庐山重力短基线场初值测定

利用FG5绝对重力仪对庐山基线场的3个基点和九江地震台的1个基准点进行绝对重力测定,使用7台CG-5相对重力仪对24个基点和1个基准点进行2个往返闭合测量。基于绝对重力控制解算的结果表明,基点点值精度均优于±5.0 μGal,相邻各段段差精度均优于±3.0 μGal。该基线场初值测定方法是一种崭新和现代的方法,具有科学意义和经济效益。     

国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程绝对重力观测

介绍了2013~2014年使用A10/028和FG5/214两台绝对重力仪在国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程中绝对重力观测的情况,并对观测结果进行分析。结果显示,两台绝对重力仪观测结果精度及较差都在5 μGal以内,满足高精度重力基准建设的技术要求;A10/028具有一定的野外观测适应性,FG5/214对重力细微变化信号的捕获具有优势,两台绝对重力仪同期观测对于提高观测结果的可靠性和准确度具有积极的作用。     

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。     

基于滑动奇异谱分析方法的重力固体潮提取

提出采用滑动奇异谱分析（singular spectrum analysis,SSA）方法进行长时间重力固体潮改正提取。采用61 d静态相对重力测量数据,利用滑动SSA方法将数据按连续时间段10 d、15 d、20 d、25 d、30 d、40 d和50 d分别分为52组、47组、42组、37组、32组、22组和12组进行重力固体潮改正提取实验。参考理论值分别选用CG-5重力仪自带软件计算结果（CG5_Data）和实测重力数据采用Eterna调和分析获得潮波参数后用TSoft软件计算结果（ET_Data）。结果表明,参考理论值选用ET_Data时,残差的RMS和STD比选用CG-5重力仪计算结果小;采用不同方法提取的重力固体潮改正残差的标准差均小于11 μGal;与SSA方法相比,当选择合适的连续时间段时,滑动SSA方法提取固体潮能降低结果残差的离散程度;选择连续时间段30 d、40 d时,滑动SSA提取结果比SSA提取结果残差的RMS分别小0.219 μGal和0.602 μGal（CG5_Data）以及0.430 μGal和0.665 μGal（ET_Data）。     

基于Hilbert变换处理绝对重力仪测量数据

基于Hilbert变换相位平移原理,提取干涉条纹信号采样点瞬时相位,得到采样点位移信息。结合采样频率提取时间信息,利用最小二乘法重建自由落体轨迹,最终解算出重力加速度g值。为提高测量精度,使用零相移低通滤波器去除信号高频噪声,使用多项式拟合法去除信号线性干扰,通过加窗口选取拟合数据抑制吉伯斯现象。仿真结果表明,该方法能使g值误差在10-2 μGal以下,实验结果所得g值平均误差为0.12 μGal。     

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。     

高精度重复相对重力观测量提取

采用RANSAC算法剔除观测数据中的离群值,再使用线性内插法进行补全,利用整体投影计算的思想提取两点间的相对重力值,并对其精度和标准差进行检验。结果表明,动态重力观测的残差最大值为4.641 μGal,重复性标准差最大值为4.384 μGal,均优于5 μGal。该方法可获得较高精度的重力观测数据,为在复杂环境下获取相对重力值提供一种新方法。     

CG型重力仪用于海潮负荷观测的可行性

为验证便携式相对重力仪用于短时重力潮汐观测的可行性,在厦门地震台进行同址对比测试。以利用gPhone重力仪的长观测时段数据修正的FES2004海潮模型为参考,分离出gPhone、CG-5和CG-6型重力仪的静态观测残差序列。结果表明,CG-5和CG-6型重力仪在1 CPD(circle per day)和2 CPD附近的噪声水平(非线性漂移)与gPhone重力仪接近,对主要的全日分潮和半日分潮分析影响较小,观测精度能满足短时海潮模型修正的需要。以CG-5型重力仪在平潭岛的短时重力潮汐数据修正FES2014海潮模型得到测站海潮模型,并回测35 d前绝对重力观测时段的重力海潮负荷值。改正后组均值残差标准差从FES2014模型的2.7μGal降至1.8μGal,由此验证了CG型便携式相对重力仪用于海潮负荷观测的可行性。     

CG型重力仪用于海潮负荷观测的可行性北大核心CSCD

为验证便携式相对重力仪用于短时重力潮汐观测的可行性,在厦门地震台进行同址对比测试。以利用gPhone重力仪的长观测时段数据修正的FES2004海潮模型为参考,分离出gPhone、CG-5和CG-6型重力仪的静态观测残差序列。结果表明,CG-5和CG-6型重力仪在1 CPD(circle per day)和2 CPD附近的噪声水平(非线性漂移)与gPhone重力仪接近,对主要的全日分潮和半日分潮分析影响较小,观测精度能满足短时海潮模型修正的需要。以CG-5型重力仪在平潭岛的短时重力潮汐数据修正FES2014海潮模型得到测站海潮模型,并回测35 d前绝对重力观测时段的重力海潮负荷值。改正后组均值残差标准差从FES2014模型的2.7μGal降至1.8μGal,由此验证了CG型便携式相对重力仪用于海潮负荷观测的可行性。     

球坐标系下基于全球DEM数据的重力远二区高精度地改算法

提出使用全球高分辨率DEM数据计算重力远二区地形改正的方法。通过不同算例的对比分析,证明了该方法的可行性和有效性。结果表明,当环数大于4 000时,其计算精度可达到μGal级。同时,当前全球高分辨率DEM也适用于μGal级的远二区地改计算。     

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。     

DZW重力仪非线性零漂的贝叶斯估计方法

提出一种利用重力观测数据得到DZW重力仪非线性零漂的新方法。该方法核心算法为贝叶斯公式,原理为以零漂的连续性作为先验约束条件,考虑重力观测数据浮动产生的偏差,将每个采样点零漂的均值和方差作为超参数进行求解。该算法可以重复运算,随着计算次数的增加,超参数会趋向于收敛极限,从而得到最优解。经过数据验证,该算法可以精准得到非线性零漂曲线。零漂校正后重力观测值的方差为1.595 53×10^-10 μGal²,可为DZW重力仪的测量精度提供保证。     

苍梧M_S5.4地震和呼图壁M_S6.2地震震前重力非潮汐变化特征

分别对苍梧M_S5.4地震震前的梧州台和呼图壁M_S6.2地震震前的库尔勒台连续重力观测数据进行分析研究。结果表明,2次地震前梧州台和库尔勒台分别观测到10个月和7个月左右的重力非潮汐持续性上升变化,月均变化速度分别为5.0μGal/月和5.1μGal/月,累计变化分别约为50μGal和35μGal。经现场核实和理论计算排除环境干扰影响,认为2次地震震前数月的重力非潮汐持续上升变化与孕震过程有关,可为构建连续重力观测地震预测指标体系提供重要参考。     

新一代CG-6重力仪性能分析

对新引进的2台CG-6相对重力仪的静态和动态性能测试数据进行处理和分析。结果表明,2台仪器的动态观测精度均优于10 μGal,重复性标准差优于5 μGal,静态、动态和混合零漂率幅值均小于8 μGal·h-1,静态和混合零漂均呈现良好的线性特征。     

高崖口重力短基线的校准与分析

介绍北京高崖口国家重力仪短基线标定场的测量情况,分析高精度相对重力联测和使用A10绝对重力仪进行4期校准得到的结果精度。结果表明,高崖口短基线场基2点与基5点间的重力段差长期变化在20 μGal以内,点位稳定可靠。