不同来源重力数据在海洋重力编图中的拼接——以南通幅海洋重力编图为例

以南通幅海洋重力编图为例,论述了如何应用海洋重力与陆地重力以及卫星重力数据等不同来源的重力数据进行海洋重力编图。讨论了编图中关键问题,如各种数据的统一改算问题,包括统一的重力基准网、统一的正常重力公式、统一的投影方式;不同来源数据间的拼接调平问题;卫星重力数据使用范围问题等,并对最新的南通幅编图结果与以往相同范围内的编图进行了比较。     

多类资料计算南海重力垂直梯度的方法比较

重力垂直梯度在解决和解释地球表层地质和地球物理问题中的作用日益明显,因而获得其模型和分布是非常必要的。利用测高卫星可以得到空间大范围高精度、高分辨率的垂线偏差、重力异常以及大地水准面数据,利用测高重力资料和地球重力场模型,采用不同方法分别计算了南海海域重力垂直梯度,并对它们进行了比较。     

重力异常值的换算

本文论述的问题是在使用不同重力值系统和正常值公式的重力测量资料,图件时所必须解决的技术性处置,并提供10°—40°N范围内不同的正常重力值公式间的换算数据表。     

经验模分解在动态重力测量数据处理中的应用

在动态重力测量中,测量结果会受到各种因素的影响,尤其是载体的动态运动会引起重力测量结果的波动。针对这一问题,研究了经验模分解的方法在动态重力测量中的应用,并利用捷联式重力仪SGA-WZ02的实测数据对经验模分解的方法进行了验证。实验结果表明,通过经验模分解能够消除载体运动对重力测量的影响,重复测线的数据表明了通过经验模分解处理之后重力异常的重复性从0.881m Gal提高到了0.611m Gal。     

海洋重力资料整理技术与软件实现

针对海洋重力测量成果规范化整理与重力异常计算软件开发问题,重点讨论了重力掉格校正与测线文件获取的可视化方法;引入贝塞尔方法计算船速和航向,并进行厄特渥斯校正.在此基础上,依据海洋重力调查规范,基于图形可视化技术开发了一套具有人机交互功能的海洋重力资料整理软件.     

基于DTU重力数据检查海洋重力测量成果的质量

在海上复杂的环境下进行重力测量,重力仪及技术人员的操作难免会出现各种各样的问题,导致测量的成果精度降低,甚至不符合规范要求。目前检查海洋重力测量成果质量的主要方法是内符合法,主要采用主测线、检测线交叉点的差值,或重复测线相邻点的差值来评估测量成果的质量。介绍了内符合法存在的弊端,比较了DTU重力数据与重力仪实测数据的精度,叙述了基于DTU重力数据检查海洋重力测量成果较大系统差的可行性,以模型数据为外符合数据源来检查实测成果的质量,作为内符合法的补充,是十分必要的。     

惯性技术视角下动态重力测量技术评述(一):比力测量与载体动态的影响

重力测量系统中测量的重力,即重力加速度,是一种特殊的加速度,因而重力传感器是一种特殊的加速度计。在动态场合,现代重力仪一般采用基于陀螺仪构建的各种平台为重力传感器提供姿态基准。因此采用加速度计和陀螺仪这些惯性元件的动态重力测量系统可以看做是惯性技术的一种具体应用。从惯性技术的角度对动态重力测量的理论和现状进行了分析。首先介绍了在地球表面附近进行重力测量时涉及的参考坐标系。然后详细推导了动态重力测量的基本理论,即比力测量理论,指出比力方程是动态重力测量和惯性导航的共同基础。最后对不同载体对动态重力测量系统的影响与要求进行了分析。     

弹子式活塞

活塞是重力活塞取样管的重要部件。重力取样管已有100多年历史,其结构和形式都有很大的改进,其中根本性的改进是装配上活塞和抗衡装置,成为重力活塞取样管。重力活塞取样管在合理调整刀口的内摩阻系数的情况下,加上活塞的抽吸作用,可以最大限度地减少沉积物与内管壁之间的摩阻力,减少管柱效应,可以尽可能保持样品的完整性,提高取样率。然而,使用过程中发现最初的普通活塞存在两个问题。一是当沉积物没有贯满样管时,     

空中重力测量数据代表地面数据的误差分析

利用严密的向上延拓公式将地面重力数据上延至空中不同高度,而后与相应的地面重力数据比较从而得到不同高度的代表误差。通过两个不同地形区域的实际算例表明,对于地形平坦区域,在1km高度以下,5＇空中重力数据直接代表地面重力数据的误差小于1mGal,在满足测量规范要求下,空中重力数据可以不用向下延拓而直接使用。对于地形复杂区域,当空中测量高度大于1km时,空中重力数据的代表误差大于3.3mGal,因此必须考虑向下延拓的问题。     

重力式海洋平台沉箱的断裂分析

研究重力式海洋平台沉箱的表面裂纹最大深度,通过考虑沉箱有一个内表面裂纹,将问题简化为无裂纹重力式平台问题和带裂纹矩形板问题的叠加,应用有限元方法对重力式海洋平台无裂纹情形进行了静力分析,得到了与裂纹位置对应处的环向拉应力。计算裂纹矩形板的应力强度因子,得到海洋环境荷载下沉箱内表面裂纹的最大深度为0.066 8m,计算结果可供海洋平台的设计参考。     

基于重力梯度的潜艇探测方法研究

提出了一种基于重力梯度探测潜艇的新方法。借助计算机代数系统Mathematica,计算了模拟潜艇在不同位置产生的重力垂直梯度,分析了其变化情况,结果表明如果现有的重力梯度仪精度为10-4E,即使下潜深度达300m,在海面上100m范围内也能够探测到;当重力梯度仪的精度达到或超过10-6E时,可在海面上1000m范围内实现探测。     

重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算

为提高利用重力异常计算重力异常垂直梯度中央区效应的精度,视中央区为矩形域,将重力异常表示成双三次多项式插值形式,引入非奇异变换,推导出了重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算公式。以低纬度区域分辨率为2＇×2＇的重力异常数据为背景场进行了仿真分析,结果表明在解算计算点所在的1个网格的中央区效应时,传统公式与本文导出公式计算结果差值的最大值达数E。该导出公式可为重力异常垂直梯度中央区效应的精密计算提供理论依据。     

利用卫星测高垂线偏差计算其他重力场元的特性分析

利用卫星测高技术确定海洋重力场,垂线偏差数据作为导出观测量在实际工作中被普遍采用。利用物理大地测量边值问题的定义以及扰动位在球面边界条件下的解,给出了由垂线偏差计算大地水准面高、重力异常和扰动重力的公式。分析了不同积分计算公式在重力场阶谱表达形式下对垂线偏差误差的抑制作用,也分析了不同积分核函数的变化特性,得出基本结论:在利用卫星测高数据求解海洋重力场时,当以格网化海面垂线偏差数据计算重力场参数时,求解的大地水准面高的有效性和稳定性优于重力异常和扰动重力。     

尼日利亚南部大陆边缘重力场特征及解释

利用中国-尼日利亚国际合作航次获得的船载重力数据,分析了尼日利亚南部大陆边缘的自由空间重力异常和布格重力异常特征,并通过两条从陆架—陆坡—陆隆一直延伸到深海盆地的重力剖面拟合出地壳密度结构。研究结果表明,地壳厚度总体上从陆架、陆坡至深海平原呈现阶梯状减薄的趋势,东侧的减薄幅度大于西侧,东侧从24 km减小到10 km,西侧从21 km减小到14 km。     

顾及仪器参数和基准的高精度重力控制网抗差估计

考虑观测仪器系统参数以及异常观测数据对参数估值的影响,讨论了平差中系统参数、重力基准的选择,并采用抗差剔除或削弱异常观测数据的影响,采用实际观测数据进行了试算。     

EGM96与EGM2008地球重力场模型精度比较

给出了由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式,利用36阶、360阶EGM96、EGM2008地球重力场模型计算了国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差,并将其与实测数据进行比较,从而对这两种模型的精度进行了分析和比较。结果表明,在表示国内某地区格网点重力异常时,EGM2008模型精度较高;在表示地面垂线偏差时,两种模型的精度相当。     

海空重力测量技术进展

简要分析了现有三类重力测量技术手段整体发展状况及其特点,全面阐述了国际、国内海空重力测量技术的起步、发展与现状,综述了国内外主要海空重力仪的性能技术指标,介绍了国内海空重力测量系统研制与试验情况。     

台湾的现代构造地貌及其深部重力机制问题

经过三维重力正演计算，我们从台湾的布格重力异常中求得了深部重力异常，其深度相当于地壳下层。分析对比之后发现，深部重力异常等植线的形态，较好地反映了台湾的现代构造地貌特征。如东部等值线的同步弯曲，犹如错断水系，反映现代板块运动的方向；中部大面积零值和负值线圈闭，反映中央山脉的整体上升；在一些等值线聚合成梯度的地带，又往往是某些深断裂的反映。是否可以这样认为，深部重力异常是地壳深处介质密度沿某一方向的