布格改正和地形改正的误差——关于区域重力测量中地形改正最大半径的讨论

在布格改正中,我们假定地壳为无限大水平板。事实上,地球表面是球面而不是平面。当地壳充分小类似于平面时,它不可能同时为无穷大;当地壳充分大时,它又不是一个平面。因此,布格改正势必造成相当大的误差。本文提出几种计算球壳重力的精确公式,用以减少布格改正和地形改正中的计算误差。

宜川-泰安剖面重力异常与构造意义

利用宜川-泰安剖面高精度重力观测和GPS数据测量结果,对观测数据进行各项改正和处理,得到剖面的布格重力异常,并采用高斯低通滤波获得剩余重力异常。以诸城-宜川深地震测深(DSS)速度剖面为约束,对沿该剖面得到的高精度布格重力异常数据进行拟合,获得剖面地壳密度结构。结果表明,趋势异常主要反映该剖面地壳厚度的变化,太行山重力梯级带是地壳厚度的陡变带。结合前人相关研究,对剩余重力异常结合剖面经过的隆起、凹陷等地质问题进行讨论,进一步揭示出,剩余重力异常主要反映浅部地质构造和低密度地质体,剩余重力异常与地质构造不仅具有良好的对应关系,而且其幅值能体现地质体的基本特征,比布格重力异常反映得更清晰、更细致。

南极大陆及周边海域地形和均衡重力效应的计算

使用BEDMAP2关于南极大陆及周围海域和JGP95E关于全球表面高程、冰厚和冰下及水深地形数据,采用球坐标系下的扇形球壳块重力效应公式,在极方位投影直角坐标网格节点上计算了南极大陆及周围海域的近区及远区的地形和艾黎均衡重力效应。南极大陆冰盖带来可观的正重力效应,南大洋负重力效应又影响到了南极内陆,全球地形/均衡重力效应与局部地形高低有关联性,而低负值区主要分布在环南极的陆坡。获得的约1n mile间距的地形和艾黎均衡重力效应网格数据可用于南极大陆及周边海域的重力改正,提供准确、一致的布格重力异常和艾黎均衡重力异常。

山区重力测量高度改正系数的问题

以往我国重力测量工作,多采用均方误差为数百微伽的中精度重力仪,在平原地区或较平的山区进行工作,对测定结果进行高度改正时,一般采用旧教科书中提出的3086艾维进行改正,由于仪器精度低,高程差异小,高度改正系数存在的问题没有充分暴露。

地面沉降地区重复重力测量资料使用探讨

用首都圈2001、2005和2009年的精密水准测量资料,计算出该区域2001—2009年因地面沉降引起的重力点高程变化量,通过此高程变化量,利用重力布格改正公式计算出该网2001—2009年重力点位因地面沉降产生的重力变化值。计算结果表明:使用精密水准资料,可以准确计算重力测量点因地面沉降产生的重力变化。

复杂地形区域重力观测数据的格网化方法探讨

针对复杂地形区域的特点，首先利用地形数据计算了重力观测点的层间改正和局部地形改正；并在此基础上，利用Shepard内插方法对布格扰动重力进行内插并格网化；最后对某试验区4°×6°范围的重力数据进行了格网化处理，获得了该区域2．5’分辨率的平均扰动重力数据。

基于Matlab的吉林省大地水准面精化重力归算

基于Matlab平台,采用严格棱柱积分法和谱方法编程计算了吉林省大地水准精化重力归算,以长白山、吉林和松原地区为试验区分析了计算精度和速度。结果表明,不完全布格改正与地形高度成正比。地形改正的谱方法比组合法计算速度高,但精度较低,最大误差分别为2. 65 mgal和0. 21mgal。均衡改正的谱方法比组合法计算速度高,精度基本相同,平均误差分别为0. 02 mgal和0. 03mgal。地形改正分辨率达到30″时,内插精度优于1 mgal,而均衡改正分辨率为1'时,精度即可优于1mgal,不完全布格改正、地形改正和均衡改正的数值大小与地形复杂程度密切相关。

海洋布格重力异常——一个需要澄清的概念

在以往海陆联编布格重力异常图的过程中,总存在着这样的疑惑,为什么在海陆交互区域异常形态通常呈现不连续的现象。经仔细研读经典教科书[1~2]及相关规范[3],发现主要是对海洋布格重力异常的误读。目前海洋船舷重力测量经空间重力改正所得的空间重力异常已十分接近陆地的布格重力异常,故海陆联编布格重力异常图釆用陆域布格重力异常加海域空间异常的编图方式是合适的做法。

国内外重力异常编图进展及重力异常计算方法改进

论述了国内外重力异常图,特别是海陆联编重力异常图的编制方法、图面表达以及重力异常计算.介绍了中国地质调查局组织编制的几个层次的地质地球物理系列图中的重力异常图.对我国重力调查规范提出了改进建议.国际上逐渐采用GRS80椭球体作为重力测量和计算的水平及垂直基准,有利于重力数据库的管理和不同来源重力数据间的换算及融合使用.北美重力数据库新标准规定了海区布格改正具体参数和计算方法.我国区域重力调查规范的改进应跟进国际发展动态,研究使用全球通用的参考椭球体作为水平和垂直基准.现行的海洋重力调查规范过于简单,除需增补重要技术规定外,还应对海区布格重力异常计算方法进行研究,特别应对海陆联编重力图的编制方法进行规范.