测量仪器

CH20040783 用GWR-C032超导重力仪观测资料实施对LCR-ET20重力仪格值的精密测定/陈晓东(中国科学院测量与地球物理研究所)…∥测绘学报.-2003,32(3) .-219-223 利用我国武汉国际重力潮汐基准站GWR-C032超导重力仪与LCR-ET20重力仪的同址观测资料,采用多线性回归方法(Multi-linear Regression Technique)实施对ET20重力仪格值的精密测定,获得的格值为42.293 2±0.008 0×10~(-8)m×s~(-2)/V。用获得的格值对ET20重力     

iGrav-007超导重力仪格值的精密测定

iGrav超导重力仪是当前世界上最新型的便携式相对重力仪,可提供最稳定和最高精度的连续相对重力测量。利用武汉九峰台站FG5-112绝对重力仪与iGrav-007超导重力仪连续3天的同址观测结果,基于最小二乘线性回归和迭代算法,精密确定iGrav-007的格值。数据处理结果表明,iGrav-007的格值为(-91.640 2±0.085 2)×10-8 m·s-2/V,相对标定精度为0.092 9%,连续1天的FG5绝对重力观测获得的格值精度优于0.2%,连续3天的FG5绝对重力观测获得的格值精度优于0.1%。     

武汉基准台超导重力仪重力潮汐观测结果

本文采用重力残差信号对武汉基准台超导重力仪的原始观测数据（２０秒采样）作预处理，将原始观测信号分解成重力潮汐和残差两部分，在残差信号中消除一些已知的干扰因素的影响。利用ＥＴＥＲＮＡ软件作调和分析，两主波（Ｏ１和Ｍ２）的重力潮汐参数（振幅因子和相位滞后）为：Ｏ１：１．１７８８±０．０００６，－０．５９７５°±０．０２８°；Ｍ２：１．１７１３±０．０００２，－０．５８７３°±０．００８°经海潮改正以后，Ｏ１和Ｍ２波的潮汐参数与Ｗａｈｒ－Ｄｅｈａｎｔ潮汐模型值相比，振幅因子的偏差优于０．１％。     

用超导重力仪的潮汐观测资料研究海潮模型

系统研究了潮汐观测资料中海潮模型的适应性问题,用基于数值离散褶积积分方法获得的海潮负荷对武昌超导重务仪观测资料作负荷改正。结果说明,海潮负荷改正后的重力场观测残差大大降低了,与理论潮汐参数模型相比,８个主要潮流的平均振幅因子由改正前的１．３８％降至０．１３％和０．２６％。     

精密重力测量中相对重力仪格值系数的贝叶斯估计方法

相对重力仪的格值系数随时间会发生微小的变化,是影响精密重力测量精度的重要因素。通常需定期对相对重力仪进行专门的基线标定来评估仪器格值系数的变化。本文提出了一种利用重力观测数据进行格值系数评估的新方法,原理是利用测网中已知的多个绝对重力基准点作为先验约束,同时考虑仪器的非线性漂移变化,将格值系数作为超参数,基于贝叶斯原理和赤池贝叶斯信息准则（ABIC）估计最优值。通过对模拟数据的测试,该方法在高斯噪声和仪器非线性漂移等不确定性存在的情况下,可以获得格值系数的准确估计结果。对实测重力数据的测试表明：估计的格值系数与测量前在基线场标定的格值系数差值在5×10^-5以内;而且相较于采用标定不准确的格值系数,该方法可以获得与绝对重力测量结果差异更小的平差重力值。本文研究结果为有效提高精密重力测量的效率和精度提供了方法保障。     

武汉和京都台站超导重力仪高精度潮汐重力观测结果

利用高精度潮汐重力场观测研究地球物理学和地球动力学问题已成为当今地学工作者的共识.由于某些信号十分微弱且具有区域和全球分布特征,相当一部分信号被混合在常规仪器的观测噪声水平上,因此获得全球分布的第一手高精度观测资料显得尤为重要.超导重力仪具有精度高,连续性和稳定性好等特征,期望能在测定区域和全球重力场的精细结构方面发挥重要作用.有18个台站参加的全球地球动力学合作项目于1997年7月份开始实施,其主要目的是解决诸如固体潮、地核近周日晃动、核模、地球自转和极移,地球和大气海洋的耦合机理以及由构造运动引起的重力场变化等热点问题.我们曾研究过中比法三国的超导重力仪潮汐观测资料,获得了欧洲和亚洲不同地区潮汐常数及分布特征.本文将利用武汉和日本京都三台超导重力仪观测资料研究亚洲地区大陆和海岛上的潮汐波振幅因子和相位滞后的时间变化特征以及各参数的误差估计等,同时将检测由大气和海潮变化产生的重力信号.文章分数据处理方法、潮汐参数测定、大气重力信号、海潮重力信号、潮汐参数的时间变化、非潮汐重力场变化特征等几方面叙述.     

南极中山站重力潮汐观测的海潮负荷效应

综合分析了LaCoste-Romberg(LCR)ET21高精度弹簧重力仪1998年12月26日至2000年1月9日在南极中山站的重力潮汐观测资料，采用目前普遍使用的Schwiderski、Csr3.0和Fes96.2全球海潮模型研究中山站重力潮汐观测的海潮负荷改正问题。结果表明在南极地区，目前的海潮模型存在较大的不确定性，还不足以精密确定该区域的海潮负荷改正。经海潮改正后，重力潮汐观测结果与潮汐理论值之间还存在比较大的差异，观测的周日（01）和半日（M2）潮波重力振幅因子与相应的理论值之间的平均偏差分别为3．8％和7．8％。南极地区附近海域海水的变化半导致该地区海潮负荷响应非常明显的季节性系统变化。     

A10-022绝对重力仪在庐山短基线的测量试验与分析

A10流动式绝对重力仪通过近几年来的改进与实用研究,已说明其观测结果的稳定性、可靠性及具有较高的测量精度。利用A10-022绝对重力仪对庐山短基线部分重力基点进行绝对重力测量,试验结果表明利用A10绝对重力仪进行室外相对重力仪格值标定场的流动绝对重力测量,是可行的,测量稳定而高效,获得的各基点重力值相互独立,没有误差积累与传递,观测结果精度较高。     

关于拉科斯特G型重力仪标定的讨论

本文介绍了ＬＣＲ－９２０和ＬＣＲ－９２２两台重力仪在长基线以及短基线标定场上的三期标定情况。通过各期标定观测的初步质量分析和标定参数的解算，分析了仪器的格值和周期误差参数的变化规律，讨论了零漂和其它因素对仪器标定的影响。     

FG5绝对重力仪观测数据的实测重力潮汐改正

基于中国计量科学研究院北京昌平院区的超导重力仪iGrav-012实测重力潮汐数据,以FG5绝对重力仪为例研究了绝对重力观测中的实测潮汐改正问题,分析了用高精度超导重力仪获得的实测合成重力潮汐与理论合成重力潮汐间的差异。并采用iGrav-012超导重力仪和FG5X-249绝对重力仪两种实测数据对实测潮汐改正效果进行了验证。结果表明, FG5绝对重力仪中用的理论合成重力潮汐在考虑海潮重力影响后的结果与实测合成重力潮汐之差在1μGal之内,因此理论合成重力潮汐经过海潮重力影响改正后的结果可满足绝对重力观测精度要求,从观测精度来讲,无需对绝对重力的实测数据实施潮汐改正即可满足绝对重力观测的精度要求。但是FG5X-249绝对重力观测数据的潮汐改正结果表明,不同的潮汐改正方法对绝对重力观测值的影响不同,但这种影响较小,在0.1μGal的量级,因此建议只在高精度绝对重力观测中考虑实测重力潮汐改正。     

L＆R航空重力仪的水平加速度改正

L&R(LaCoste&Romberg)航空重力仪是我国首套航空重力测量系统的核心,主要由高精度的垂直加速度计和稳定平台组成.前者用于测量总加速度,后者使加速度计保持精确的垂直指向.飞行测量时,由于水平加速度的存在,稳定平台难以精确维持水平从而使加速度计偏离正确指向,由此产生了水平加速度改正.介绍了水平加速度计算的两种基本方法,即两步法与一步法,从理论上导出了其在平台倾角较小情况下的等价性.为有效地减弱因水平加速度改正不完善产生的系统性误差,提出了水平加速度改正的预滤波方法.通过平台倾角的谱分析,确定了预滤波尺度,即采用与平台稳定周期相当的低通滤波器进行预滤波.最后利用实测数据对此进行了验证和分析.结果表明, 利用预滤波尺度, 航空重力测量值与地面向上延拓参考值的系统差由5×10-5 m·s-2减小至0.5×10-5 m·s-2.     

L&R航空重力仪的水平加速度改正

L&R(LaCoste&Romberg)航空重力仪是我国首套航空重力测量系统的核心,主要由高精度的垂直加速度计和稳定平台组成。前者用于测量总加速度,后者使加速度计保持精确的垂直指向。飞行测量时,由于水平加速度的存在,稳定平台难以精确维持水平从而使加速度计偏离正确指向,由此产生了水平加速度改正。介绍了水平加速度计算的两种基本方法,即两步法与一步法,从理论上导出了其在平台倾角较小情况下的等价性。为有效地减弱因水平加速度改正不完善产生的系统性误差,提出了水平加速度改正的预滤波方法。通过平台倾角的谱分析,确定了预滤波尺度,即采用与平台稳定周期相当的低通滤波器进行预滤波。最后利用实测数据对此进行了验证和分析。结果表明,利用预滤波尺度,航空重力测量值与地面向上延拓参考值的系统差由5×10-5m.s-2减小至0.5×10-5m.s-2。     

系统自振对绝对重力仪的影响模式分析

隔振问题是绝对重力仪研制中的关键技术难题之一。在自主研制"小型mGal级绝对重力仪"过程中发现,除了需要克服地面振动的影响之外,系统自振的影响也不容忽视,最大能达到mGal量级。通过对研制样机实验观测结果的分析,研究了系统自振产生的原因以及对系统偏差与观测内符合精度的影响模式,并给出了改进方案,以消除"系统自振"的影响,提高研制仪器的观测精度。     

求定CG-5型重力仪静态漂移常数的方法研究

介绍了如何利用仪器的试验数据文件,在MATLAB中绘制静态漂移曲线和残余零漂曲线图的方法.设计了一款GUI用户界面,并给出了两种精确计算漂移常数数值的方法.通过多台仪器计算对比,该方法能够较好地检验仪器静态漂移特性.     

用潮汐重力仪探测引力吸收效应的可能性

用潮汐重力仪探测引力吸收效应的工作始于本世纪150年代,但至今仍然没有得到证实。一个可能的原因是引力吸收效应比理论预言值小得多。究竟情况如何,还有待更精密的实验。本文首先推导出了引力吸收效应方程及引力定律,结果与Harrison(1963)给出的一致;然后就如下几种情况对用潮汐重力仪探测引力吸收效应的可能性进行了探讨: 1) 利用地球作屏蔽;2) 利用月球作屏蔽;3).利用太阳作屏蔽;4) 利用人造地球卫星的摄动。     

FG5／240绝对重力仪成套设备的检定测量分析

详细介绍了FG5/240绝对重力仪的技术特点、测量原理和白家疃的试验观测,并就相配套的用于测量梯度的2台CG5相对重力仪(442、444)的检定项目和结果进行说明和分析,结果表明:2台CG5相对重力仪完全满足规范要求,FG5/240绝对重力仪的试验测量结果的标准偏差优于±2.0×10-8 ms-2,能够用于陆态网络工程任务中部分基准站的绝对重力测量。     

最小二乘谱及其在超导重力观测数据分析中的应用

运用投影理论和基于向量空间中最小二乘平差原理,介绍了最小二乘谱分析方法,给出了最小二乘谱的计算公式。利用加拿大超导重力观测数据实例,讨论了最小二乘谱分析的策略和步骤。     

国际GGP计划和武汉超导重力仪观测

介绍了近年来应用部分超导重力仪观测研究地球动力学研究方面的成果 ,包括精密测定地球潮汐常数 ,研究大气和海洋潮汐信号 ,确定地球自由核章动参数和检测地球自由振荡等内容。     

L&R海空重力仪测量误差综合补偿方法

为了削弱各类误差源的影响,提出了一种两阶段误差综合补偿方法:第一阶段采用相关分析法对仪器厂家标定的交叉耦合改正(CC改正)的不足进行修正;第二阶段采用测线网平差对各类剩余误差的综合影响进行补偿。实际观测数据处理结果验证了该方法的有效性和可靠性。