自由落体式绝对重力仪(A10型)测量关键技术与拉力调试方法

绝对重力仪是目前用于获得重力加速度,并服务于国家重力基准网建设的主要技术力量。综合考虑野外流动绝对重力测量环境和条件要求,A10型绝对重力仪正成为FG5型绝对重力仪由室内扩展室外观测的重要帮手;为保证仪器正常运行且观测数据可靠,开展A10型绝对重力仪调试与维护关键技术研究十分必要。本文基于A10型绝对重力仪与CG5型相对重力仪在三峡库区七个测点的联测段差对比、数据处理过程中固体潮与高度改正、计量参数激光频率变化、新旧测时卡替换中参数设置变化等重要环节,探讨了A10型绝对重力仪野外观测效率、数据处理与仪器校准等关键问题,并且根据使用与测试经验,给出了由于使用年限增加而经常出现落体拉力的调试流程,以上技术总结能够对该仪器长期维护与准确测量等方面提供重要的保障。

重复绝对重力测量观测的滇西地区和拉萨点的重力变化及其意义

根据近年来在滇西地区和西藏拉萨绝对重力点上的一些新的绝对重力重复观测结果 ,对 1990年以来在这些点上绝对重力重复观测结果进行了分析 .滇西地区的 5个绝对重力观测点的近 10年的重复观测结果表明 ,大部分观测时段没有出现与地球动力学事件有关的重力变化 ,只有丽江和洱源 2个绝对重力观测点的观测结果显示丽江地震前后有变化 .为了研究该重力变化的原因 ,本文正演模拟了出现重力变化期间丽江地震同震位错引起的重力变化 ,模拟结果与实际观测结果有较好的一致性 .西藏拉萨近 10年以来的重复观测结果给出了拉萨点的绝对重力值以 - 1.82± 0 .9× 10 - 8m·s- 2 ·a- 1 速率下降 ,这从重力学的角度反映出青藏高原的隆升 .对拉萨点的重力变化机制进行了探讨 ,根据印度板块与欧亚大陆俯冲模型计算的拉萨点重力变化速率与观测到的重力变化速率较一致 ,表明现今拉萨地区重力变化是由于印度板块与欧亚大陆俯冲所引起 .根据印度板块向欧亚大陆俯冲的位错模型计算的拉萨点的重力变化与地表垂直位移的关系 ,将重力变化转换为拉萨点的隆升速率为 8.7mm a .

中国地震重力网绝对重力观测结果分析

为建立中国地震重力网绝对重力基准,利用FG5/232绝对重力仪于2007年3～6月在中国大陆进行了12个基准点的高精度绝对重力测量。对比分析表明:除乌鲁木齐测站外,绝对重力测量观测结果的标准偏差优于±2×10-8ms-2。

A10/028与FG5绝对重力仪比对测量试验

介绍A10/028与FG5绝对重力仪两次比对测量试验的情况,并分析其结果。结果显示,绝对重力仪A10/028与FG5观测结果之间没有明显差异,在±5×10-8ms-2之内,二者一致性较好;A10/028抗干扰能力较强,测量结果重复性较好,内符合测量精度为±（2-3）×10-8ms-2。

FG5/232绝对重力仪的试验观测结果

介绍了新引进的FG5/232绝对重力仪的技术特点、工作原理和试验观测结果。试验表明:FG5/232绝对重力仪测量结果的标准偏差小于±2×10-8ms-2,能够满足地震监测的高精度重力测量要求;该仪器在进行绝对重力测量时,一般情况下设置13～15组的连续观测,每组测量时落体的下落次数以100次为宜。

利用绝对重力测量精密测定超导重力仪的格值因子

利用九峰重力基准站FG5绝对重力仪(AG)同址观测结果,精密测定了超导重力仪(SG)的格值因子。数据处理结果表明,超导重力仪(SG)的平均格值因子为-76.960±0.085×10-8ms-2/V,精度在0.1%量级,连续两天的绝对重力观测获得的格值因子趋于稳定且精度优于0.2%。

绝对重力观测的潮汐改正

讨论了绝对重力观测中的潮汐改正问题 ,重点对绝对重力观测中的海潮负荷影响进行了研究。利用 3个不同地区大潮期间的绝对重力观测结果 ,对目前国际上几个精度较高的海潮模型进行了检验。结果表明 ,用目前国际上几个新的精度较高的海潮模型作海潮负荷影响改正明显好于以往采用的Schwiderski海潮模型。沿海地区大潮期间的绝对重力观测结果经过海潮改正后 ,观测精度虽能得到明显提高 ,但很难达到 2× 10 -8m·s-2 。

中国绝对重力仪第二次比对测量

根据陆态网络(CMONOC)技术规程,参加绝对重力测定任务的绝对重力仪需在观测任务开始前进行比对观测,用以检验绝对重力仪的观测精度及稳定性,以及绝对重力仪之间的系统偏差,为评估观测结果提供参考依据。2013-06,相关单位的绝对重力仪在武汉4个绝对重力点上进行比对观测。结果显示,各个仪器的偏差均优于±2×10-8ms-2,能够满足CMONOC绝对重力测量的要求。

中国南极长城站绝对重力基准的建立

2004～2005年南极夏季期间，我国第21次南极科学考察队利用FG5绝对重力仪在长城站两个站点（C001和C002）进行了绝对重力测量，精度在±3×10^-8ms^-2以内，并同时进行了重力垂直梯度测量和水平梯度测量；利用2台LCR相对重力仪在韩国站、智利机场（2点）和菲尔德斯半岛地区的山海关、盘龙山、香蕉山、半边山等7个站点进行了高精度相对重力测量，精度达±10×10^-8ms^-2，并进行了相对重力仪比例因子的标定，建立了我国南极长城站地区绝对重力基准。

绝对重力基准点的重复测量

简要介绍了中国地壳运动观测网络工程基准网中的绝对重力重复测量。给出了两次观测结果的互差 ,其观测精度优于 5× 10 -8m·s-2 ,达到了网络工程设计要求。对一些基准点的重复观测资料进行了初步分析和讨论 ,并对继续开展以后的工作提出了建议。

国内绝对重力观测比对

介绍2006年和2008年中国地震局地震研究所与国家测绘局第一测量大队绝对重力测量比对的概况,分析观测和比对结果表明,绝对重力仪FG5/214与FG5/232具有较好的一致性,二者几乎不存在系统误差。FG5/214与FG5/232具有较强的抗干扰能力,重复性很好,内符合测量精度为±（2-3）μGal。

球坐标系下基于全球DEM数据的重力远二区高精度地改算法

提出使用全球高分辨率DEM数据计算重力远二区地形改正的方法。通过不同算例的对比分析,证明了该方法的可行性和有效性。结果表明,当环数大于4 000时,其计算精度可达到μGal级。同时,当前全球高分辨率DEM也适用于μGal级的远二区地改计算。

洱海水位变化对下关基准点绝对重力观测的影响

分析了20世纪90年代以来在下关基准点上进行的绝对重力重复测量数据及洱海的水文资料。结果显示:2001年12月观测值偏大的主要原因是洱海季节性水位变化,其影响可达10.3×10-8ms-2。

绝对重力测量值的改正

从实用角度出发 ,研究了在中国重力基本网 2 0 0 0 (CGBN2 0 0 0 )精度要求下 ,仪器误差、潮汐引力、气压、极移和地下水变化等影响因素的计算公式和存在的问题 ,给出了一组便于实际测量应用的计算公式 ;同时对潮汐因子的取值、海潮模型的选取、非构造因素中地下水活动等问题进行了讨论。

FG5x-246与FG5绝对重力仪比对测量实验

介绍了FG5x在FG5绝对重力仪基础上的改进,以及FG5x-246与FG5绝对重力仪比对测量实验的情况,并分析了测量结果。研究结果显示,FG5x-246与FG5绝对重力仪的观测结果没有明显差异,二者一致性较好;FG5x-246抗干扰能力较强,观测重复性较好,离散度优于±1×10-8 ms-2,其测量性能较FG5有所提升。

新型绝对重力仪在海洋重力基点测量中的应用

利用自主研发的激光干涉绝对重力仪对广州海洋地质调查局海洋地质码头的三个重力基点进行绝对重力测量。通过对测量结果的分析处理和筛选,确定了各个基点的绝对重力值。测量结果表明,该方法具有快捷、高效和测量精度高的显著优势,是一次非常有意义的技术方法探索。可认为通过进一步的技术性能完善和方法改进,绝对重力测量技术将成为海洋重力测量中一种常规的基点测量手段。

中国大陆构造环境监测网络FG5/214结果分析

介绍了中国大陆构造环境监测网络的基本情况以及FG5/214绝对重力仪在该项目中绝对重力观测的情况,并对FG5/214观测结果进行了分析。结果表明,FG5/214稳定性良好,观测精度优于±5.00×10-8ms-2,满足中国大陆构造环境监测网络绝对重力测量的技术要求。

应用经验正交函数分析方法研究地球重力场时变特征

利用Grace(Gravity Recovery And Climate Experiment)106个月连续重力异常数据,基于经验正交函数分析方法,分析了重力异常时变特征,得出了地球重力场时变信号主要起源于海水质量的移动,位于南纬40°与北纬40°带之间的结论。

海岛重力测量负荷改正及其影响因素分析

利用927工程海岛绝对重力测量数据,研究了海潮负荷改正计算软件、海潮模型以及地球模型三因素对绝对重力海潮负荷改正的影响。根据计算结果,观测期间由不同海潮负荷计算软件造成的海潮重力值差异可达5.985 7μGal,不同海潮模型的差异可达2.532 7μGal,不同地球模型的差异可达5.928 3μGal。结论认为,在海岛绝对重力测量数据处理中,必须充分考虑以上因素造成的海潮负荷改正差异。