重力测量中仪器台差的估算方法

由于重力测量仪器存在不一致性,使测量结果的精度降低。苏联学者布朗热提出在多台仪器进行多次测量的计算中必须考虑第一类半系统误差(m_2)。我国也将这一思想写进了《地震重力重复测量规范》中。魏文园在《重力基线测定与三程复测的精度评述》(地壳形变与地震Vol.1,No.4,1981)一文中对m_2作了讨论。他认为m_2比各类误差都大;提出要对观测     

流动重力测量的限差和段差精度估计方法的讨论

本文指出目前在流动重力测量的限差和段差精度估计方面存在的问题,并分析了严重影响石英弹簧重力仪由三程测量所得段差值的精度的原因。建议今后应采用多台石英弹簧重力仪同时进行重力段差联测,保证一期段差值结果的中误差达到小于10微伽的水平;并且相应地对现行重力测量的限差和段差精度估算方法提出了改进和补充意见。     

关于NOMINQUE估计的研究

本文对“NOMINQUE—technique”提出了几点看法,并对文献[1]的1.1节和文献[2]进行了比较。然后讨论了方差一协方差分量估计的唯一性与文献[1]的1.1节中B的秩之间的相互关系。最后指出方差一协方差分量估计唯一性和无偏性是等价关系。     

重力段差的计算方法

在两个重力点间测量重力差,一般连续地进行多程联测。目前,在重力网中常用三程测量和五程测量;在重力基线上测定重力仪格值时,则采用多程测量。计算重力段差值虽可用先按每两程观测计算一个结果,然后取全部结果的平均值作为最终结果;但它是一种近似的计算方法。严密方法应是整体平差计算多程测量结果,并采用更完善的仪器掉格模式,以得到最终段差值。本文根据附有未知数的条件平差法原理,给出多程测量时段差值计算,及其精度估计的严密公式;计算工作量比用间接平差法要少,而且容易运算。通过实例说明,整体处理多程测量结果时,则以较少的观测程数就能保证段差结果的精度,而且能更客观地评定精度。     

大地形变测量中的应变计算

本文讨论了大地形变测量中应变计算方面的一些问题。本文说明,虽然三维大地测量技术将会在大地形变测量中得到应用,但即使采用三维测量技术,大地形变测量一般只能得到地表的倾斜与二维应变。文中给出了三维测量中边长与天顶距变化同应变与倾斜的关系式。从目前大地形变测量的实际出发,本文详细讨论了常规测量中应变计算的各种情况,指出今后会出现二维与三维大地形变测量观测值联合处理的情况。本文讨论了应变量精度估计问题,给出了详细的实用估计公式。     

确定地球外部重力场及其结果分析

本文论述了应用直接法、覆盖层法及向上延拓法对扰动重力三分量的计算,推倒了覆盖层法及向上延拓法的远区域计算公式,同时,推导了这三种方法的精度估计公式。根据计算结果的分析提出了几点初步结论。     

三程测量重力段差的精度估算方法

重力段差是构成重力网的基本元素,又常作为分析重力场的局部变化的依据;故正确估计重力段差的精度是重要的问题。本文针对CG_2型石英弹簧重力仪的特点,建议目前在估算段差值精度时,应顾及段差观测的偶然误差、重力仪格值的测定误差和格值随温度而改变的系统影响等三项因索;并按获得一次最终段差值的可能情况,给出相应的段差值精度估算公式;通过实例验证表明,由公式对段差值的误差估计,是比较合乎实际的。因此,应重视重力仪格值与温度关系的分析研究;目前一些仪器所求得的格值温度系数,已能实用于精度估算公式中。     

高精度绝对重力测量在地壳垂直运动研究中的作用和应用前景

对现代高精度绝对重力仪器的发展作了回顾，着重就高精度绝对重力测量在地壳垂直运动监测及其力学机制研究中的能力和作用等进行了分析，总结了我国目前绝对重力测量研究现状，并讨论了高精度绝对重力测量在我国地壳运动监测和研究中的应用前景。     

1989年大同—阳高6.1级地震和1991年代县—原平5.1级地震前后重力异常变化

本文着重分析讨论了1989年10月和1991年1月两次中强地震前后重力异常变化及其与地震的对应关系。对1991年1月29日(代县至原平一带)5.1级地震的探讨性分析预报,说明流动重力测量在中长期地震预报中可以发挥重要作用。     

重力时变的数学逼近

研究了根据时域内离散的重复重力测量数据获取连续重力变化的方法。分析比较了多种不同的插值、拟合和滤波方法的优缺点 ,认为Akima样条插值法、正交多项式拟合法和卡尔曼滤波法对重力数据处理效果较好。以华北 6 3号相对重力点和香山绝对点为例给出了处理结果 ,并对三种方法的意义和适用范围进行了讨论。     

地壳孕震过程的重力变化研究

根据多孔介质中的力学理论,推导了在地壳中存在微孔洞时介质的应力应变本构关系的表示公式,讨论了描述地壳中空洞形成过程的孕震模型参数,讨论了孕震模型参数的变化与地壳介质状态的变化和地面重力变化的关系,并根据乘法分解理论推导了孕震过程计算重力变化的弹塑性递推计算方法,并采用GTN模型进行了数值模拟.在此基础上,将数值模拟结果与发生在1996年云南丽江Ms=7.0地震前后的重力变化进行了对比分析,讨论了微孔洞的形成过程与地面重力变化的关系,较合理地解释了丽江Ms7.0地震前后的重力变化过程.     

火山地区重力场变化的数值模拟

推导了火山活动引起的重力变化与地面三维位移场变化的表达公式，讨论了火山活动引起重力场变化的时空分布特征。根据火山活动的特点，采用张开型矩形位错理论模型对火山活动过程引起的地面重力场变化进行了数值模拟，并对一些火山地区观测到的重力变化进行理论解释。     

重力异常对静力水准系统测量精度的影响

讨论了在大距离范围中使用静力水准系统应注意的问题,根据地球潮汐理论,着重分析了由于附近巨大物体以及月球和太阳的作用引起的测量范围内的重力异常对系统测量精度的影响和相应的修正办法,并推导出了改正量公式。     

滇西地区重力场动态变化计算

在滇西地区已用高精度拉柯斯特重力仪进行了 2 8期相对重力测量和多次绝对重力测量。利用这些资料进行了重力场动态变化计算 ,系统地讨论了空间和时间基准的确定、格值影响的计算和点位移动的归算等问题。针对丽江地震前后的重力变化给出了滇西测网判定重力变化的限值。     

洱海近区非潮汐重力变化的研究

本文给出了洱海水体变化对局部重力场影响的解析式和量级,并且将理论结果与实测的水文、流动重力及定点重力分析结果作了比较,结果表明:影响的程度因距洱海的距离而异。在台站重力测量中,由水体变化产生的干扰淹没在零漂之中(约占每日零漂量的2％),潮汐主频段上没有明显的干扰信号;而对流动重力测量,在水体变化大的情况下,部分测点所产生的变化可以达到10×10~(-8)m/s~2。     

大地水准面形变与地面真实垂直位移的确定

在地球重力场和地面高程随时间变化的情况下,地面真实垂直位移为水准高和大地水准面高变化之和。本文从广义Stokes公式出发,推导了确定大地水准面高变化和垂线偏差变化的理论公式以及用重力和水准同时重复测量联合确定地面真实垂直位移的理论公式。用本文方法得到的结果与Heck(1984用解边值问题的方法得到的结果完全相同,而与Biro(1983)的结果差一个常数项。本文还指出,广义Stokes公式和Vening·Meinesz公式可以加以推广,它们形式地可以当作一组算子,用于确定大地水准面高的变化和垂线偏差的变化。在用于不同目的时,公式中相应的物理量(有效重力变化和位基差)需分别赋予合适的物理意义。     

石英弹簧重力仪格值的温度改正方法及应用效果

本文对目前流动重力测量中采用的改正重力仪格值受温度影响的方法进行了讨论,认为以回归方法效果最好。由两个测区的实测重力资料计算分析和对比,证明改正格值受温度影响后,重力资料的精度有所提高。     

变形地球表面重力变化与垂直位移的转换关系

为了实现用重力测量来监测地壳垂直运动,本文研究了地球内部各向挤压,拉张应力源、膨胀源、热应力源等激发引起的地球表面重力和高程变化及相互关系。导出了重力、高程变化及相互关系在球坐标系中的理论和数值计算公式。给出了1066A地球模型的地表重力一高程变化的转换因子。并对由于源的深度不同,大地水准面高的变化对转换因子的影响做了讨论。     

现代重力测量的基本问题及其发展趋势

本文系统地论述了现代重力测量的任务和发展趋势,重点讨论了重力场的时间变化在现代地壳运动和地震预报研究中的一些应用问题,并指出了如何把这个困难而又有意义的课题推向更深入的发展阶段。最后就如何适应地球动力学和地震预报研究的需要,在我国建立统一的动态重力监测网的有关问题作了扼要的论述。     

小波多尺度分解特征分析

介绍了小波多尺度分析的数学原理，以三峡13期流动重力资料为例进行了小波分解。讨论了网格距对三峡流动重力资料分解结果的影响，提出了一种计算平均点距的方法；讨论了小波阶数与重力变化波长的关系．根据网格距及小波理论计算了各阶小波及逼近对应的波长范围。讨论了重力变化区移动与数据延拓、网格加密、网形完整性以及小波计算起始点之间的关系。结果表明．如重力网形不完整，分解结果中重力变化区随小波阶增加的移动没有规律．如果网形完整．分解结果普遍存在随小波阶增加而有规律移动的负重力变化区。重力变化区移动与小波分解起始点密切相关。