垂直形变监测中引入重力观测值的可行性研究

全面分析重力测量的各种误差和目前能达到的精度后，对垂直形变监测中引入重力观测值的可行性进行了具体研究。结果表明，若仅是为了测定点的垂直位移的高程速率，增加重力测量数据后对形变分析的精度增益十分有限。但是对于大跨度垂直形变监测和局部地区突发性垂直形变测定，重力测量方法可以及时掌握垂直形变的趋势     

监测大区域地壳垂直形变的重复精密重力和水准测量联合平差模型

随着精密绝对和相对重力测量仪器的巨大改进及精度的极大提高，用重复精密重力测量的方法监测大区域地壳垂直形变已成为可能。与复测精密水准测量比较，它具有观测周期短、所花人力物力少、误差积累不象水准测量受大气垂直折光影响那样显著等优点，特别是在进行重复绝对重力测量的情况下能确定地壳的整体垂直位移。本文提出了两期重复重力和水准测量的三种联合平差模型，讨论了重力-高程因子的确定以及整体位移计算等问题。     

利用CORS站网监测三峡地区环境负荷引起的地壳形变与重力场时空变化

受地球动力学因素特别是地球表层大气、地表水及地下水动力环境影响,地面站点位置、地球重力场及大地水准面随时间变化。以三峡地区CORS站网为主,少量重力台站为辅,采用负荷形变与地球重力场严密组合方法,综合确定了2011-01-2015-06三峡地区环境负荷驱动的地壳形变与重力场月变化,结果显示:（1）CORS站网具备地壳垂直形变、大地水准面及地面重力变化的监测能力;（2）三峡地区地壳垂直形变年变化幅度36.1 mm,大地水准面年变化幅度28.2 mm,地面重力年变化幅度117.4 μGal;（3）CORS站网地面重力变化监测精度水平不低于流动重力场重复测量;（4）CORS站网地壳垂直形变与地面重力变化监测具有一定的外推预报能力。     

三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变与重力变化监测

监测三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,对三峡水库的安全运行和区域地质灾害监测防治等具有重要意义。本文从直接计算、实际测量和综合解算3个方面研究了三峡库水位变化过程中地壳垂直形变和重力变化。基于资源三号卫星影像提取的水体数据,结合水位数据,直接计算了三峡水库蓄放水从145~175m每隔5m的影响,地壳垂直形变最大可达30mm,对重力影响超过20μGal(1Gal=10~(-2) m/s~2)的范围距离长江中心线约2km内。库区较近的巴东CORS站(ES13)能够实际测量到库水位变化过程中的地壳垂直形变。由于目前三峡库区的CORS站和重力台站数量较少,分布不均,还不能满足紧密跟踪三峡库水位变化过程中的监测需求。利用三峡地区26座CORS站和部分重力台站数据,基于负荷形变理论和球谐分析方法,综合解算了库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,与实际CORS监测结果一致。通过对比分析发现,基于CORS站网的综合解算,能够有效提升对库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化的监测能力。     

基于Android平台的两种重力垂直梯度解算方法研究

重力垂直梯度测量在地球物理勘探中发挥着重要作用。通过测量实验,快速准确计算出重力垂直梯度值尤为重要。目前测定重力垂直梯度的方法有两种:传统测定法、同步观测法。针对重力垂直梯度测量进行需求分析,采用这两种重力垂直梯度解算原理,设计开发一款基于Android平台重力垂直梯度解算软件,其具有采集数据记录、数据处理、限差检验、精度评定和数据查询功能。最后,通过实地重力垂直梯度测量试验,对该软件进行运行性能和结果可靠性验证,并对比两种解算方法的精度。试验证明,该软件的两种解算方法都能够满足重力垂直梯度测量精度要求。     

重复精密重力测量对水准测量平差成果的加强和改善

重复绝对重力测量除了可以确定地壳的整体垂直位移外，本文着重以精度、可靠性和灵敏度为比较准则讨论加进重复重力测量后的联合平差对单独水准平差成果的加强和改善；结合模拟计算分析了这种改善与重力、水准观测精度、测区大小以及重力-高程因子之间的关系；指出了重复精密重力测量在地震予报各阶段中的重要意义，提出了对重复精密重力测量在应用中的一些看法。     

利用CORS站网监测温州-丽水区域环境负荷对地壳垂直形变和重力变化的影响

基于CORS(continuously operating reference stations)站网综合解算,采用负荷场移去恢复技术,研究了温州-丽水区域环境负荷引起的地壳垂直形变与地面重力时空变化,并与GRACE (gravity recovery and climate experiment)重力卫星结果进行比较。研究发现:①环境负荷对地壳垂直形变与重力变化的影响分别达到厘米和十几微伽量级,季节性变化特征显著;②冬季地壳垂直形变与重力变化分别呈现由西至东依次递减与增加趋势;③与GRACE结果相比,除局部区域存在差异,整体上时空变化趋势具有较高一致性;④CORS站网能够监测地表环境负荷引起的地壳垂直形变与重力场时空变化。该研究结果可为环境动力学研究与地质灾害监测预警提供重要参考。     

用大地测量方法分析三江地区运动态势

本文利用绝对重力测量、重力场、形变和GPS测量资料浅析该地区水平和垂直形变态势。用5′×5′实测资料编绘了布格异常图,编绘了1975～1997年川西垂直形变速率图及多年绝对重力变化图等。经分析研究有以下初步结果：1.重力异常等值线展布形态与构造格局一致,由北向南倾。此外,还发现了一条东西向异常梯级带,估计是一条未被证实的东西向断层,且是一条与构造活动密切相关的断层,应予以关注;2.布格异常等值线的舌状态势反映了川滇菱形断块南南东向楔入的运动状态。另外断层若是水平错断,则在布格异常图上没有梯级带表现;3.研究结果表明,川西地区的垂直形变是以隆升为主的继承性运动,北部山区的隆升速率大,由北向南,垂直形变速率绝对值减小。滇西的垂直形变速率与绝对重力的时间变化率基本呈逆相关。洱源、丽江位于隆升速率大的地区,也是绝对重力变化负值大的点,下关则位于垂直形变速率平缓的零值附近,它的绝对重力变化值也最小。     

影响相对重力测量精度因素的探讨

对影响相对重力测量精度的因素进行了分析,给出了相应的消除方法、计算公式和影响量级,并对重力垂直梯度对相对重力测量精度的影响进行了重点讨论。     

航空重力测量对飞机定位数据的精度要求

差分动态ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）定位系统的发展给航空重力测量的研究活动注入了新的活力。本文依据我国目前航空重力测量的总体技术指标，讨论了航空重力测量对ＧＰＳ数据的精度要求，并与目前ＧＰＳ所能达到的精度作了比较，结果表明：ＧＰＳ已能基本满足航空重力测量所需的精度要求，但为精确确定垂直扰动加速度必须结合应用高质量的数字滤波器。     

航空重力测量精度估计

本文从航空标量重力测量的基本数学模型出发，对航空重力测量各测量值及各改正项的精作了估计，重点讨论了利用ＧＰＳ确定垂直加速度的精度问题。     

永兴岛基准站的绝对重力测定

主要描述了FG5绝对重力仪在永兴岛基准站测量的实施过程,重力垂直梯度和水平梯度的测定方法、结果及精度统计,永兴岛基准站绝对重力最终结果的测定精度为4.69×10-8ms-2。     

重力测量在三峡库区形变监测中的作用

阐述了重力测量在三峡库区形变监测中的作用。     

航空重力测量中垂直加速度确定方法的比较

垂直加速度是航空重力测量的重要改正项之一。文中概述了利用GPS确定加速度的基本方法，从理论上分析了GPS确定垂直加速度的精度，并利用航空重力测量实测数据，比较分析了惯常使用的3种垂直加速度确定方法．得出了若干初步结论。     

航空重力测量的偏心改正

导出了航空重力测量偏心改正的实用计算公式 ,利用某航空重力测量实测数据 ,计算了位置、速度和加速度的偏心改正 ,并对垂直加速度、厄特弗斯改正、水平加速度改正和空间改正的偏心影响进行了详细分析 ,讨论了偏心改正对偏心距、姿态角的测定精度要求。     

单频静态GPS在滑坡监测中的高程精度分析

GPS给测绘工作带来了极大的便利,其平面测量精度已达到亚mm级。但由于受电离层、多路径效应、几何精度因子和天线高量取等因素影响,GPS测得的高程数据很少被精密测量工作者采用。在三峡库区树坪滑坡合理布设形变监测网的基础上,经长期监测得出大量水准和GPS实测数据;以水准测量数据为基准,分析单频静态GPS测量高程在滑坡垂向形变监测中的应用精度。结果表明,单频静态GPS的垂向形变监测精度为±2 cm;依照滑坡监测规范,形变监测精度应大于其测量周期内形变量的1/5,因而可以得出单频静态GPS适用于监测周期内垂向形变在10 cm以上的滑坡的结论。对于树坪滑坡,第2期到第3期的垂向形变达到30 cm,GPS测量可以很好地提供监测数据,但不适用于其他处于缓变状态监测周期的滑坡。     

基于水准与重力资料的首都圈地区形变分析

针对近年来首都圈地区形变分析手段的单一性,该文利用该地区2001、2007、2014年3期精密水准复测资料和2009、2014年两期流动重力数据,处理获得该地区2001—2007和2007—2014两个时间段的垂直形变特征和2009—2014年重力场累积动态变化特征,同时利用水准资料对同期重力变化结果进行垂直形变效应改正,获取校正后的重力场变化特征。实验结果表明:首都圈平原地区受华北地下水开采影响较为严重,垂直形变呈现明显的下沉现象,而在山区可以较为客观地反映构造运动信息。重力变化的垂直形变效应改正量基本在10×10-8(m·s-2)以内,对异常形态没有影响,研究区的重力场变化主要是对地壳深部介质密度变化和物质迁移过程的主要反映。     

基于多源InSAR数据的三维地表形变解算方法研究

随着不同成像参数SAR卫星不断发射升空以及新的InSAR技术不断出现,同一地区可以获取多尺度、多源、异质的InSAR地表形变监测数据。将这些多源InSAR地表形变监测数据作为观测量,实际三维地表形变作为未知参数,建立模型并解算,实现东西、南北和垂直向地表形变监测,为地质灾害预报及监测提供更全面的基础资料。本文以InSAR三维地表形变解算为核心研究内容,针对大梯度、轨道和地形、粗差等因素对解算精度的影响,利用现代测量数据处理理论和方法,消除或抑制上述因素导致的各类噪声,实现多源InSAR数据的三维地表形变高精度解算。     

近景摄影测量监测网的建立及其数据处理

介绍为采用近景摄影测量的方法进行储气罐容积测定与形变监测,而建立的监测网的精度要求,布网方法,观测与数据处理等问题。     

GPS多天线大坝形变监测系统研究

传统的精密GPS测量应用于大坝形变监测领域虽然有诸多的优点，但是成本过于高昂，难以在实际工程中推广应用。针对这一问题研究一种有效的GPS多天线形变监测系统，开发配套软件，并采用该系统进行大坝监测试验。结果表明，GPS多天线形变监测系统拥有与常规精密GPS测量相当的精度，但大大地降低监测系统的成本，同时还具有较高的自动化程度，拥有良好的应用价值。