世界重力梯度仪的研究现状

在对地下结构的探测过程中,重力梯度仪器的研制及其科学的布设方式已经成了一个世界关注的研究课题。笔者介绍了目前世界上存在的基于扭矩和差分加速度计两种测量原理的重力梯度仪,并对其测量原理进行简要描述。然后对基于光学和原子干涉重力梯度测量仪器进行描述,最后介绍了作者提出的重力梯度测量光路,为自主研发绝对重力梯度仪提供技术参考。     

航空重力梯度仪研究现状及发展趋势

简要介绍了重力梯度仪的发展历程,重点叙述了旋转加速度计航空重力梯度仪的工作原理及研发过程,系统调研了航空重力梯度仪的仪器现状,跟踪了航空重力梯度仪的研究动态.     

二维簧片重力梯度仪的研制

利用簧片悬挂二维扭摆,并结合二维电容微位移传感器技术,开展了重力梯度测量装置的研制,这种设计使整个悬挂系统在2个方向上扭转灵敏,增强了系统的稳定性,确保了整个系统的灵敏度.初步实验结果表明,该簧片重力梯度仪的梯度分量Wxx-Wzz和Wxz的分辨率分别达到了47 E和37 E,它主要受到系统检测电路噪声的限制.     

航空重力梯度仪实时重力梯度解调方法

为了进一步提高重力梯度测量精度,提出了一种实时解调相位角补偿和重力梯度实时处理方法。首先根据重力梯度仪样机结构特性给出了重力梯度解调相位角的求解过程和求解算式,然后研究了实时重力梯度解调方法并给出了重力梯度解调算式,最后在重力梯度信号半物理仿真平台上进行了仿真实验测试。测试结果表明,所提方法可以明显提高重力梯度测量精度,具有较高的工程应用价值,可以为航空重力梯度仪的研制提供技术参考。     

重力梯度测量的现状及复兴

评述重力梯度测量的发展史,介绍重力梯度的各种应用,预测重力梯度测量的前景.由于重力梯度值或重力高次导数具有比重力本身高的分辨率,特别适合于探测或研究局部的小地质体及其细节;由于美国海军秘密重力梯度仪技术的公开,并投入工业应用,以及多种新型重力梯度仪正在加速研究,重力梯度测量在石油、金属矿勘探和小地质体探测以及研究方面必将起更重要的作用.     

基于深度学习的重力梯度事后误差补偿方法

旋转式重力梯度仪动态测量的误差补偿是航空重力梯度测量的关键技术.因深度学习直接提取数据特征,有望补偿以往通过建模难以补偿的误差,从而进一步提高误差补偿效果,笔者提出了基于深度学习的航空重力梯度测量事后误差补偿方法,利用航空试验实测数据建立数据集,搭建并训练由梯度仪运动参数映射到梯度仪输出噪声的神经网络,利用该网络预测梯...     

全张量重力梯度数据误差分析及补偿

针对用于航空移动平台的高精度全张量重力梯度测量系统,深入研究了梯度仪12个加速度计按3个不同旋转轴圆盘形成差分组合的结构。在确认该结构具有有效抑制运动共模加速度、减少外界环境干扰、实现高精度探测优点的同时,着重分析了重力梯度仪测量误差的来源和影响。研究表明,主要影响包括仪器固有随机噪声和外界确定性噪声。为定量描述影响程度,推导了在航空动态环境下的测量方程,并分离出加速度计的性能不匹配、平台不稳定、圆盘转速不稳定3个主要固有因素,从时间域和频率域角度定量分析固有影响因素的噪声水平。试验分析表明,通过利用Simulink仿真系统可以获得固有因素产生的噪声水平,并提出抑制方案。针对搭载环境测量误差,还分析了实测飞行中姿态和质量的改变对重力梯度测量值造成的环境影响,提出了基于点质量源的自身梯度校正方法。     

移动平台全张量重力梯度数据的噪声抑制

全张量重力梯度仪器测量数据中包含了大量的白噪声和有色噪声。传统的数字滤波器只能滤除某一频段外的噪声,对于混叠在重力梯度有用信号频段范围内的有色噪声不能很好的对其进行分离。为了同时滤除白噪声和有色噪声,笔者利用卡尔曼滤波器采用增广矩阵法将全张量重力梯度数据中的有色噪声进行估计,在抑制白噪声的同时将有用信号和有色噪声分离,并利用数字滤波器与卡尔曼滤波器的优点,将其结合生了更好的滤波效果,得到了更高质量的梯度信号。通过模型试验验证了本方法对噪声的滤波能力,并满足高精度重力梯度数据处理要求。     

HELOS/BF型激光粒度仪湿法测试条件的优化

激光粒度仪以测试速度快、操作方便、重复性好等优点得到越来越广泛的应用,但仪器技术参数和测试条件不同对样品粒度测试结果有着显著影响。本文通过实验得到了HELOS/BF型激光粒度仪的优化测试条件,结果表明:对于比重小或粒径小的样品,采用低搅拌速率、高超声强度和较长超声时间;对于粒径大或比重大的样品,应采用高搅拌速率、低超声强度和较短超声时间。分散剂能加快样品颗粒的分散,且对于粒径小的样品分散效果更好。测试时进样浓度(遮光度)过低,样品中的颗粒数过少,检测不到足够的信号,使样品不具有代表性,样品粒径测定结果偏高;进样浓度过高,出现多重散射而使粒度分布范围较宽,样品粒径测定结果偏低。研究认为,HELOS/BF型激光粒度仪的合适进样浓度为10%～25%。     

三颗感受或(和)测量地球引力场的卫星 ——CHAMP、GRACE、GOCE

描述了三颗引力卫星CHAMP、GRACE和GOCE的工作原理, 介绍了重要的以及最新的利用GRACE数据建立的全球重力场模型EIGEN-CG01C、GGM02。     

纯球坐标系内各项重力校正值计算方案和计算过程

在国内,首次阐述了"纯球坐标系内各项重力校正值的计算方案和计算过程".该计算方案有如下优点:①以观测点P为中心,以球面距离am=am-1+Δa·bm-1(m=2,3,...,M)为半径将计算区划分为M个环带,再以Δλ0为由P点出发射线的角度间隔将所有环带等分为N (整数)份的计算区划分方案是最严密拼接,因而校正值的计算精度相当高.②在地形复杂和相对高差大的情况下,通过减小Δa、b和Δλ0 数值,可进一步提高计算精度.③可以直接采用带有经、纬度坐标的高程数据,进行大面积测区的各项重力校正值计算,而不受6°带和标准图幅限制.     

国外航空重力测量在地学中的应用

介绍了20世纪美国、加拿大、澳大利亚等国家航空重力测量的应用情况,分析了目前国外航空重力测量技术应用于我国中西部艰险、复杂地区及沙漠、沼泽等困难地区的区域地球物理勘探和基础地质研究的适用条件.     

区域重力调查中的中区地形改正方法及精度

在讨论重力中区地改方法的基础上,分别用20m×20m、50m×50m和100m×100m方域计算了北祁连西段1:20万区域重力调查的764个测点的中区地改值,通过移动方域网格进行检查计算,讨论了各算法对地形的模拟程度和地改计算精度.     

AGS-863航磁全轴梯度勘查系统关键性指标测试

中国国土资源航空物探遥感中心成功研制出具有完全自主知识产权的AGS-863航磁全轴梯度勘查系统,并在内蒙古某地进行了航磁全轴梯度试生产.为配合航磁全轴梯度试生产,对系统设计的关键性指标予以实际测试,设计了相关试验,以验证AGS-863航磁全轴梯度勘查系统的稳定性与可靠性.测试结果表明系统具有非常好的同步特性、一致性和长期稳定性以及补偿精度.     

布格重力异常地形校正方法在微重力勘探中的缺点及其纠正方法

多年来,不论重力勘探程度如何,在布格重力异常计算中都必须经过地形改正和中间层改正。本文通过分析在计算布格重力异常时地改和中间层改正对测点的重力补偿,提出了取消中间层改正以适应微重力勘探精细解释需要的地形校正方法。该方法建立在对实际地形（岩性）的正演基础上,可以根据施工地区的地质条件合理选择重力基准面进行可变密度地形校正。使用该方法可以比较好地消除地形起伏和不均匀岩性对测点产生的重力影响,从而得到比较可信的重力异常数据。     

重磁资料在油气勘探中的作用

本文依据油气重磁勘探的理论和实践,对一些典型事例进行了科学的分析和评论,以期对今后的油气勘探有所启迪。