航空重力仪的试验

CHZ海洋重力仪1988年装在国产Z-8直升飞机上进行了重力测量试验.在地面上空6个不同的高度上悬停进行重力测量,半小时测定6个高度上的重力.不考虑只悬停一分钟的测点1,则测量精度为±2.3mGal,5个不同高度悬停的归算重力平均值的精度为±1.1mGal,与地面重力值的偏差为-0.4mGal.     

航空重力仪发展现状和趋势

航空重力仪的持续发展使航空重力测量的分辨率和精度得以不断提高.本文较全面地介绍了国外多个型号航空重力标量测量仪的发展历程,比较分析了其主要技术指标和应用特点;同时简要介绍了国外航空重力梯度仪的现状和发展趋势,对我国航空重力仪的研制现状作了扼要评述.     

FG5绝对重力仪

介绍了ＦＧ５型绝对重力仪的发展历史和一些技术特点，并报道了ＦＧ５／１１２型绝对重力仪在我国的观测结果。     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子(K因子)是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数.利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定,实测数据分析表明,K因子的内、外部标定结果非常一致,且利用新K因子计算的空中重力扰动,其精度较采用出厂值提高了0.2～0.4 mGal.内部标定法具有较好的实际应用价值.研究了K因子与滤波尺度的相关性,表明重力仪可能为一非线性响应系统,即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子（K因子）是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数. 利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定，实测数据分析表明，K因子的内、外部标定结果非常一致，且利用新K因子计算的空中重力扰动，其精度较采用出厂值提高了02～04 mGal. 内部标定法具有较好的实际应用价值. 研究了K因子与滤波尺度的相关性，表明重力仪可能为一非线性响应系统，即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子（K因子）是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数. 利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定，实测数据分析表明，K因子的内、外部标定结果非常一致，且利用新K因子计算的空中重力扰动，其精度较采用出厂值提高了02～04 mGal. 内部标定法具有较好的实际应用价值. 研究了K因子与滤波尺度的相关性，表明重力仪可能为一非线性响应系统，即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

关于绝对重力仪的发展和我们的思考

介绍了近年来出现的新型绝对重力仪，认为该仪器是控制地球重力场信息的重要工具，特别对FG5型的如何改进及我国绝对重力仪的如何发展，提出了建议。     

绝对重力仪测量结果的振动划线处理方法初步研究

针对自主研发的高精度绝对重力仪样机测量结果中引入的振动误差, 提出了一种全新的振动抑制算法．本算法利用一簇斜率相同的平行直线与记录到的参考棱镜振动曲线相交, 通过提取这些交点的时间信息, 确定落体下落轨迹上进行重力加速度计算的时间和位移坐标． 然后, 利用最小二乘算法获取测点的绝对重力加速度值．对不同重力加速度值的适用性和不同类型振动干扰的抑制效果模拟计算发现, 对于优势频率大于0.2 Hz, 峰峰值小于500 counts的干扰, 算法可以有效提高测量结果的系统偏差和测量精度．最后, 实际实验样机的测量结果表明, 本算法使最终测量精度提高了一倍, 为绝对重力仪的小型化和流动测量提供了软件技术支持。      

航空重力测量数据向下延拓方法比较

首先介绍了空中重力异常向下延拓的直接代表法、正则化法、点质量法和基于球内Dirichlet问题的调和解法,分析了它们各自的特点.然后利用这些方法对中国大同航空重力测量数据进行向下延拓计算.通过对延拓结果与地面实测数据的比较分析,比较客观地评价了不同延拓方法的计算精度、可靠性及适应性.实际计算结果表明,直接代表法和正则化法的延拓结果具有较高的精度和可靠性,而球内Dirichlet问题调和解法的精度较差.     

FIR低通差分器的设计及其在航空重力测量中的应用

根据契比雪夫逼近理论 ,设计了适用于航空重力测量应用的有限冲激响应 (FIR)低通差分器 ,利用模拟模型对滤波器的性能进行了验证 .基于静态GPS试验数据和某地区机载动态GPS摄影定位的实测数据 ,应用FIR低通差分器计算了载体的垂直加速度 ,计算结果表明 ,当滤波时间间隔为 1 0 0s时 ,垂直加速度的确定精度可达± 1— 2mGal.     

拉科斯特重力仪干扰因素分析

本文根据多年重力监测工作情况，结合拉科斯特重力仪的结构特点，对仪器在观测中的干扰因素进行分析，认为影响仪器观测精度的干扰因素有两类：一类是仪器本身产生的系统误差，如格值误差、零飘及弹性后效等；另一类是外界干扰因素，如振动、温度、人为观测方法不当等，如果在观测中能消除或减小这些干扰因素影响，拉科斯特重力仪就可能达到更高的观测精度。     

FIR低通差分器的设计及其在航空重力测量中的应用

根据契比雪夫逼近理论 ,设计了适用于航空重力测量应用的有限冲激响应 （FIR）低通差分器 ,利用模拟模型对滤波器的性能进行了验证 .基于静态GPS试验数据和某地区机载动态GPS摄影定位的实测数据 ,应用FIR低通差分器计算了载体的垂直加速度 ,计算结果表明 ,当滤波时间间隔为 1 0 0s时 ,垂直加速度的确定精度可达± 1— 2mGal.     

航空重力测量中载体运动加速度的确定

航空重力测量是使用重力仪、GPS及其他传感器测定地球重力场的一种新型技术，其基本原理是利用重力仪测定包括重力加速度、载体运动加速度以及其他一些加速度在内的总加速度，从观测值中减去利用GPS确定的载体运动加速度，再加上一些改正，得到了重力加速度. 本文推导了确定载体运动加速度的直接解算法的公式，利用某次航空重力测量数据，分别在静态、动态两种情况下，分析了确定载体运动加速度精度. 结果表明：在静态、60s的平滑间隔条件下，载体加速度的确定精度是0.4—0.9mGal；在动态、90s的平滑间隔条件下，整个飞行测段载体运动加速度的确定精度是1—3mGal.     

GS-15重力仪电磁反馈检测技术

GS-15型重力仪是利用摆杆位移大小来量度重力相对变化的精密仪器,摆杆位移是通过电容换能进行测量。由于该仪器为开环检测系统,而且系统的末级加接0.01Hz的有源滤波器,这样就失去了大于0.01Hz的高频成分,且使潮波产生相位失真,同时还存在着电路非线性带来的测量误差,因而测量精度难以提高。为此笔者对GS-15型重力仪加装了电磁反馈装置,将开环检测改为闭环检测,利用电磁力使重力仪摆杆始终处于零电平的动态平衡状态,以电磁反馈输出大小来度量重力的变化,这样就将开环检测系统改装为平衡电桥闭环检测系统,其时间常数为2秒。 改装后,消除了电路的非线性影响,增强了系统的稳定性,记录的固体潮含有丰富的谐波,同时系统还增加了一路稳态零位输出,为地壳形变、地震预报和地球物理研究提供了波群丰富的资料     

航空重力测量的系统误差补偿

基于航空重力测量的基本数学模型,详细分析了航空重力测量的系统误差来源.大致可将系统误差分为三类,即停机坪重力基准值、比力初值的观测误差,格值、交叉耦合系数、摆杆尺度因子的标定误差和水平加速度改正的模型化误差等.然后,对每类系统误差的量级及其补偿方法进行了研究,指出水平加速度改正是引起系统误差的主要因素之一.大同、哈尔滨和渤海湾航空重力测量的实测数据分析均表明,在各项系统误差尤其是水平加速度改正得到有效补偿后,航空重力与地面(或船测)参考值的系统误差将小于1×10-5m·s-2.     

辽西重力异常检验与地震

讨论了辽西地区使用高精度重力仪(Lacoste—G型)重复测量呈现的重力变化做的相关检验,并对测点的点值变化量进行校正。从而得出辽西14个重力观测点的点值异常。经检验校正后的重力异常幅度一般在20×10~(-8)m·s~(-2)左右,个别观测点有近40×10~(-8)·m·s~(-2)异常,从时空来看,似乎与活动断裂及邻近三次中强地震相关。     

垂直切变风场中声重波的谱传播

本文研究声重波在垂直切变风场中传播时谱结构的改变。根据可压缩情况下的流体力学方程组,导出垂直切变风场中大气声重波的谱方程。并指出,这个谱方程是Taylor-Goldstein方程在可压缩和任意垂直波长情况下的推广。由谱方程出发,考虑低边界上的声重波强迫为高斯谱型,采用差分方法,我们计算了ω-K_H二维空间中的高层谱响应。结果表明,在具有垂直切变的背景风场作用下,声重波的谱结构发生了改变:1.在原强迫谱所覆盖的谱区段内,一些谱成份被挖除,形成了尖锐的谱峰群;2.最大谱峰发生了偏移;3.波谱变得狭窄。这些变化是垂直切变风场对声重波谱滤波的结果。文中还将上述结论与电离层观测结果进行比较,解释了某些观测现象。