中国海军百科全书(第二版)海洋测绘条目选登(6)

正chuanzai haiyang zhongli celiang船载海洋重力测量(shipborne marine gravity survey)海洋重力仪安装在水面舰船或潜艇上,采用走航式连续观测获取海上重力值的技术。是海洋重力测量的主要方法。为远程武器发射和航天技术及研究地球形状和地球内部构造提供海洋重力异常或重力扰动等地球重力场参数。船载海洋重力测量属于相对重力测量,测量开始前和结束后,需与基点进行比对。将船载重力仪测量出测点相对于重力基点的读数差值,加上重力基点的绝对重力值,即得到采样点的绝对重力值。     

KSS31M型海洋重力仪动态性能的分析

采用海上实测数据对KSS31M(SN 036)海洋重力仪的阻尼延迟时间和可靠性做了分析,提出采用船只机动转向时重力数据和定位数据、厄特渥斯值的响应时间差来确定在该海况和仪器滤波系数时重力仪的阻尼延迟时间。得到的2级海况滤波系数下的阻尼延迟时间为60 s,比厂方提供的理论值更接近实际。本方法有助于提高海洋重力测量的精度。同时重力读数与厄特渥斯值变化的相位和振幅吻合,表明KSS31M海洋重力仪具有很高的可靠性和准确性。     

海洋重力仪更换部件时的设置与操作

在海上复杂的环境下进行重力测量,重力仪难免会出现各种各样的问题。当重力仪出现硬件方面的故障时,大多数情况下需要更换部件,有些部件更换后需要重新进行配置设置、项目检查,配置设定不正确会严重影响测量数据的精度,有的还会造成仪器无法正常工作。通过长期的海上测量经验,以SⅡ型海洋重力仪为例,分析总结了更换典型部件时需要进行的有关配置设定、项目检查等工作,为从事海洋重力测量技术人员有效排查仪器故障,提高测量数据精度提供可靠的帮助。     

System Ⅱ型海洋重力仪静态观测结果与分析

根据青岛海洋地质研究所新购置System II型海洋重力仪的静态观测实验,分析了重力数据的变化情况,检测到该仪器单日记录数值较为稳定,但伴随有小于±0.1mGal左右的震荡。同时分析了该设备对固体潮的反映,静态观测重力值所展现的变化特征和周期性与固体潮相一致。鉴于其能明显反应固体潮对静态观测重力值的影响,可认为其静态观测精度优于0.2mGal。并测定了重力仪月漂值小于国家标准3mGal/月。同时比较讨论了与KSS31M型重力仪在中科院海洋研究所的静态观测数据的区别与联系。     

《中国海军百科全书(第二版)》海洋测绘条目选登(9)

正haiyang Zhongliyi海洋重力仪(marine gravimeter)测定海洋重力加速度值的仪器。属相对重力仪。分海底重力仪和船载走航式海洋重力仪两类。海底重力仪用于浅海地区的重力定点静态测量;船载走航式海洋重力仪用于近海、远海和大洋的重力普查及重点海区的重力精密测量。海底重力仪由水下测量单元、电缆和甲板控制单元组成,水下测量单元包括重力传感器、平衡装     

FG5绝对重力仪比对观测数据分析

介绍了中国大陆首次进行的所有FG5型绝对重力仪同期、同址的高精度比对观测情况,并对观测数据进行了统一处理,对观测结果进行了统计分析。研究表明,参加中国大陆构造环境监测网络的4台FG5绝对重力仪能够为整个重力观测网进行基准测定,绝对重力网精度优于5.0×10-8m/s2。     

超导重力仪观测数据分析与信号检测

探测时间序列中隐藏的周期信号是超导重力仪观测数据分析的目标之一,进行超导重力仪观测数据中隐含信号的检测,最常用的方法是快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform ation,FFT)。首先对快速傅里叶变换的原理加以介绍,然后,结合1998年加拿大站全年的超导重力观测数据实例,详细讨论了用快速傅里叶变换进行谱分析的步骤,最后对数据结果进行了分析。     

美国发展机载动力测量系统

目前美国海军所普遍使用的船舷重力测量系统,将有可能被美国海军研究实验室(NRL)的科学家们所设计的一种机载的系统所增补。新的NRL系统利用了拉科斯特一罗姆堡(Lacoste—Romberg)重力仪、雷达、精密测高仪和导航用全球定位系统等已有的成果。经过地面和船舷平台的专门试验表明新的系统是经济实用的。利用飞机获取重力测量数据,同在海上使用船只比较起来,既迅速又经济。此外,NRL系统还可以在极地区域实现重力测量,而在那里,由于终年冰雪复盖,船只是难以到达的。     

海洋重力测量的厄特渥斯改正原理与改正方法

目前利用装在船上的重力仪进行连续走航观测已成为海洋重力测量的主要形式.众所周知,由于测量船只的运动,使观测附加以厄特握斯效应,(以下简称厄效).为了从观测值中消除这一效应的影响,必须引入相应校正,这项工作通称厄特握斯改正(以下简称厄改).改正的完善与否直接影响着重力测量成果的质量.     

海洋重力仪正弦振动台的设计

海洋重力仪是安装在船上用作海洋重力测量的。它在海上工作时必会遇到各种干扰加速度的干扰。重力仪在设计时采取了克服水平方向加速度干扰的措施,使质量只能在垂直方向上平动,仪器测量的视重力值为重力加速度与干扰加速度的垂直加速度之和,经数据处理把重力加速度分离出来。 为了检验重力仪探头在海浪作用下是否产生非线性变化,必须先在室内进行模拟海浪的试验,并要求模拟海浪的试验装置只产生垂直方向平动。同时,因为海浪近似于简谐振动,所以也要求这个装置产生较严格的简谐运动。据此设计了正弦振动台。     

海洋重力仪稳定性测试与零点漂移问题

稳定性指标是海洋重力仪最重要的技术特性之一。针对国内对海洋重力仪稳定性测试与评估重视不够、数据处理过程欠规范、技术指标要求欠细化等现实问题,研究探讨了海洋重力仪稳定性测评的技术流程和数据处理方法,重点分析了环境因素和重力固体潮效应对测试结果的影响,提出了重力仪零点趋势性漂移、有色观测噪声与随机误差的分离方法,建立了比较完善的海洋重力仪稳定性评估指标体系,分析论证并进一步明确了重力仪零点漂移非线性变化的限定指标要求,为修订现行海洋重力测量作业标准提供了可靠的理论依据。     

渤海基底倒形结构形成机制

为了探讨渤海基底结构特征,中国科学院海洋研究所调查船“海燕号”用KЦГ—Ⅱ型海底石英重力仪和国产ZH641型金属弹簧海底重力仪在渤海进行了联合观测(范时清,江玉成),完成剖面四条,测点49个,控制面积1700平方公里,全区总测量精度为±1.06毫伽。为了得到单纯由地质不均匀体引起的海底重力变化状况,通过对观测数据的系统校正与运算,求出各测点的海底布格重力异常值,并作出各剖面的布格重力异常曲线。 海底构造的存在,会引起水下各地段密度分布的不均匀或相对的差异性,从而引起海底重力场相应的变化,在一般情况下,局部重力变化与地壳表层地质构造的差异有关,即同岩石成分及其成层条件不同有关,在较致密的岩层接近地表的地方,重力值就增大,反之,重力值就减小。海底重力测量结果表明,渤海中部存在着一个巨大的北北东向的重力低区和各断面布格异常曲线呈大凹陷的地段,反映这里乃是一个沉积盖层较     

基于DTU重力数据检查海洋重力测量成果的质量

在海上复杂的环境下进行重力测量,重力仪及技术人员的操作难免会出现各种各样的问题,导致测量的成果精度降低,甚至不符合规范要求。目前检查海洋重力测量成果质量的主要方法是内符合法,主要采用主测线、检测线交叉点的差值,或重复测线相邻点的差值来评估测量成果的质量。介绍了内符合法存在的弊端,比较了DTU重力数据与重力仪实测数据的精度,叙述了基于DTU重力数据检查海洋重力测量成果较大系统差的可行性,以模型数据为外符合数据源来检查实测成果的质量,作为内符合法的补充,是十分必要的。     

惯性技术视角下动态重力测量技术评述(三):惯性导航与重力测量的融合

动态重力仪和惯性导航系统的核心元件都是惯性元件,即陀螺仪和加速度计(重力传感器可以认为是一种特殊的加速度计),因此重力测量与惯性导航具有紧密的联系。从比力测量、物理与数学平台、惯性手段辅助重力测量,以及重力辅助惯性导航等方面分析了重力仪与惯性导航系统的紧密联系。并对惯性导航与重力测量的融合应用进行了分析。     

三套GRAF海洋重力仪常数检定结果的分析

本文介绍了“一体倾斜法”新近的改进和应用情况。比较了历年来用不同方法标定的GSS2型No.34号海洋重力仪的常数值以及用一体倾斜法同时标定的三套GRAF海洋重力仪(№34、№85、№86)的常数值。讨论了提高海洋重力仪常数标定精度的主要途径。     

利用深海潜水艇进行海底重力测量

用肉眼可以观察海底的细微变化和表层地质构造 ,要想了解海底表层未显示出的构造 ,海底重力测量是非常有效的方法。将陆用重力仪置于潜水艇中进行测量的方法目前应用得最多 ,如根据在东太平洋海底隆起的海岭顶部进行的近距离测量 ,推测了岩浆堆积体的形状和规模 ( Macdonald和 L uyendyk,1 981 )。日本从前代潜水艇“SHINKAI”时起 ,就尝试着用这种方法进行测量 (科学技术厅 ,1 971 ) ,从 1 970年起 ,利用“SHINKAI”开展重力测量试验。当时建设省国土地理院和海上保安厅水路部分别承担地面重力测量和海域重力测量。每年进行 3次下潜…     

AUV水下移动重力测量建模及误差分析

水下移动重力测量能够连续实施近水底的重力勘测,如使用自主水下无人航行器(AUV)还能允许水面母船同时执行多个任务,进而降低水下重力测量相关的高昂成本和准入门槛.研究了水下移动重力测量的基本原理和方法,建立了水下移动重力测量模型和相应的误差模型,重点分析了捷联式重力仪的传感器、姿态、位置、速度等误差源.讨论了达到1 mg...     

海洋重力测量和KSS31型重力仪

本文重点叙述海洋重力测量的理论基础,特殊的效应和观测仪器特点,对ＫＳＳ３１型海洋重力仪作较详尽的介绍,旨在新参加此项工作的技术人员提供了一份基础资料。     

S型重力仪应用初探

S型重力仪是由美国拉科斯特——隆贝格公司生产的一种供航海和航空重力测量的仪器,现就S型重力仪的特点、性能和使用管理作一探讨。1 S型重力仪的特点1.1 摆杆式重力传感器     

GT-1M 海洋重力仪与KSS31M 海洋重力仪的对比

为了检验俄罗斯、加拿大合作生产的GT-1M海洋重力仪与德国KSS31M海洋重力仪的工作性能,验证GT-1M重力数据的可靠性,将GT-1M采集的3条重力剖面与KSS31M重力仪采集的重力测网进行了对比分析。结果显示:GT01剖面与26条KSS31M重力测线的交点差均值为0.31mGal,交点差均方根为2.51mGal;GT02剖面与11条KSS31M重力测线的,交点差均值为–0.78mGal,交点差均方根为1.97mGal;全部交点差均值为–0.01mGal,均方根(RMS)为2.32mGal。GT01剖面与KSS31M测网网格化切割的剖面的变化趋势一致,重力变化幅值基本吻合,相关系数为0.98;而GT02剖面位于KSS31测网边缘,网格化切割的KSS重力剖面不能反应真实的重力场,虽然GT02剖面变化趋势一致,但相关系数仅为0.94,在相位上也明显有误差。考虑到测网位于海底地形崎岖的深水区,而且两次测量时间间隔达3a,因此GT-1M重力仪测试的结果还是基本与KSS31M重力仪吻合的,数据是可靠的。该分析结果对今后的重力测量工作有参考价值。