国家水准原点网重力异常影响

介绍了国家水准原点网的情况,概括了水准面不平行改正、空间重力异常、布格重力异常和重力异常改正的计算方法,并利用实测重力值和高程数据进行计算分析,发现该区域重力异常影响极其微小可忽略不计。     

月球重力异常及其计算方法

从物理意义角度出发,尝试给出了合理的月球重力异常的计算方法,并且分析了其影响因素。最后得到物理意义明确的月球全球布格重力异常,并对其进行了初步的地质解释。     

均衡重力异常的应用

通常认为均衡重力异常的变化梯度比布格异常和布地异常的变化梯度较为平缓，在重力异常的拟合计算中，为提高拟合精度，时常强调要求采用的均衡重力异常，本文通过分析计算，对均衡重力异常的应用范围提出了新的见解，对合理应用均衡重力异常，有效地提高应用的精度有实际意义。     

西太平洋海域卫星测高重力垂直梯度分布

从地球重力场基本理论出发,推导了重力垂直梯度计算的数值积分公式,并利用由多颗测高卫星联合反演的2'×2'海洋重力异常资料,解算了西太平洋海域重力垂直梯度.将计算所得的重力异常垂直梯度与现有资料进行比较,其差值均方根为±10.08E,表明两者精度相当.此外,还对差值大小和空间分布进行了深入分析.     

利用重力异常信息获取梯度全张量

重力位二阶梯度张量反应了重力异常的空间变化率[1],特别适合于探测或研究局部的小地质体及其细节.本文在地球外部重力场基本理论的基础上,围绕如何利用重力异常信息计算获取重力梯度张量的理论与方法展开了研究.通过实验对比,验证了重力梯度较之于重力异常更能反应细致的局部特征.     

区域重力调查成果在江苏地区高精度水准测量改正中的适用性分析

本文分析了空间重力异常精度对水准测量高差重力异常改正的影响。在江苏两处试验区分别采用实测重力和布格异常数据库两种改正方法,计算测段重力异常改正值,对比两者间的差异。结果表明：未顾及地形起伏的实测重力点分布是导致两种改正方法改正值差异大的主要因素;地形起伏较大区域,水准线路出现转折或倾斜过大时,需加测重力,采用实测重力进行水准测量高差重力异常改正;平坦小区域内,利用布格异常数据库与实测重力进行水准测量高差重力异常改正的精度相当。     

利用空中平均重力异常确定区域大地水准面

提出了直接利用空中平均重力异常计算区域大地水准面的方法。模拟计算的结果表明, 该方法与传统的利用地面平均空间重力异常确定的大地水准面精度相当, 但其显著优点是勿需空中重力异常的向下解析延拓, 从而可以避免延拓误差对大地水准面精化的影响。     

基于地球物理信息构建全球重力异常模型方法的探讨

平均重力异常是地球重力场的基本数据,在垂线偏差、高程异常、扰动重力等的计算中都要用到平均重力异常。本文在全球高程、地壳密度、海深等地球物理信息的基础上,依据均衡理论和逆威宁-曼尼兹公式两种推估重力异常的方法,在理论上对构建全球重力异常模型进行了探讨。     

利用重力数据反演中国东海海域莫霍面深度

莫霍面是地壳与上地幔的分界面,莫霍面的研究有助于认识地球深部构造及演化。在以往的研究中,由于重力反演方法、使用资料不同,中国东海海域莫霍面深度反演结果有较大不确定性。通过收集中国东海海域高精度地形和自由空气重力异常数据,计算了布格重力异常并分析了其构造特征。提取了中国福建省大田至中国台湾省花莲剖面和中国东海陆架盆地至菲律宾海盆剖面的重力异常数据,采用人机交互正演、反演拟合技术得到了这两条剖面的地壳密度与莫霍面深度。通过向上延拓的方法提取了莫霍面所引起的重力异常,在两条剖面反演结果和地震探测结果的约束下进行Parker-Oldenburg界面反演,得到了该地区的莫霍面深度。反演结果显示,中国东海海域莫霍面深度的变化范围为-34.4~-8.8 km,其结构呈两凹两凸的特征。     

我国5′×5′平均空间重力异常的计算及检核

阐述了适用于5种不同情况的5′×5′网格平均空间重力异常及其中误差的计算方法;给出了计算结果和误差统计;用实测值检核了各地区的推值误差,并依此估计出本次计算的我国陆地和海洋5′×5′平均空间重力异常的总体精度约为±9×10-5ms-2。     

基于MapX控件技术的自动化重力粗差探测

重力数据作为研究地球重力场的基础数据,应用十分广泛,其数据质量的优劣直接影响着应用结果的好坏,本文介绍了布格异常重力粗差探测方法,利用数据库和Map X控件技术实现自动化粗差探测,采用粗差剔除后的重力数据得到了我国高精度的垂线偏差、高程异常模型,证明了该方法的正确性。     

利用InSAR技术分析昆明城区地面沉降对重力异常的影响

首先利用重力归算原理推导高程变化对重力观测值的影响,计算因高程变化导致重力布格异常改正、空间改正和层间改正。然后利用昆明市多年的InSAR影像资料,计算城区地面沉降变化量,在重力数据处理过程中结合InSAR技术得到地表沉降变化量,以及因地质密度变化引起的精确的重力值,进而计算得到该部分变化对昆明地区重力异常的影响情况。本文结合重力异常在地震方面的应用,说明提高重力测量精度在地质灾害中的意义。     

基于实测重力数据的秦岭地区均衡异常与垂向构造应力分析

确定秦岭地区准确的均衡异常与垂向构造应力对认识该地区深部构造特征、动力学机制等具有重要意义。目前,高精度重力数据是获取均衡异常与垂向构造应力的重要手段之一。采用高精度重力/GPS联测数据,得到秦岭地区的自由空气重力异常与布格重力异常,反演均衡异常与垂向构造应力。研究结果表明,均衡面深度在40~49 km之间,莫霍面深度范围为39~48 km,垂向构造应力大小在-28~24 MPa之间。秦岭北侧的渭河盆地处于不均衡状态;四川盆地北部的均衡异常与垂向构造应力几乎为零,地壳处于均衡状态;在秦岭出现局部的负均衡异常,表明存在一定的地壳运动。     

Residual geoid and free-air gravity over the indian offshore from ers-1 high resolution altimeter data

In this study, ERS-1 altimeter data over the Indian offshore have been processed for deriving marine geoid and gravity. Processing of altimeter data involves corrections for various atmospheric and oceanographic effects, stacking and averaging of repeat passes, cross-over correction, removal of deeper earth and bathymetric effects, spectral analyses and conversion of geoid into free-air gravity anomaly. Methods for generation of residual geoid and free-air gravity anomaly using high resolution ERS-1 168 day repeat altimeter data were developed. High resolution detailed geoid maps, gravity anomaly and their spectral components have been generated over the Indian offshore using ERS-I altimeter data and ARCGIS system. A number of known megastructures over the study area have been successfully interpreted e.g. Bombay High, Saurastra platform, 90° east ridge etc. from these maps.     

导航用重力梯度基准图构建方法的比较研究

基准图是重力梯度辅助导航实用化研究的关键技术,由于依靠实测构造大范围基准图还需要较长时间,理论模型逼近重力梯度开始成为可行的构图方法。系统研究了一种基于自由空间异常或布格异常数据的构图方法,避免了相关研究构建梯度图时较少考虑标准测量数据,构图结果物理意义不明确和缺乏实用性的缺点。以重力归算理论推导了构图方法原理,然后用频域算法实现构图过程中两个关键计算过程,通过算例分析了构图效果。所构基准图数值、轮廓等关键特征均与实测重力梯度吻合较好,证明了该方法在重力梯度辅助导航基准图构建中的实用价值。     

精确高程异常的确定

本文在顾及局部地形改正、椭球改正及大气改正的情况下,采用实测数据,应用Meissel方法和Wenzel频谱分析方法,对某盆地边缘的高程异常进行了实际计算。并将计算结果同多普勒高程异常进行了比较,证明结果是良好的。此外还对我国精确高程异常的确定提出了一些建议。     

Utilization of high-resolution EGM2008 gravity data for geological exploration over the Singhbhum-Orissa Craton,India

High-resolution EIGEN6C4 and EGM2008 Bouguer gravity data of 2190 degree spherical harmonic over the Singhbhum-Orissa Craton, India, have been generated from the International Centre for Global Earth Models. The Bouguer gravity anomaly difference maps of (i) in situ and EIGEN6C4, (ii) in situ and EGM2008 and iii) EIGEN6C4 and EGM2008 of the study area are compared. It reveals that EIGEN6C4 has lesser systematic error than EGM2008. However, from different profile plots of Bouguer gravity, east–west horizontal derivative and north–south horizontal derivative anomalies of the in situ, EIGEN6C4 and EGM2008, it is observed that most of the signatures of lithounits and geological structural elements are delineated very well by EGM2008 and match 94–98% with those of EIGEN6C4. Further, the Bouguer gravity, east–west horizontal derivative and north–south horizontal derivative anomalies of EGM2008 data over the study area have been used effectively for identifying various lithounits and geological structural elements.     

Determination of the boundary values for the Stokes–Helmert problem

 The definition of the mean Helmert anomaly is reviewed and the theoretically correct procedure for computing this quantity on the Earth's surface and on the Helmert co-geoid is suggested. This includes a discussion of the role of the direct topographical and atmospherical effects, primary and secondary indirect topographical and atmospherical effects, ellipsoidal corrections to the gravity anomaly, its downward continuation and other effects. For the rigorous derivations it was found necessary to treat the gravity anomaly systematically as a point function, defined by means of the fundamental gravimetric equation. It is this treatment that allows one to formulate the corrections necessary for computing the `one-centimetre geoid'. Compared to the standard treatment, it is shown that a `correction for the quasigeoid-to-geoid separation', amounting to about 3 cm for our area of interest, has to be considered. It is also shown that the `secondary indirect effect' has to be evaluated at the topography rather than at the geoid level. This results in another difference of the order of several centimetres in the area of interest. An approach is then proposed for determining the mean Helmert anomalies from gravity data observed on the Earth's surface. This approach is based on the widely-held belief that complete Bouguer anomalies are generally fairly smooth and thus particularly useful for interpolation, approximation and averaging. Numerical results from the Canadian Rocky Mountains for all the corrections as well as the downward continuation are shown. Received: 9 March 1998 / Accepted: 16 November 1998