1996-2003年中国大陆高精度绝对重力观测

近十年间利用自由落体式绝对重力仪(FG5/112)对分布在全国55个测点进行了绝对重力测定,观测精度均优于5×10-8 ms-2,对其中80%以上的测点还作了重复观测,文中给出了观测精度及其测量结果的互差.上述的测量极大地改善了我国目前重力网的精度和覆盖率,并为研究重力场的变化提供了重要的基础资料.本文还对观测结果和存在问题作了初步分析并提出有关建议.     

1996年中国中西部地区高精度绝对重力观测结果

1996年,中国科学院测量与地球物理研究所利用目前国际上最先进的FGS／112型绝对重力仪,在我国中西部地区的湖北、四川、云南和广西省开展绝对重力测量．给出了15个绝对重力点的最新观测结果,并与其他类型仪器在一些点上的观测结果进行了比较．结果表明,FGS／112绝对重力仪在15个点的观测结果的精度优于2．78×10－8m／s2．该仪器具有较好的稳定性和重复性,并与其他类型仪器没有明显的系统误差．     

1996年中国中西部地区高精度绝对重力观测结果

1996年,中国科学院测量与地球物理研究所利用目前国际上最先进的FGS／112型绝对重力仪,在我国中西部地区的湖北、四川、云南和广西省开展绝对重力测量．给出了15个绝对重力点的最新观测结果,并与其他类型仪器在一些点上的观测结果进行了比较．结果表明,FGS／112绝对重力仪在15个点的观测结果的精度优于2．78×10－8m／s2．该仪器具有较好的稳定性和重复性,并与其他类型仪器没有明显的系统误差．     

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。     

京都大学重力基准点(京都C)的绝对重力变化

京都大学大学院理学研究科地球物理学教室重力基准点 (京都C)自被确认为国际重力基准网 1 971 (简称IGSN 71 )的重力基准点以来 ,已进行过许多次重力测量 ,尤其是作为相对重力测量的基准点而发挥了巨大的作用。不仅如此 ,京都C还被列为国际绝对重力基准网的B重力点而成为监测地形变地区重力变化的重要基准点。近年 ,由于简便的移动式绝对重力仪的普及 ,日本国内的一些单位可以到各地开展重力测量。例如 ,国土地理院和国立天文台水泽站就到京都C进行过绝对重力测量。京都大学大学院理学研究科 1 999年 3月购入了高分辨率绝对重力仪FG 5,…     

绝对重力测量国际动态

国际上对绝对重力测量日益重视 ,在原先国际大地测量协会 (ICAG)下设立绝对重力仪比对工作研究小组 (SGCAG :StudyGrouponComparisonsofAbsoluteGravimeters)的基础上 ,国际计量委员会 (CIPM)也于 2 0 0 2年在其质量及其相关量咨询委员会 (CCM)下设立了重力测定工作组 (WGG :WorkingGrouponGravimetry)。其中SGCAG主要负责组织每四年一次的国际重力仪比对 ,CCM WGG主要负责组织区域性国际重力仪比对以及制定重力测定相关技术协议和标准规范。这两个小组的主席均是Dr .LeonidVitushkin。SGCAG和CCM WGG这两个工作组于 2…     

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...     

地震重力观测技术的新发展方向:绝对重力与重力梯度一体化观测

高精度绝对重力与重力梯度一体化和阵列式观测可有效提高不同深度重力场源体的识别精度。本文基于中国地震局发布的《中国地球物理站网（重力）规划（2020—2030）》中绝对重力观测技术的不足和发展方向,提出了绝对重力与重力梯度一体化的观测技术思路。在监测中发现,强震孕育过程中壳—幔热物质运移引起的微重力变化信号,有利于提升破坏性地震的中、短期和临震预测能力。有必要进一步拓展重力站网绝对重力控制能力等方面的应用,为我国专业地震台站探索重力观测技术新发展方向。      

绝对与相对重力同步比测中的拉科斯特重力仪标定

采用害虫级数和三角多项式模拟ＬＣＲ－Ｇ型重力仪格值函数,利用绝以与相对重力比测数据进行标定。     

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.

     

绝对重力仪研制中几种干扰因素的实验研究

利用观测精度可达1～2×10-8ms-2_,的FG5 绝对重力仪,开展了空气阻力、有无隔震弹簧以及仪器自震对重力观测影响等观测实验.通过在环境干扰较小的九峰站观测实验,得到如下结论:在正常大气压状态下所观测到的空气阻力影响约500×10-5ms-2,比理论估算值大近30×105ms-2, 若在低真空状态测量空气阻力也将产生2.3×10-5 ms-2观测误差;落体室真空度维持系统(离子泵)工作不正常,空气阻力也将对重力观测造成0.1～4.1×10-5ms-2的观测误差;在地质条件比较稳定,环境震动干扰较小的基墩上测量,隔震弹簧的作用对观测结果影响不明显,但对测量精度影响较大.上述观测实验的进行,为自由下落法绝对重力仪的研制提供可靠依据.     

陆地高精度重力观测数据的应用研究进展

陆地重力观测相较于航空和卫星重力观测,距离场源更近,观测精度相对较高,其静态异常和时变数据已广泛应用于研究多种地球动力学问题.21世纪以来,绝对重力观测技术发展迅速,陆地观测网络日益完善,高精度陆地重力观测数据产品逐渐丰富,基于这些产品的大地测量和地球物理研究不断取得新进展.本文总结了近十几年来高精度陆地重力观测数据在大地测量和地球物理领域的应用进展情况,包括基于重力异常数据构建重力场和大地水准面模型、建立地壳物性结构模型、反演Moho界面形态和估计岩石圈有效弹性厚度,以及利用时变重力数据构建时变重力场模型、探测微弱动力学信号、估计地壳构造变形速率和分析与火山、地震过程的可能关联,最后探讨分析了陆地重力测量的未来发展趋势,可为中国大陆重力观测系统建设与发展规划提供参考.     

Accurate determination of calibration factor for tidal gravity observation of a GWR-superconducting gravimeter

Introduction The superconducting gravimeters (SGs) are widely used to observe the change in temporal and spatial gravity field by many countries along the world, considering their characteristics as of the high-precision, good continuity and stability. By using the temporal variation of the tidal grav-ity obtained from the global network of SGs, the Global Geophysics Project (GGP) aims at some hot problems in geophysics and geodynamics (SUN, HSU, 1997). The original observations of the c…     

用重力测量技术观测城市地表下沉的实验研究

本文用重力测量技术对城市地表下沉进行了实验研究,从2016年3月到2017年5月在武汉市内地表下沉较大的部分城区进行了7期流动重力观测实验,并用D-InSAR观测的垂向位移进行了验证.数值结果表明重力观测每期整网平差后点值平均精度都小于10×10^-8m·s^-2,说明采用重力观测能在城市内获得高精度的区域重力变化.第7期相对于第1期的结果与D-InSAR在大致相同时间段内地表垂直位移结果比较表明,重力增加的大部分区域与D-InSAR观测到的地表下沉区域相一致,说明这些区域的重力增加主要是由地表下沉引起的.从第2到7期相对于第1期的重力变化说明在近12个月的时间内测区最大重力变化约40×10^-8m·s^-2,且局部区域的重力值是逐渐增加的,说明地表下沉是持续进行的.本实验结果说明重力观测技术能为城市地表下沉提供重力观测约束和机制解释.

     

从单台F差值分析看绝对观测中F人工观测的必要性

通过对同一台站人工观测的地磁场总强度F与连续记录F,及两套连续记录仪记录的地磁场总强度F夜均值的差值分析,发现同一台站两种差值均存在显著的年变化特征。对其他台站同样可以看到类似变化。而各时段的时均值差值也表现出相似的变化特征。由此说明,同一台站地磁观测区的不同点位,地磁场差异在长时间内不断发生变化,在进行绝对观测时,无法通过选择绝对观测时间消除该差值变化。     

绝对重力仪国际比对现状

当前负责重力测量的国际组织CCM-WGG和SGCAG决定今后将举办绝对重力仪区域性国际比对,并开始着手在世界范围内选择区域性国际比对点.CCM-WGG和SGCAG制定了国际比对的技术规范,讨论了绝对重力仪比对申请为关键性国际比对的议案.本文将介绍相关的国际情况以及中国计量科学研究院在这方面所做的工作.本文还将介绍2005年第七次国际绝对重力仪比对的情况和初步结果.     

地球重力场的精细频谱结构及其应用

综述了近年内在全球地球动力学合作观测和研究网络框架下开展的重力场观测、频谱结构和应用研究方面的成果. 内容涉及精密大气、海潮负荷信号检测, 重力潮汐和自由核章动参数测定, 海潮模型和重力固体潮模型有效性检验, 重力潮汐实验模型构制, 地球球型基频和低阶震型谱峰分裂现象和地球Chandler摆动等方面. 文章还介绍了综合现代大地测量技术, 全球超导重力仪的长期、连续观测在地表水循环、同震和震后形变、地球慢形变和地壳垂直运动等方面将发挥重要作用的情况.     

基于Slepian方法和地面重力观测确定时变重力场模型: 以2011—2013年华北地区数据为例

时变重力场是研究地球系统内部物质运动和时空演化过程的有效途径.目前广泛使用的GRACE时变重力场模型受限于其空间分辨率（约400 km）,难以探测较小空间尺度的重力变化.本文首次尝试利用Slepian局部谱分析方法和多期地面重力观测确定更高空间分辨率的时变重力场模型.Slepian方法通过构建研究区域内的正交基函数,将信号能量集中在研究区域内部,是构建球面局部重力场模型的理想方法.本文根据Slepian方法的特点给出了区域重力场建模及参数优化的步骤,以我国华北地区为例,基于2011—2013多期地面观测确定了区域时变重力场模型,并与同区域由Slepian方法和GRACE卫星数据确定的重力变化进行了对比分析.结果表明：（1）贝叶斯信息量准则可作为确定Slepian展开最佳截断数的有效手段;（2）基于研究区域内现有重复测点数据,能够恢复120阶时变重力场,空间分辨率（半波长）约150 km;（3）2011—2013年间研究区域内GRACE估计结果与120阶地面结果在时空分布的显著趋势上存在较好的对应,证明了本文利用Slepian方法和地面观测所得时变重力场模型的可靠性.本文研究结果可为区域重力场建模提供新的参考,也可为华北地区水资源变化监测、构造活动分析以及地震风险性评估等研究提供高分辨率的时变重力场模型支撑.