重力垂直梯度和重力异常辅助导航SITAN算法结果分析

在重力辅助惯性导航的仿真计算中,重力异常是人们常采用的辅助数据,重力垂直梯度数据对惯性导航的辅助能力还没有涉及过。利用重力异常数据和重力垂直梯度数据,在同一个区域内进行了多条航线SITAN匹配算法的仿真计算,并对SITAN算法的初始定位结果和匹配辅助导航的结果进行了统计分析。结果表明,无论在初始定位能力上还是匹配辅助导航能力上,重力垂直梯度的数据结果要好于重力异常数据结果。     

基于拉格朗日中值定理的航空重力异常向下延拓方法研究

基于拉格朗日中值定理,改进使用重力异常垂直梯度进行重力异常向下延拓的方法,通过重力异常向上延拓后差分以及线性外推,得到更加准确的应用于向下延拓的垂直梯度近似值.首先介绍利用拉格朗日中值定理计算重力异常垂直梯度并进行向下延拓的基本原理,给出进行航空重力向下延拓的基本步骤;然后基于EGM2008全球重力场模型说明重力异常垂...     

中国西部地壳垂直运动引起的重力场空间变化特征

结合中国西部区域的数字高程数据以及地壳垂直运动速率数据,计算中国西部地区地壳垂直运动引起的重力场变化的分布,并与卫星重力观测结果进行对比。研究表明：中国西部区域的重力场变化与地壳垂直运动速率场变化有很强的相关性,青藏高原以南的喜马拉雅山脉地壳上升运动速率最大,其引起的重力变化为正的最大值;准噶尔盆地地壳下沉运动速率最大,其引起的重力变化为负的最大值;塔里木盆地及柴达木盆地地壳下沉运动速率相对较小,相应地引起的重力变化值相对较小。     

粘弹性半空间内膨胀引起的地表垂直位移和重力变化

研究了粘弹性半空间内膨胀（Ｍｏｇｉ模型）引起的地表垂直位移和重力变化，推导了Ｍａｘｗｅｌｌ半空间模型的解析计算公式。数值结果表明，地表垂直位移、重力变化以及重力变化与地表垂直位移之比受介质流变特性的影响很大。因此，在解释和模拟火山区、地壳隆起区、地热场等长期地表形变和重力观测时需考虑介质的流变特性影响。     

不同区域地震前重力变化与垂直形变关系的差异性及其可能机制

为了探讨不同区域地震前重力变化及其与地壳垂直形变关系差异性的可能机制，本文首先研究了地震前膨胀体在不同应力状态下四种性质不同的徽裂隙所引起的重力变化及其与垂直位移的关系，给出了相应的一些数值结果。分析了震源体处在不同力学和构造环境下，重力变化可能存在的差异以及唐山地震前重力变化的可能机制。研究结果表明，不同区域地震前重力变化与垂直位移关系的差异的一种可能机制是由于震源体所处的力学和构造环境不同，造成膨胀体内微裂隙破裂方式不同所引起；唐山地震前重力变化则可能是震前在震源区内丛集了大量垂直向张性微裂隙以及深部物质迁移至微裂隙中。     

局部热膨胀产生的重力异常及其构造意义

地热梯度的增加不仅引起地壳的体积变化，而且使地壳的荷载发生变化。定量计算表明，在均衡深度以上，局部地壳地热梯度的增加将产生重力负异常。随之而来的地壳均衡运动会造成２ｋｍ左右的地壳上升，用以补偿膨胀后地壳的质量亏损。     

局部形变地球表面的重力垂直位移梯度

本文给出了几种地球物理现象的简单源模型所产生的局部形变地球表面的真重力垂直位移梯度,着重讨论了静态位错源的真重力垂直位移梯度的分布特征。在考虑大地水准面的高随时间变化的条件下,讨论了真重力垂直位移梯度与视重力垂直位移梯度的关系。     

芦山地震科学考察观测到的重力变化

利用芦山地震科学考察流动重力观测成果及科考区域内其他流动重力观测资料,系统分析芦山地震前后重力场变化特征。结果表明：1）地震前,重力场变化显著异常特征主要表现为龙门山断裂带两侧正、负高值异常以及与龙门山、鲜水河、大凉山断裂平行或垂直的较大规模重力变化梯度带,与汶川地震前重力变化特征一致|2）地震后,重力场变化沿龙门山发生反向调整|3）中下地壳物质的生热、膨胀可能是松潘-甘孜块体震前重力变化的场源,并可能成为芦山地震及汶川地震的重要触发因素。     

应用地形信息精化山区大地水准面

在介绍由高程异常确定大地水准面有关理论的同时,提出了用地形质量计算重力异常垂直梯度的方法,结合高程异常资料,可以使山区大地水准面得到精化。将本方法应用于珠穆朗玛峰,获得其大地水准面高为－ ３０．３６ ｍ 。     

日本东北大地震引起的洋底地壳和海水质量重分布效应分析

采用两种方式得到2011年日本东北大地震引起的洋底垂直形变数据,通过傅里叶变换和傅里叶逆变换计算得到洋底地壳垂直运动产生的洋底地壳与海水物质交换导致的重力效应。分析这两种方式得到的重力变化并与利用GRACE提取的重力变化对比,结果发现此效应显著,在提取同震重力变化时不可忽略。     

绝对重力仪测量有效高度确定

在重力梯度已知的情况下,认为按照四阶模型得到的重力值为起始高度z=0处的重力值。在被测点重力梯度未知的情况下,推导了一组简单公式用于计算绝对重力仪测量有效高度,该公式适用于初始位置以及初始速度均不为0的情况。用该方法得到的有效高度将计算的100个重力值归算到起始点,精度在1 μGal以内。     

顾及垂直形变速率影响的茅山地区重力场变化

利用CORS获得的垂直形变速率,对CG-5测得的重力变化进行布格梯度改正,绘制茅山断裂带周边真实的区域重力场,并分析其变化。选取茅山断裂带附近18个相对重力点进行同步GPS-RTK测量,将测量数据进行对比分析,并将GPS所测高程变化量作为重力值归算依据;以2014年重力值为基准,将2016～2017年3期重力测量值进行梯度变化修正,绘制重力场异常等值线图,并对茅山断裂带重力场异常变化进行研究。结果表明,将未进行高程修正前的重力场差分图与修正后的进行对比,其形态发生较大变化,高梯度区域和零值线方向均发生改变。该研究成果对依据差分变化趋势判定年度异常区具有重要意义。     

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晋冀蒙地区的垂直形变特征

基于1998、2006和2013年3期水准复测资料,平差计算得到1998~2006年和2006~2013年的垂直形变速率及其垂直形变速率梯度。根据计算结果研究晋冀蒙地区的地壳垂直形变运动趋势以及主要断裂带的活动性,分析区域垂直形变速率和垂直形变速率梯度的演变。结果揭示出吕梁山地块后一时段上升速率增加、太行山地块由前一时段上升变为后一时段下降、盆地地带变化复杂的垂直形变态势。     

龙门山北段天井山构造特征及成因模拟

根据地震资料、钻井和野外调查等研究,认为天井山构造带广泛发育重力滑动构造、断层转折褶皱、倒转背斜和双重构造等构造样式.天井山构造带变形具有垂向分层特点:上部构造主要为断层转折褶皱,02tjs10测线附近变形强度最大,向两端变形逐步减弱;下部构造为多个逆冲岩片叠置所构成的双重构造.通过构造物理模拟实验,证实天井山构造带在北西—南东向挤压应力作用下变形序列为前展式逆冲叠瓦式构造组合;天井山构造带存在多个滑脱层系,才会形成分层变形、垂向叠置的不协调收缩构造变形.该研究可以为天井山构造带乃至龙门山油气勘探提供指导.     

海洋垂直重力梯度异常的计算及其在地形反演中的应用

将测高重力异常、局部大地水准面和垂线偏差作为输入数据,计算海洋垂直重力梯度异常。以中西太平洋海域作为研究对象,对垂直重力梯度异常和海底地形的相关性进行分析,在20~200 km波段范围内利用梯度异常推估海底地形。结果表明,反演地形的相对精度在7.14%左右,在多海山地区精度较差。     

重力卫星观测俯冲带特大地震同震重力场变化

利用去相关的DDK3滤波器对得克萨斯空间中心（CSR）发布的GRACE RL06月重力场模型数据进行处理,采用多项式拟合时间序列分析方法成功提取了2004年苏门答腊M_W9.3、2010年智利M_W8.8和2011年日本东北M_W9.0三个地震事件的同震重力变化、大地水准面变化、垂线偏差变化及重力梯度变化。结果表明,3个震例的同震重力变化范围分别为-15.5~6.5 μGal、-9.1~2.1 μGal和-11.1~4.2 μGal;同震大地水准面变化范围为-5.9~0.8 mm、-3.0~0.8 mm 和 -3.2~0.5 mm;垂线偏差NS向变化范围为 -1.2~2.2 mas、-0.9~1.0 mas 和 -1.1~1.4 mas,EW向变化范围为 -1.8~1.0 mas、-0.8~0.8 mas和 -0.7~1.0 mas;重力梯度各分量数值中,rr分量同震变化最大,其次是rθ分量。3次地震的同震信号空间分布均表现为：同震大地水准面和重力变化信号呈非对称两极分布;垂线偏差呈负-正-负或正-负-正三极分布;重力梯度变化信号呈较复杂的多极分布。观测结果与现有的球体位错理论计算结果较一致,可作为重力卫星数据约束震源机制和地球粘度结构的可靠信号来源。