LaCoste-Romberg G型重力仪读数精度的提高

目前,LaCoste-Romberg G型重力仪是国际上精度较高的重力仪。它的读数精度达到10微伽。在我们的测量中要想达到较高的读数精度,必须保证重力仪处于最佳工作状态。操作人员存在视差,且观测技术水平不尽相同,读数精度难以提高,为此需要改进观测方法。LaCoste-Romberg G型重力仪原配有输出扦孔,我们就利用这个输出扦孔,使用数字万用表来进行观测。     

LCR—G型重力仪固体潮观测记录分析

对 LaCoste-Romberg G147加反馈系统重力仪在白家疃地震台进行的台站固体潮记录作调和分析,通过与其它型号重力仪观测资料对比。发现 LaCoste-Romberg G147重力仪台站固体潮观测的结果优于 GS15重力仪,并与 GEO 重力仪观测精度在同一个量级,因此得出白家疃地震台的潮汐因子。     

唐山地震前后十年间重力变化的再分析

引言 唐山地震重力变化资料发表后,受到国内外学者的关注,一些评论认为此资料十分宝贵。但由于在唐山地震前所使用的CG-2型重力仪的观测精度并不很高,也有一些评论对观测资料的可靠程度提出质疑,主要有以下几点: (1)唐山地震前重力变化的量级大于目前世界上所公认的震前重力变化的量级。目前公认的震前重力变化一般小于100微伽,且其变化与高程变化有关。重力变化与高程变化之比在布格梯度——空间梯度范围内波动。(2)石英弹簧重力仪存在气压变化影     

重力垂直梯度与微重力研究概况

一、引言在重力学的发展中,微重力与重力垂直梯度的研究是一个令人感兴趣的问题。所谓的微重力测量是指测量、探查的对象引起的重力效应和测量的精度都是以微加(μGal)级的数值来量度的。研究微重力与重力垂直梯度的变化一方面使我们进一步加深对地球重力场的了解,同时根据观测得到的有价值的资料来解释与评价地下密度异常体的结构、形态、分布,则更具有理论与实用的意义。     

高精度绝对重力仪观测研究

中国计量科学研究院于1983年开始设计研究中国第二代可移式激光绝对重力仪（NIM-Ⅱ型）,1985年完成实验装置,并参加在法国巴黎举行的第二次国际绝对重力仪比对活动,1987年完成全部研究工作计划.本文较详细地阐述了近4年来在全国大面积实施绝对重力观测的结果.尤其在北京香山地震台,为了探索微重力观测研究,已建立了4个绝对重力点,开展了重力纵向垂直梯度、横向水平点位差及随时间变化的绝对重力观测研究.多年来为地震研究、地球物理研究及测绘、计量、国防等部门积累了一批绝对观测数据资料.这些基础性观测工作,对今后研究重力的非潮汐变化也有重要的意义.     

重力垂直梯度的测定及其应用与潜力

近年来,随着重力垂直梯度测量精度的提高及间接推求方法的改善,它在地球科学的研究中的作用日益扩大,本文叙述了利用高精度重力仪直接测量垂直梯度的方法与注意事项,阐明了垂直梯度在地学研究中的意义与作用,其中包括(1)可以更精确测定大地水准面与正高;(2)可以更好探测地下的物质的分布及界面起伏;(3)可根据垂直梯度及形变资料反演场源及解释引起上述变化的动力机制.关于如何进一步发掘其潜力,这里也提出了建议.     

重力预报地震动态

地球的重力是地心引力与地球自转产生的离心力的合力,因为在地球内部,除了大量的物质迁移外(如火山岩浆活动),其密度似乎不会发生大规模的增减。过去重力仪观测精度低,很难观测到地震前的重力微小变化。最近20年来,许多高精度重力仪出现了。激光绝对重力仪有:国际度量衡局SaKuma等人研制的固定式重力仪,其精度为1μgal;苏联研制的精度为3μgal携带式重力仪、意大利;美国研制的精度     

利用FG5绝对重力仪观测数据确定重力垂直梯度

本文建立了利用FG5实测数据求解重力垂直梯度的数据处理模型与算法.通过对多次自由落体实验的下落距离拟合残差叠加求均值,发现下落距离观测量中存在明显的有色噪声.通过对有色噪声的建模,并以剩余残差为依据选取可靠的下落时段,解算测站点的重力垂直梯度.利用本文所提出的数据处理方法分别对FG5-214绝对重力仪在两个测站上的观测数据进行处理,以相对重力仪测量的重力垂直梯度结果为参考值,本文处理得到的重力垂直梯度结果相比于未考虑有色噪声并依据经验选取下落时段的解算方法得到了显著改善.     

淮南深地重力观测的环境噪声评估与慢地震探测潜力

深地实验室的低噪声特性为高精度连续重力观测提供了理想的外部条件.为了揭示深地观测环境对重力观测精度的提升效果,本研究利用CG-5型和CG-6型各两台重力仪,在淮南煤矿的地下和地表同时开展重力观测.为减小仪器性能差异对结果的影响,先在淮北重力站进行同址观测.研究结果表明,相比于地表观测,地下观测可以减少1/3至1/2的线性漂移和1/3左右的非线性漂移,提取的潮汐因子精度也更高.地下非线性漂移的功率谱密度比地表低,二者差异在半日波频段最大可达15 dB.相比于地表和山洞,深地观测在次地震频段有明显的低噪声优势.地震位错理论计算结果表明,冲绳海沟7级左右的地震可在淮南深地试验场产生大约0.003μGal的重力变化,超过0.001μGal的超导重力静态观测精度.因此有望利用淮南深地实验室,在次地震频段的低噪声优势环境下开展超导连续重力观测,捕捉冲绳海沟可能存在的7级以上慢地震事件.     

LCR-ET20弹簧型潮汐重力仪观测结果的分析和比较

基于武汉国际重力潮汐基准站LCR-ET20弹簧重力仪潮汐观测资料，利用国际标准的数据预处理和分析方法，采用与GWR型超导重力仪同址观测对比方法，较系统研究了ET20仪器特征以及大气和海洋重力信号．数值结果表明，尽管ET20的观测精度要比超导型重力仪的精度低一个量级，弹簧蠕变性导致的仪器漂移十分大，但该仪器仍获得了与超导重力仪相当的潮汐参数，能有效用于重力场的时间变化观测．      

面向绝对重力测量的振动补偿技术发展

绝对重力仪是用于直接测量重力加速度值的精密仪器,可以作为计量标准器对相对重力仪进行定期校准.现有绝对重力仪的测量精度可达微伽(1μGal=1×10-8m/s2)量级,测量精度主要受振动噪声的限制.垂直隔振和振动补偿技术是目前常用的两种处理振动噪声的方法.随着绝对重力仪在野外流动重力观测和海洋/航空重力测量中的应用需求日...     

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。     

广义重力异常:内窥重力测量

各种地下三维重力测量都需要作常规的重力校正和布格异常校正.本文介绍的一种方法就是将未作处理并随时间变化的重力测量数据与完整的理论场进行比较,其中包括已知场:月亮、太阳、1967年参考椭球场、海洋;局部已知场:已知几何形态但未知密度的单一数字地形模型;未知场:形状和密度都未知的地下结构. 对于单一密度模型,相应的一阶剩余异常最接近于布格异常的概念.为了最好地确定地下结构,可进行广义反演进而确定单一密度或几种密度,并且确定一个或多个区域参数,这些都要求残差为极小. 所讨论的方法主要有益于特殊类型的重力测量,如起伏的地形或用预置的地体密度进行地下重力测量.在这些地方进行常规改正时,有可能引起相当大的误差. 本文列举了两方面的实例:(1)Cheops金字塔测量.重力测量在锥形体的内部、上部和周围进行并估算出结构的全部密度和密度变化.(2)在Alps的Coche水电站隧道测量.对水电管道上和山上所观测到的非常强的重力异常进行了三维模型的解释.     

恒温室控制电路

GS-15型重力仪用于台站重力观测,仪器对环境温度的要求比较高,一般要求年温差不得大于1℃,日温差不大于0.1℃。对于重力仪放置在地下室进行观测的台站,要保证重力观测资料稳定、可靠,重力仪观测室的人工控温工作尤其重要。为此,我们试制了恒温控制电路,对重力仪观测室实行恒温控制,使之满足重力仪对环境温度变化的要求。自从使用该装置以来,重力观测资料的质量有较明显的提高。以下就重力仪恒温室控制电路作一介绍。     

利用观测资料对CG-5型与LCR-G型相对重力仪精度初步评定

利用新疆测区2005-2011年流动重力资料对CG-5和LCR-G两种型号相对重力仪的精度进行了初步评定,首先对选择区域的流动重力资料进行了整体统一平差计算,通过精度评定,计算出不同时间各仪器的自差、互差、单位权中误差和点值平均精度。初步分析表明：两种型号仪器所获得观测资料质量均可靠,但CG-5型相对重力仪各项精度指标均优于LCR-G型相对重力仪,且CG-5型相对重力仪在野外观测环境中较稳定,性能较好,可信度较强。     

武汉国际重力潮汐基准研究

通过综合分析8台重力仪潮汐观测结果,精密确定了武汉国际重力潮汐基准值.与Dehant重力潮汐模型同时考虑(1)全球卫星测高海潮资料和(2)Schwiderski海潮加中国近海海潮资料的结果相比,振幅因子差和相位滞后差分别为5.2‰,3.6‰和0,16°,0,08°.该结果明显优于早期确定的基准值,说明利用长系列超导重力仪观测同时考虑精密海洋负荷和地核近周日摆动效应是提高国际重力潮汐基准的重要途径.     

利用2009年日全食的精细重力观测探寻“引力异常”

日全食期间在是否存在"引力异常"现象是一个关系到引力本质的重大问题,也是一个十分具有现实意义的科学问题.近一个世纪来,许多科学工作者作了大量的观测和实验,研究日全食期间的"引力异常"现象.肯定的、否定的结果并存,更多的是难以确定的结果.在学习、总结和发展了前人工作的基础之上,本文利用7台LaCoste-Romberg重力仪和1台SG-053超导重力仪,对2009年7月22日日全食期间的重力变化进行了精细的观测.研究利用了目前最好的观测环境和观测仪器,无论观测规模还是观测质量在近百年来日全食的重力观测研究中都是首屈一指的.在经过详细的数据处理和图像分析后,可以确定,日全食期间不存在现有观测能力之上的引力异常,以往发现的异常现象受剧烈的气象变化影响可能性极大.另外,在处理重力观测数据时,本文合理的利用了最小二乘多项式拟合法去除理论潮汐值,使计算得以简化,结论更加可靠.     

气压变化对石英弹簧重力仪读数的影响

根据我们在低压仓中对国产ZSM—Ⅲ型(简称Z)、美国Wodnre(简称W)及加拿大Scintrex CG—2型(简称C)8台重力仪进行气压实验的结果,气压变化和重力仪读数呈极好的线性关系,但每台仪器有不同的回归系数,因此在以地震预报为目的的高精度重力测量中,应该对野外观测的结果进行气压改正。用高差所建立的重力基线场的数值是否准确有进一步考虑的必要。     

武昌重力潮汐基准研究

为了检验和完善理论地球模型和海潮模型,必须提高重力潮汐观测的精度。这除了提高仪器的精度以外,关键问题在于仪器的格值的准确性,因为它是衡量潮汐参数的尺度。但是,各种类型重力仪的出厂格值存在着误差,且各成系统,其系统偏差可达1％-2％。需要高精度的潮汐基准与之比较,统一和确定重力仪的格值。根据国际地潮中心的观测结果分析,布鲁塞尔潮汐基准系统可能偏大。因此,建立我国重力潮汐基准,对固体潮观测与研究具有重要意义。     

石英弹簧重力仪温度曲线特征的研究

从大量重力测量资料研究中,发现温度变化对重力测量精度的影响很大,尤其在面积较大的范围中进行重力测量,环境温度差异大,温度对重力仪的影响更为复杂。在目前高精度重力仪数量尚不能满足需要的情况下,提高石英弹簧重力仪的测量精度是十分必要的。为此,我们在1982年与有关厂家协作,制成了一台半导体制冷、制热重力仪温度测试装置,用以模拟野外工作环境温度变化。从1983年7月至1984年4月我们用该装置对列入国家地震局“清理攻关项目”的六台CG-2型,一台ZSM型和十六台Worden型石英弹簧重力仪进行了系统的温度测试。参加测试的仪器型号见下表