海底重力测量精度的影响因素及评价方法

海底重力测量以其高精度、横向高分辨率等优势,完善了海洋勘探技术体系,为基础地质研究、资源勘查、重大工程建设、大地水准面精化等提供支持。通过在渤海海域开展海底重力测量,取得了约15 000 km2的重力数据,对海底重力测量精度的影响因素及评价方法进行了研究。海底重力测量精度相比于陆域存在诸多干扰因素,主要受水深、海底底质、海况、平面和高程测量精度、近区地形改正等因素的影响。本文以测点布格重力异常值为评价指标,研究分析各项因素对海底重力测量精度的影响。结果表明:①超浅水域,环境干扰对海底重力测量精度影响较大;②海底底质较硬区域,重力测量精度较高;③风力对海底重力测量精度影响较小,引起的海浪、海流会有限地影响观测精度;④平面定位精度对海底重力测量精度影响相对较小;⑤高程是海底重力测量精度影响最大的因素;⑥海底地形平缓区域、近区地形改正对重力精度的影响可忽略不计。同时评估了相对重力值法、布格重力异常值法、重力异常插值法3种质量检查方法,研究揭示以布格重力异常值为指标的评价方法更具合理性,符合海底重力测量的特点。     

重力基点联测结果的精度估算

本文针对地震系统重力测量的实际情况, 对重力基点联测结果的精度估算问题进行了研究.给出了多台仪器多条测线联测结果的精度计算公式和目前普遍采用的三次单程联测结果的精度计算公式.指出了几种低估误差的不合理方法.      

我国绝对重力观测结果和重力测量精度

文内给出全国３６个点绝对重力观测结果。观测结果表明，在国家重力基本网的一些点上，其重力值新测绝对重力值之间存在明显偏差。     

“中日国际重力联测”的实施及其意义

本文概述了于1985年10月10日—11月30日在我国具体实施的中日国际重力联测的情况并总结了主要成果及意义。这次联测提高了环太平洋国际重力联测的科学价值,使我国的重力测量等项工作与整个环太平洋的同类型工作更有机地结合起来,使我国的重力测量系统纳入了国际统一系统,使我国重力场变化的观测和研究更趋于标准化,并使我国引进了一整套LaCoste 重力仪精密的标定和野外作业的方法。     

全国重力联网和精度评定

本文以收集现有全国各省地震局流动重力测量资料和图件为主，结合大区域联测资料，用绝对重力点控制联网并进行统一平差。平差程序采用经典相关间接平差方法，以压缩存贮方式解算法方程。计算结果表明：全国重力网段差平均精度为０．０１０７×１０－５ｍｓ－２。辽宁地区点值精度最高为０．０１９×１０－５ｍｓ－２，一般为０．０２０×１０－５－０．０３０×１０－５ｍｓ－２。     

航空重力重复线测试数据质量评价方法研究

为了量化评估航空重力系统的性能指标,通常采用多次往返的重复线测量方式来测试航空重力仪动态测量的重复性和一致性,但现有规范中没有明确针对航空重力重复线测试数据质量的评估准则,本文研究总结了航空重力重复线测试数据均方差精度计算方法,依据重复线测试数据均方差内、外符合精度的计算结果,可以更为客观地评估仪器的动态测量精度指标和工作状态.     

航空重力测量的分辨率和精度分析

研究了航空重力测量分辨率与飞行高度的关系,表明对于300 km/h的飞行速度和2.5 km的飞行高度在山区和平地可恢复的最小波长分辨率分别为9 km和14 km,在此高度该频段重力异常的衰减率约为50%.探讨了低通滤波器截止频率对航空重力测量沿线分辨率和精度的影响,对于大同航空重力测量,滤波尺度为150,200,250 s时,沿线的半波长分辨率分别为7.5,10和12.5 km,相应的精度分别为7.5,6.2和5.5 mGal.     

云南流动重力测量精度的分析研究

本文从误差理论出发,采用数理统计方法,对云南省1980—1984年的流动重力测量料资进行了全面精度评价。得出多期三程测量一测段平均观测中误差为24微伽。同时,对影响三程测量精度的系统误差进行了分析。认为仪器的突然性掉格和非线性掉格是影响三程测量精度的系统误差的主要方面。提出了为提高观测精度在工作中应注意的几个主要问题。     

黄土塬区高精度重力勘探的校正技术

黄土塬区地形起伏大,地表黄土切割剧烈。地形起伏导致黄土厚度巨大变化,由于黄土密度与下伏地层之间存在较大的密度差异,由此产生了具有一定幅值的高频重力异常,并给重力勘探资料的处理、解释带来了困难。在SHJZ构造带高精度重力勘探中,综合运用了地形校正和黄土校正技术,有效地克服了由于地形起伏和黄土厚度变化对重力勘探产生的不利影响,取得了精确的重力资料。并将该重力异常,结合其它物探资料进行综合解释,对圈定局部构造发挥了积极的作用。     

重力插值方法研究

为了根据离散观测数值构制连续空间重力变化图像，分析和讨论了３种数值插值方法，计算结果表明多面函数方法插值精度最高，由于逐步回归分析筛选核函数中心点的计算繁琐，文中提出根据分形理论和Ｓｈａｎｎｏｎ取样定量来确定核函数中心点，对滇西试验场进行模拟试验，插值精度可达到４～５（１０＾－８ｍｓ＾－２）。     

考虑边界区域的地表覆盖分类精度评价方法

地表覆盖作为地表状况的直接反映,与全球物质能量循环、气候变化以及人类社会经济活动等密切相关.地表覆盖分类数据通常利用遥感图像进行分类得到,其数据质量对全球环境监测及其变化研究与决策支持等过程有重要的影响.因此,对分类结果进行精度评估是地表覆盖分类的重要步骤.由于影像上不同地物类型边界处往往存在较多的混合像元,使得分类时处于边界处的像元分类精度相对低于内部像元,直接导致了类内自身的分类精度异质性增大,分类精度评估的不稳定性也随之增大.本文基于传统的分层抽样(stratified sampling,SS),提出了一种考虑边界区域的分层抽样方法(stratified sampling considering edges,SSCE).理论推导及实验结果表明,SSCE对总体精度(overall accuracy,OA)和kappa估计的准确性和稳定性均优于SS方法,主要结论为:在样本点总数较少的情况下,SSCE对分类精度估计的准确性高于SS方法;在相同的容许误差下,SSCE方法所需的样本数小于SS方法;分类图像中类内边界区域与内部区域分类精度的差异越大、其面积比例越均衡,SSCE方法越能准确地进行精度估计.因此,本文提出的SSCE方法能够以更少的样本获取代价、更高的准确性和稳定性对地表覆盖数据进行分类精度的评估.     

新一代GRACE重力卫星反演地球重力场的预期精度

基于低低卫卫跟踪模式,本文主要探讨利用动力学法融合精密轨道数据和星间测距或距离变率数据求解地球重力场的基本原理与方法,该方法既可对两颗低低跟踪卫星的初始状态误差进行有效校正,也可充分利用低轨卫星轨道所包含的低频重力场信息.为探讨适合我国国情的低低跟踪模式下的重力卫星指标,本文以不同星载设备精度指标的组合进行模拟计算,模拟结果显示:(1)把GRACE卫星的星间距离变率指标提高一个量级,其余指标保持与GRACE卫星设计指标一致时,可使地球重力场的精度获得同量级的提高;(2)若星间距离变率为1.0×10^-8 m·s^-1,轨道高度为300 km,加速度计精度为3.0×10^-10 m·s^-2,轨道精度为0.03 m, 星间距离100 km,与利用GRACE的设计指标反演出的重力场精度相比,可提高约121倍,并建议我国未来低低跟踪重力卫星计划参考此指标.     

地震活动性监测对绝对重力测量精度分析

高精度绝对重力测量对地震活动监测具有重要意义,从重力数据精度与地震三要素的时空关系出发,定量分析数次大地震发生时震源、震级与重力变化值的相关关系。结合不同精度重力资料的研究成果,总结原始重力数据可用的研究方向。结果表明,目前国内大部分绝对重力仪能提供时间跨度一年以上、MS6.0远震或MS6.0地方震的重力资料,及地下构造研究的长期缓慢重力场变化数据等。但对于一年以内MS6.0近震观测及临震监测和板块运动监测,系统偏差和精度要求较高,需要依赖FG-5等进口仪器提供原始数据。     

新一代GRACE重力卫星反演地球重力场的预期精度

基于低低卫卫跟踪模式,本文主要探讨利用动力学法融合精密轨道数据和星间测距或距离变率数据求解地球重力场的基本原理与方法,该方法既可对两颗低低跟踪卫星的初始状态误差进行有效校正,也可充分利用低轨卫星轨道所包含的低频重力场信息.为探讨适合我国国情的低低跟踪模式下的重力卫星指标,本文以不同星载设备精度指标的组合进行模拟计算,模拟结果显示:(1)把GRACE卫星的星间距离变率指标提高一个量级,其余指标保持与GRACE卫星设计指标一致时,可使地球重力场的精度获得同量级的提高;(2)若星间距离变率为1.0×10-8 m·s-1,轨道高度为300 km,加速度计精度为3.0×10-10 m·s-2,轨道精度为0.03 m, 星间距离100 km,与利用GRACE的设计指标反演出的重力场精度相比,可提高约121倍,并建议我国未来低低跟踪重力卫星计划参考此指标.     

航空重力构造分层方法

航空重力在我国渤海西、南部海陆结合带进行了首次地质调查试验,并取得了成功.本文以航空重力数据为基础,通过地层密度参数的测定与分析,针对不同的界面,将优化选择法与垂向一导切线法相结合,获得了新生界底面深度,将优化选择法与帕克迭代法相结合,取得了寒武-奥陶系顶面深度,进而计算了新生界、中生界-上古生界的厚度;其中,垂向一导切线法属国内外首次尝试,效果明显.在此基础上,将测区构造层序自下而上划分为基底、上古生界-中生界和新生界等三大构造层.基于地层密度及其引起的重力异常的构造分层,是对传统地质构造分层方法的补充和扩展,为今后航空重力研究提供了参考.     

陆态网络连续重力站近期潮汐观测精度讨论

重力潮汐观测在全球潮汐模型的建立、重力扰动信号识别等工作中具有重要作用,而潮汐观测精度是完成这些工作的基础。本文利用中国大陆构造环境监测网络10个重力站3年的重力固体潮数据计算了观测潮汐模型。在与历史已有结果进行比较后,分析了观测潮汐模型精度以及环境对精度的影响。结果表明,10个站观测潮汐模型的M₂波潮汐因子中,误差最优为0.00014,主要潮波平均精度优于0.0010,高于20世纪80～90年代弹簧重力仪0.5～1个数量级,部分站点的精度可达早期超导重力仪水平,而与现代OSG型超导重力仪精度相差0.5～1.0个数量级。利用重力站中最优观测潮汐模型进行潮汐改正,潮汐改正精度指标（DRMS）可达±（0.2～0.3）×10^-8m/s²,稍优于DDW/NHi理论潮汐模型结果（±（0.3～0.6）×10^-8m/s²）。10个重力站均表现出了观测优于理论模型的特点。观测环境和场地的干扰会导致观测潮汐模型的精度下降,部分台站受环境变化和观测系统本身老化等不稳定因素干扰,其观测潮汐模型精度下降。DRMS自（0.1～0.2）×10^-8m/s²增至（1.0～1.7）×10^-8m/s²。     

流动重力布局评价及其观测技术

本文从流动重力测量的布局、复测周期以及观测技术等方面介绍了地震系统重力测量的现状，提出了优化现行布局、调整复测周期、提高观测技术以及改善观测条件的具体意见。指出：为了获得与地震有关的重力变化信息，当前的重点应放在布局的优化和复测周期的调整上。     

一种基于地震噪声等级的陆地重力观测资料评价方法

本文选取GS-15型、gPhone型、PET型和CG-5型等4种陆地重力观测常用的相对重力仪,对比这几种仪器在不同背景观测环境下和不同测评时长的地震噪声等级计算结果。综合分析结果显示:金属弹簧（gPhone型、GS-15型、PET型）与石英弹簧型（CG-5型）重力仪对环境噪声的敏感性存在一定差异,但取测评时长中最平静5天和最平静1天数据所计算的地震噪声等级结果相近。因此,对于流动重力观测点,可以取最平静1天的数据来评价观测点的环境噪声水平和观测精度,可为流动重力测点选址提供方法支撑。      

重力方法在地震预报中的作用

利用重力方法研究地球的潮汐和非潮汐变化。通过它们的变化规律了解地下介质的质量变化和密度分布以及地球弹性模量与地震的关系。２０多年地震预报实践表明，重力方法在地震预报中有其特殊作用。根据目前在台站或测点按波速异常所圈定的孕震区内发生的地震统计检验：台站监测能力为４４％，重力重复测量的监测能力可达５６％。