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。     

蓟县地震台gPhone、DZW和GS-15重力仪重力噪声水平对比

选取蓟县地震台同址观测的3台不同型号重力仪(gPhone、DZW和GS-15)2022年全年的连续观测数据,研究不同类型仪器对环境噪声的响应,计算3种重力仪的重力噪声水平,同时计算地震频段(200～600 s)的地震噪声等级,并与全国gPhone重力仪的地震噪声等级进行对比。结果表明：1)在频率低于10^-3 Hz时,扣除固体潮和气压改正可以明显改进重力噪声水平;2)相同台站不同仪器重力噪声水平不同,gPhone型重力仪的背景噪声水平低于DZW型重力仪和GS-15型重力仪,其SNM值为3.355;3)2022年全国gPhone重力仪的地震频段噪声水平均值为5.418,蓟县台的噪声水平平均值为3.465,低于全国的噪声水平。研究结果可为3类重力仪观测数据的研究应用提供参考。     

Burris重力仪性能测试

在武汉重力基准点和庐山短基线场对5台Burris重力仪进行了静、动态测试,数据处理结果表明,Burris重力仪的动态观测精度优于15.0×10 ^-8 ms ^-2,静、动态零漂率很小且均呈线性,重复性标准差优于5.0×10 ^-8 ms ^-2。     

CG-6型重力仪零漂特性研究

对中国地震局地震研究所最新引进的4台CG-6型相对重力仪的零漂特性进行测试研究,结果表明,4台重力仪的静态零漂率、混合零漂率和动态零漂率均小于8 μGal/h,满足厂家给出的技术指标。在较长观测时间内,各台仪器的零漂均存在不同程度的非线性特征,因此在进行较长时间的野外观测以及后续数据处理中,不宜将零漂率作为常数进行解算和零漂改正。     

陆态网络腾冲台连续重力观测质量分析

对陆态网络腾冲台2012-07-01~2013-06-30连续重力观测资料进行处理,获得该台站观测精度及噪声水平。结果表明,腾冲台1~100s噪声水平在9×10^-8ms^-2左右,100s~100min噪声水平在0.3×10^-8ms^-2左右,白噪声水平为0.509×10^-8ms^-2,对O₁波、M₂波等主要潮波振幅因子测量精度达到SG-053超导重力仪的观测量级,其中M₂波振幅因子测量精度最高（为0.000 18）。腾冲台可为川滇地区强震和腾冲火山活动监测、震前重力变化及相关研究提供高精度、可靠的连续重力观测资料。     

宜昌台超导重力观测中的海潮与大气负荷效应研究

基于2017年宜昌地震台超导重力仪观测数据,对数据预处理、极移改正和长周期趋势改正后的重力潮汐观测数据进行调和分析,获得宜昌台精确地方重力潮汐参数,选取NAO.99b和osu.Chinasea.2010海潮模型研究海潮负荷对重力观测的影响。结果表明,宜昌台海潮负荷变幅约为25 nm·s^-2,经海潮改正后潮汐因子有所改善。采用时域导纳方法以及基于全球大气模型ERA-Interim计算宜昌台大气重力负荷效应,研究结果表明,宜昌台大气重力导纳值为-3.219 3 nm·s^-2·hPa^-1,近区大气重力负荷变幅约为160 nm·s^-2,远区大气重力负荷变幅可达70 nm·s^-2,在进行超导重力数据处理分析时全球大气负荷效应不能忽略。     

拉科斯特G型重力仪测量精度的统计分析

本文对拉科斯特G型重力仪特性、零漂特征、格值误差、测量精度以及《地震重力重复测量规范》中有关自差互差等问题作了讨论。认为:拉科斯特重力仪具有性能稳定,零漂小,观测精度高的优点,各仪器之间的系统误差不明显,格值误差极小;规范中规定的30×10~(-8)m/s~2自差和3S×10~(-8)m/s~2互差偏大。建议改为20×10~(-8)m/s~2和25×10~(-8)m/s~2为宜。     

利用M2潮波振幅因子精密测定gPhone弹簧重力仪的标定因子

用SG-C053超导重力仪长时间观测数据潮汐分析结果中的M2潮波振幅因子,对同址观测的28台gPhone重力仪标定因子进行了精密测定,结果表明,28台仪器标定因子的变化范围为0.999 9~1.019 6,反应出仪器的标定因子在出厂前已经过测定,但在新的观测位置产生了微小的变化。对经过改正后的观测数据重新进行分析,得到的M2潮波振幅因子精度均优于0.8‰,去除漂移后的残差时间序列中重力非潮汐变化为(4~10)×10^-8 ms^-2,周日波振幅小于0.1×10^-8 ms^-2,半日波振幅小于0.3×10^-8 ms^-2,较之测定前有明显的改善。因此利用精确的M2潮波振幅因子测定仪器的标定因子,能够保证所有gPhone弹簧重力仪在统一的潮汐基准下观测。     

2000国家重力基本网部分站的最新绝对重力测量

为分析部分2000国家重力基本网点的长期稳定性,应用FG5/240绝对重力仪在该网的永兴岛和郑州站进行了绝对测量。对观测结果的处理表明,观测精度优于5×10 ^-8 ms ^-2 ;同时对观测值及其对应的2000国家重力基本网点的重力值进行了比较,得出两者之间重力值差异变化。     

用SGC053超导重力仪观测资料对gPh058重力仪格值的精密测定

利用中国地震局武汉引力与固体潮观测站SGC053超导重力仪与gPh058重力仪的同址观测资料,采用切比雪夫多项式模型,利用同址比测方法对gPh058重力仪格值系数进行精密测定。对同址比测方法中的多项式阶数、采样数、采样时段3个可能影响格值系数的因素分析结果表明,重力仪的稳定情况是采样时段3个因素中影响最大的。计算不同采样时段的格值系数,取其加权均值作为gPh058的格值系数为：1.008 4±0.00 09×10 ^-8 ms ^-2 /mV。格值系数的测定前后同址观测数据的分析表明：测定后gPh058重力仪可获得与超导重力仪相近的潮汐参数。经SGC053同址观测数据的漂移改正,残差周日波和半日波振幅只有测定前的1/4,而残差变幅只有±7×10 ^-8 ms ^-2。虽然gPh058重力仪出厂前进行过标定,然而同址观测测定所获得的格值系数更加可靠。     

CG-5重力仪零漂稳定性评估

对4台购于不同时期的CG-5重力仪进行零漂稳定性分析,提出运用拟合直线相关系数来评估仪器的静态零漂稳定性,以及运用平均动态零漂率来评估仪器的动态零漂稳定性。数据处理结果证明,该方法能有效地评估CG-5重力仪的零漂稳定性特征。     

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复外差法处理绝对重力仪数字干涉信号

使用复外差方法分析绝对重力仪中自由下落过程产生的激光干涉信号。对采样的扫频信号进行一系列复外差处理,迭代地缩窄其频带至接近零频的位置,估算落体初始速度及加速度,并用非线性拟合得到重力加速度值g。仿真结果表明,该方法的拟合精度可达10^－3 μGal,满足精确测量要求。     

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LCR-G型相对重力仪周期项参数的确定方法

基于国家重力基准网观测数据,采用正则化方法对LCR-G型相对重力仪周期项参数进行筛选,并分析平差解算的结果。结果表明,当惩罚因子λ取80时,正则化方法筛选相对重力仪周期项的效果良好,正则化参数α值的变化对周期项筛选结果影响甚微;周期项振幅量级最大超过10 μGal,且对重力基准网平差重力值结果的影响达到μGal量级;相对重力仪的周期会随着观测环境或者时间变化,导致解算结果不一致,这是由于周期函数模型与实际周期变化有差异,模型只能近似而不能真正模拟周期的变化。     

利用宜昌台重力观测资料检测地球自由振荡

用宜昌台DZW微伽重力仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去重力潮汐和气压改正的情况下,准确获得了2004年12月26日发生的苏门答腊大地震激发的0S3~0S37基频球型自由振荡,并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期相吻合,除0S3、0S4、0S50、S60、S10振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大于0.2%外,其他振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大都集中在0.1%左右。     

基于主成分分析的相对重力观测零漂和固体潮提取

利用主成分分析PCA提取2014-08-15~23CG-5相对重力仪静态相对观测的零点漂移和固体潮。结果显示,PCA提取的零点漂移值与最小二乘线性拟合结果非常一致,其差仅在10-2μGal/d量级;PCA估算的固体潮值与CG-5重力仪内部软件提供的固体潮模型计算值统计结果基本一致,两者之差均小于8μGal,均方根均小于5μGal。