重力段差的计算方法

在两个重力点间测量重力差,一般连续地进行多程联测。目前,在重力网中常用三程测量和五程测量;在重力基线上测定重力仪格值时,则采用多程测量。计算重力段差值虽可用先按每两程观测计算一个结果,然后取全部结果的平均值作为最终结果;但它是一种近似的计算方法。严密方法应是整体平差计算多程测量结果,并采用更完善的仪器掉格模式,以得到最终段差值。本文根据附有未知数的条件平差法原理,给出多程测量时段差值计算,及其精度估计的严密公式;计算工作量比用间接平差法要少,而且容易运算。通过实例说明,整体处理多程测量结果时,则以较少的观测程数就能保证段差结果的精度,而且能更客观地评定精度。     

国家地震局地震重力重复测量资料质量的综合评述

本文对1978—1983年国家地震局地震重力重复测量资料的质量进行了综合评述。通过对观测段差的平差处理和统计分析,表明用2-4台Worden、CG_2重力仪进行重复测量的段差精度:测网可达10-20(10~(-8)米/秒~2),独立测线可达25(10~(-8)米/秒~2)。两台重力仪观测段差的平均值精度比单台仪器提高20％,四台仪器提高一倍。多期观测段差在剔除一些异常变化后,其平均值精度可达10(10~(-8)米/秒),平差后的点值中误差一般小于30(10~(-8)米/秒~2)。 统计分析表明:段差系统误差不显著,特别是多台仪器平均值能削弱系统误差,但南北测线台差出现同号积累。在相同测线上不同单位观测的段差差值有时会随重力差的增大而增大。 本文对部分绝对重力观测值和相对重力测量果结进行了比较,发现少数绝对重力点的值存在较大偏差。     

高精度重力测量资料处理软件包ACGN系统及其实算结果

本文以高精度重力测量资料处理的数学模式为基础,叙述了用于LCR重力仪标定和重力网平差的软件包ACGN系统的主要功能和特点;对重力仪精密标定和重力网最优平差等问题进行了讨论。 实例计算表明:高精度重力测量资料的处理,不仅与所选数学模式有关,而且与具体计算穷案有关;ACGN系统正是一个高精度、高效率处理精密标定重力仪、平差各类重力网观测结果的通用软件包。     

零漂改正对中国地壳运动观测网络重力数据处理的影响

基于中国地壳运动观测网络2000年流动重力观测数据,分析18台LCR-G型相对重力仪的零漂特性。结果显示,重力仪零漂率在某些时段变化较大,最大达10 μGal/h以上。根据重力仪零漂改正的不同处理方法,利用传统平差模型与改进模型对观测数据进行平差计算,并对结果进行比较。在相同先验中误差的情况下,传统平差模型的后验中误差为39 μGal,重力值平均精度为26.5 μGal,而改进模型的后验中误差为16.5 μGal,重力值平均精度为11.2 μGal,远高于传统平差模型。在数据预处理阶段按闭合观测分段进行零漂改正,可以有效消除重力仪零漂剧烈变化的影响,明显优于将仪器零漂率当作固定参数的计算方法。     

CG-5重力仪格值系数对重力数据处理的影响

以南天山重力测网内的3个绝对重力点作为平差基准,利用2015~2016年的流动重力观测资料对两台CG-5重力仪进行实测标定,并对实测标定前后的重力网平差结果进行比较。结果显示,实测标定的格值系数与基线场的标定结果差异较大,利用实测标定值得到的平差精度明显高于标定前,利用带有误差的格值系数进行平差计算会引入额外的系统误差;差分重力变化结果显示,标定后的重力变化量级明显减小。由此表明,利用测网实测数据标定重力仪的格值系数可以有效减弱格值系数误差对平差结果的影响,有利于消除重力场变化结果的虚假信息。     

定权误差对平差结果的影响

通常认为水准网平差中,确定观测值权的误差,对平差结果的影响是不显著的,因为这种平差在误差结果中是作为△P(观测值权的误差)的二次项出现的。这种观点己由E.Gotthardt提出多年了。作者仔细地再次研究了这个问题,认为这种观点值得商榷。我们认为,权的误差对于平差结果的影响是显著的。它对平差结果的影响是同一量级。为了验证我们的结论,本文给出了算例。     

重力变化分析与仪器掉格影响

目前分析局部地区的重力变化,常根据段差观测值的差异。段差观测值是用汽车或火车运输仪器,且一般用两台仪器同时进行三程测量,或两次独立的双程测量。段差值的计算按照《规范》的公式,并以符合“自差”(D_Z)、“互差”(D_F)两项限差为合格结果。然而,实践中已发现CG_2型重力仪存在非线性掉格和突然性异常掉格;前者作为现用段差计算公式的模式误差而存在影响,后者又能在符合D_Z、D_F限差条件下而产生潜在的影响。在确     

基于绝对重力基准控制的流动重力观测资料动态平差方法研究

选取滇西重力测网1986～2009年流动重力观测资料及下关、丽江、昆明3个绝对重力基准点多年复测资料作基准控制,采用线性速率模型拟合观测过程中重力场的时变信息,建立绝对重力基准点约束下的动态平差模型,讨论段差观测值及绝对重力基准观测值协方差矩阵的构建、平差模型初值选取及迭代计算等细节问题。经分析,测区内测点的重力年变率范围为(-0.039 5~0.024 1)×10^-5ms^-2/a,精度范围为(0.001~0.029 8) ×10⁵ms^-2/a,与分期静态平差拟合结果的差异约为(0.003~0.020)×10^-5ms^-2/a。在处理全国网和较大面积的区域网多年重复观测的重力资料时,尤其是多网多期重力资料联合处理时,应采用动态平差模型来获得统一时间基准和空间基准的重力变化。     

北京—张家口重力剖面资料处理与分析

为了搞清楚京西北、河北北部地区重力变化情况,探明构造活动的背景,我们将北京—张家口重力剖面自1971年10月至1983年12月的全部测量资料作了系统处理,分析。 对野外记录进行了查核。采取实用格值计算段差,将计算结果进行了基线场换算,点位、仪器台差等校正,得到一套完整的剖面资料。 估算了地壳形变、降水量与蒸发量之比,气压变化等对剖面重力值的影响。 作者认为,自1975年8月至1976年6月由于华北应力场加强,本剖面所跨断裂的测段,发生了似乎由构造活动所引起的重力变化。并且在时间与异常形态上与唐山测点所表现出的唐山大震前兆重力异常有明显差异。 本剖面近期未发现趋势性重力变化。     

形变网的分段线性动态平差

本文介绍形变监测网有多期重复观测资料的一种分段线性动态平差方法。给出了分段线性形变模型的一般表达式,由此得到水准网、测边网计算位移的误差方程式以及水平形变网计算各种应变分量的误差方程表达式。与目前采用的各种动态平差方法比较,分段线性动态平差顾及了观测过程中地壳或点位运动对观测值的影响,可改善平差结果,更合理地估算观测精度,特别在求位移解时尤为明显。因而这种方法可更有效地应用于地震监测预报及形变监测研究。此外,也适用于计算其他各种动态过程,例如复测重力网的动态平差等。文中给出了一个应变算例。     

宁夏几次中强地震与重力变化特征

对宁夏地震重力测网１９８７年以来的野外观测数据进行了统一平差处理和精度评定。给出了判断重力非潮汐异常的标准，并对各期重力平差资料进行了判别。结果表明：宁夏境内中强地震前１年内可观测到重力异常变化，异常特征是正异常，且地震发生在重力变化等值线密集带的一侧或高重力变化腹地     

多期复测水准网和重力网的动态联合平差

在利用重力测量结果研究地壳垂直运动时，重力－高程因子的确定是一个需要研究的问题。本文提出利用多期复测水准网与重力网动态联合平差的方法，同时求解地壳垂直运动速率和重力－高程因子。利用此方法对北京地区１９８３－１９９１年的水准和重力复测结果进行了计算，结果表明：两类不同观测值的权比配置是恰当的，平差模型是正确的、重力－高程因子的分布符合一般规律。     

动态与静态平差方法在流动重力数据处理中的对比研究

为研究重力时变因素对流动重力网数据处理结果的影响,利用动态和静态2种平差方法对南北地震带南段流动重力观测数据进行处理,并对2种方法的重力变化结果进行对比分析。结果表明：1）重力时变因素会导致静态平差方法计算的重力变化结果存在误差,对0.5 a和1 a时间尺度下的重力变化具有较为明显的影响,但对2 a以上时间尺度下的重力变化影响较小,因此计算0.5 a和1 a时间尺度下的重力变化时宜采用动态平差方法;2）研究区内九寨沟7.0级、长宁6.0级和漾濞6.4级地震的发震地点与重力变化零值线具有较好的对应关系,重力变化图像可反映3次地震的发震背景。     

重力仪一次项格值系数改正对海南重力场变化影响研究

收集整理海南岛2016~2020年10期流动重力复测资料,采用重力仪共用单位标定的一次项格值系数对各期复测资料进行拟稳平差处理。结果显示,2016-09~2017-05、2017-05~10、2018-05~10期间海南重力场变化异常明显。以2016年第1期仪器的一次项格值系数为基准,采用重力差值法对一次项格值系数进行改正,然后重新进行拟稳平差处理。结果显示,2016年以来海南差分重力场变化较平稳,重力场变化基本在30 μGal以内,此前出现的显著重力场异常已不存在。因此,采用重力差值法改正一次项格值系数可有效降低因一次项格值系数误差产生的重力场变化误差。     

重力重复测量精度讨论

唐山地震前观测到了重力场随时间的变化,但该变化是否可靠?引起了国内外地震工作者的关心。 本文研究了CG—2型重力仪的观测精度和仪器性能。详细分析了测量过程中各种误差的作用规律和性质。通过对现在精度估算公式的分析,提出一个比较实用的精度估算方法。并应用了相关数据处理方法估算累积误差。也对气温、气压、地下水,开采煤矿所引起的干扰进行了估算。介绍了震前重力观测中所采用的一些作业方法的依据。 最后,本文指出唐山地震前的重力变化是可靠的。但是,由于唐山地区在测网布局上存在着其它地区难以达到的有利条件。所以,今后在测量方法、仪器观测精度上还有进一步改进的必要。     

我国一些绝对重力点精度的初步评价

利用国家地震局系统的重力测量资料,以及在绝对重力点间专门进行的相对重力联测,初步检核了中国计量科学研究院的绝对重力仪于1979-1981年期间施测的12个绝对重力点的精度水平;对于1981年我国用意大利绝对重力仪所测的某些绝对重力点的实际精度水平,本文也有所涉及。所得结果表明,两种绝对重力仪的测量结果中都发现了有些绝对重力点的绝对重力值存在较大的误差,已超出仪器设计者所宣称的精度指标。本文明确提出地震重力测量工作对绝对重力测量的精度要求;并建议仪器设计者继续改进绝对重力仪,特别要在提高绝对重力仪的稳定性和保证实际精度方面采取有效措施。     

网形结构对重力数据分析结果的影响

为分析网形结构对重力网平差结果的影响,利用北天山测网改造后的最新4期流动重力观测数据,分析测网中存在长支线对整网数据处理结果的影响。结果显示,长支线的存在使北天山最大异常变化达到260 μGal。将支线连成闭合环再进行平差计算,得到的最大重力变化量减小到60 μGal,表明测线上的误差积累导致支线末端测点重力值可靠性差,严重影响异常重力变化的识别。由于观测原因形成长支线时,为正确识别异常信息,采取适当的数据处理方法,将支线连接成闭合环,可以有效提高测网整体平差结果的可靠性。     

Lacoste重力仪的周期误差

重力仪的周期误差是精密重力测量的一个误差源。本文阐述由于齿轮组合所产生的周期误差,给出全部可能存在的周期数。以G584仪器为例,发现除已被普遍采用的1、7.33、73.33、220周期数外,尚存在22周期数。用大量程静电反馈装置进行测量,验证22周期数的周期误差幅值为4.33×10~(-6)m/S~2。同时讨论了为标定该项误差增强现有基线的必要性。     

利用PoPS软件处理分析南口形变监测网的资料

本文利用PoPS软件处理了北京南口形变监测网1989年10月用WM101单频GPS接收机观测的资料及1988、1989年地面精密激光测距平差后的资料,介绍了GPS数据的筛选方法,分析了该网GPS观测结果的精度。通过三期观测结果的对比,有力地说明在小网中单频GPS测量精度至少可达到与地面测量结果相当的精度,表明在短距离水平形变网的监测中采用单频GPS接收机进行观测是可行的。     

重力大地水准与GPS水准联合平差精化大地水准面

提出一种ＧＰＳ水准与重力大地水准面的联合平差方法,其原理为分别对ＧＰＳ水准和重力大地水准面建立绝对观测方程和相对观测方程,并以ＧＰＳ水准作为约束条件进行整体平差,将平差结果附合到ＧＰＳ水准上去,因而既利用了ＧＰＳ水准绝对高精度的优点,又利用了重力大地水准面的高分辨率和高相对精度的优点。考虑到球体和局部系统误差,可以将大地水准面分成若干区域进行分区平差。