。研究认为:CG-5型重力仪零漂率变化较大,随着投入使用时间的增长,变化幅值逐渐减小;单期静态测试结果显示,仪器观测值经改正后呈较好的线性上升趋势;该型重力仪的零漂率与环境温度有较好的相关性。随着温度的增高,仪器的零漂率会增大,但温度对重力仪的零漂特性的影响有一定的滞后性,零漂率随着仪器所处的长期背景温度的改变而改变,短时间的温差变化对其影响不大。     

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).     

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。     

双重约束条件下的连续重力观测非线性漂移改正方法分析

连续重力观测去除固体潮后所得重力残差结果,除了受仪器故障、自然因素、人为因素以及供电系统干扰外,弹簧重力仪的长期漂移也成为重力变化的重要影响因素,故漂移改正不可忽略。本文以高台地震台近5年的连续重力观测资料为数据基础,采用多阶多项式拟合法,并以驰豫分析结果和流动重力场结果为约束,研究弹簧重力仪的非线性漂移特征及其漂移改正的合理性。研究结果表明：高台重力仪的线性和非线性漂移特征明显,严重影响了其他微弱重力信号的提取,而驰豫分析处理结果和流动重力场成为有效地辅助约束手段,在其双重制约下进行非线性漂移改正,使所得重力非潮汐结果更为准确可靠,为地震预测预报提供较为准确的参考依据。     

KSS31M型海洋重力仪在海边静态观测的结果——兼与栾锡武先生商榷

本文介绍了在海边进行的为期32 d的KSS31M海洋重力仪静态观测结果，试验数据表明：KSS31M海洋重力仪可以清晰地记录重力固体潮理论值的变化，精度优于0.1×10-5 m·s-2（即常用的0.1 mGal）；潮汐海浪对重力仪观测数据产生了很大的影响，重力观测值表现出曲线变化特征，周期与海潮周期一致，变化幅度高达1.7×10-5 m·s-2；重力仪的月漂移小于1.7×10-5 m·s-2.     

三峡水库首区重力固体潮观测资料分析

介绍了中国科学院测量与地球物理研究所的LCR-ET20重力仪和中国地震局地震研究所的DZW-9重力仪在三峡水库首区的重力固体潮比对观测.获得了该地区高精度的重力固体潮潮汐参数,估算了DZW-9重力仪的格值,其值为（-756.06plusmn;0.05）times;10-8（mbull;s-2）/v. 分析了相应仪器的重力观测残差, 数值结果表明DZW-9重力仪的长期漂移具有线性特征, 观测精度与LCR-ET20重力仪在同一量级. 本文提供的相关结果可为该地区地表和空间大地测量观测提供有效的重力潮汐改正模型.      

贝叶斯算法在拟合自由核章动参数中的应用

用高精度重力技术检测地球自由核章动(FCN)参数(包括周期和Q值等)的难点是资料观测信噪比低,传统的方法是使用最小二乘拟合,但是获得的FCN共振参数精度不理想.本文利用武汉国际潮汐基准站高精度超导重力仪和全球超导重力仪观测的时变重力资料,根据贝叶斯算法拟合地球自由核章动(FCN)参数.我们将贝叶斯拟合方法与传统最小二乘法实施了对比分析,研究了不同台站资料差异.讨论了潮波选择和不同海潮模型等因素对FCN参数的影响.结果表明用贝叶斯算法获得的FCN品质因子与空间大地测量VLBI结果吻合的更好,这说明贝叶斯算法可靠性高,为研究地球深内部构造参数(核幔边界粘滞系数等)提供了有效依据.     

琼中台重力非潮汐变化气压与海潮负荷改正

本文对琼中台连续重力观测数据进行收集整理并处理,基于处理后的数据,进行了潮汐分析和非潮汐分析。潮汐分析采用VAV调和分析方法;非潮汐分析则分别进行了零漂改正、固体潮改正、气压改正和海潮改正。其中,零漂改正采用一般多项式拟合零漂的方法;气压改正采用VAV软件;海潮改正运用SPOTL程序,以NAO.99b潮汐模型计算了琼中台海潮负荷值。最终获得了改正后的琼中台重力非潮汐变化,结果表明琼中台的重力气压导纳值为-0.34×10^-8m/s²/mbar,气压改正幅度约为10×10^-8m/s²,海潮改正幅度约为5×10^-8m/s²。改正后,琼中台重力非潮汐变化数据,比仅进行零漂固体潮改正后的重力非潮汐变化数据中的潮汐信号更加微弱,说明进行海潮改正后的效果是明显的,该方法可进一步去除其中的潮汐信号。     

PET重力仪与CTS-1EF地震计地震波记录特征分析

收集苍梧M 5.2、九寨沟M 7.0和智利M 8.2地震期间琼中基准地震台PET重力仪和CTS-1EF地震计观测数据,对重力资料进行潮汐和零漂改正获得重力残差数据,并对地震计数据求导得到加速度值。对重力残差数据和地震计加速度数据波形及频谱曲线进行对比分析,认为2种观测仪器记录的地震波震相和频谱分析显示的地震波分布频率具有一致性,但九寨沟M 7.0地震和智利M 8.2地震的地震波频率分布存在差异。     

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．     

兰州地震台PET重力潮汐参数分析

用维尼迪科夫(Vinedikov)调和分析方法,计算2008年1月1日至2010年12月31日兰州地震台PET重力仪观测资料,获得几个主要潮波的潮汐参数.对日均值采用最小二乘拟合法,分析非潮汐重力变化信息.基于一元线性回归,分析气压对重力观测的影响,结果表明:气压对重力观测具有一定影响.     

绝对重力仪中3种数据处理方法比较

绝对重力仪中对激光干涉信号的采集和处理是测量绝对重力加速度的基础。对激光干涉信号进行数字信号处理,其结果可以构建绝对重力仪中自由落体的运动轨迹,讨论3种基于该重建运动轨迹的数据处理方法,分别为整体最小二乘拟合,局部最小二乘拟合以及遗传算法。处理结果表明局部最小二乘拟合方法的处理效果最好,对落体位置的平均拟合误差在4 nm范围内,满足测量精度要求。     

确定精密重力仪相位滞后方法的研究

从系统辨识的原理出发,给出了确定精密重力仪相位滞后的一种方法,即记录精密重力仪在阶跃信号作用下的输出数据,利用这些数据对仪器的传递函数进行辨识,从而确定重力仪对各潮汐波产生的相位滞后角度.用这种方法对ET-21地潮重力仪进行了相位滞后的确定,并给出这台仪器对15个主要潮汐波的相位滞后角度.     

基于集合经验模态分解法的重力极潮提取与研究

重力极潮,即极移引起的重力变化,是地球由于惯性离心力变化导致地球形变的综合反映,其观测和研究有助于了解地球在长周期频段的响应,约束地球形变、地球内部构造和物理参数.区别于以往研究,本文采用了集合经验模态分解方法（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）从全球5个超导重力仪台站连续重力观测资料中提取重力极潮、消除仪器漂移及极潮频段以外的大部分噪声信号,该方法所用的基函数是基于自身信号获得的;在此基础上,利用最小二乘匹配法分离极潮中的周年项和Chandler项,估算Chandler周期的极潮潮汐因子.结果表明,基于EEMD得到的极潮潮汐因子与前人基于其他消除仪器漂移方法（数学模型或小波分析）得到的结果相符合,精度相当,但由于这种方法是自适应的,因此本文结果更能反映实际物理过程.     

热带气旋对琼中台重力非潮汐变化影响研究

应用重力潮汐数据处理软件Tsoft对琼中台连续重力观测数据进行潮汐改正、零漂改正和气压改正,获取重力非潮汐变化数据;然后选取有代表性的4次台风——"纳莎"、"海燕"、"威马逊"和"海鸥",分析其登陆海南岛陆前后琼中台重力非潮汐值的变化,以研究热带气旋对琼中台重力非潮汐变化产生的影响及影响幅度。研究结果显示,热带气旋登陆海南岛陆前后,琼中台重力非潮汐变化值有所增大,其增大的幅度量级为10×10~(-8) m·s~(-2)左右,和风速、风力及台风中心与重力仪的距离相关。     

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。     

组合滤波在标定重力仪灵敏度中的应用

本文根据组合滤波原理设计了11个能同时消除潮汐波和重力仪零漂的滤波器,并从中筛选出两个最优方案,分别建立了Δt=25小时和Δt=12小时的线性滤波方程,从而简单而精确地给出了重力仪灵敏度标定方法。同时,利用实际观测资料对本文给出的方法和传统的方法在计算精度和工作效率等方面做了验算对比。