理论自由空间重力异常处理在承德高原地区应用效果分析

布格重力校正方法中存在正常场校正的高程起算面误差、高程校正误差与地形和中间层校正误差,为避免传统布格重力校正方法中存在的误差影响,提高资料解释的准确性,本文采用了理论自由空间重力异常处理技术,对在承德御道口波状高原区的实测重力资料重新进行了处理。通过与布格重力异常的对比分析,对该方法进行了评价。研究结果表明,在波状高原地区,理论自由空间重力异常相较于布格重力异常能够较好地反映区域重力场的空间分布形态,对局部信息的展现也更加清晰、丰富,对构造形态表现更加合理、准确,根据不同的地质目的,合理选择布格校正和理论自由空间重力异常处理,可提升资料解释的可靠性。

应用多种来源重力异常编制中国海陆及邻区空间重力异常图及重力场解读

本文通过分析陆地实测空间重力异常数据、海洋船载测量空间重力异常数据、卫星测高重力异常,布格重力异常数据、EGM2008地球重力模型数据等多种来源数据的性质和精度,并对相关数据进行对比,研究了编制1∶500万中国海陆空间重力异常图的数据使用方案和技术方法.在地形较为平坦、实测数据分布均匀的陆区,使用实测数据,在地形复杂,实测数据稀少以及没有实测数据的陆区或岛屿,利用布格重力异常反推空间异常的方法合成平均空间重力数据,西藏地区的数据对比实验证明合成平均空间重力异常数据是一种有效的数据补充.利用三观测列方差分解法在南海地区对船载测量空间重力数据和美国SS系列及丹麦DNSC08GRA卫星重力数据进行了方差分解计算,结果表明不同来源的卫星测高重力数据具有很大的一致性,数据精度较以往有了很大的提高.海区空间重力数据使用原则是在船载重力测量数据校准下,全面使用卫星测高重力数据进行编图.海陆过渡区的异常处理应以EGM2008地球重力模型重力场为基准参考场,实现海陆异常平缓过渡,无缝连接.对中国海陆空间重力异常场进行了小波变换处理,对空间重力异常场进行了解读,勾画出三横四竖的一级重力梯级带及其所围限的8个一级重力异常区,并划分了二级重力异常区和梯级带,为块体构造学体系中大地构造格架的建立提供了地球物理证据.

高分辨率格网空间重力异常的精密确定

介绍高分辨率格网空间重力异常精密确定的方法,并利用深圳及周边地区5 213个高精度实测重力值、高分辨率数字地形模型和WDM94地球重力场模型,采用移去-恢复技术和加权平均法计算深圳市1 km和2 km分辨率的格网空间重力异常。计算结果表明:该地区1 km和2 km分辨率的格网空间重力异常的精度分别为±1.560 mGal和±4.442 mGal。1 km分辨率的格网空间重力异常成果已应用于该地区似大地水准面的精化,产生了较大的经济效益和社会效益。

基于均衡理论构建区域平均空间重力异常方法研究

研究基于Airy-Heiskanen均衡理论构建重力控制点稀少区域平均空间重力异常参考场的方法。利用区域高分辨率地形数据构建平均空间重力异常数值模型;针对均衡理论构建重力异常存在系统性误差的问题,研究了布设少量重力观测点作为约束,对所构建的平均空间重力异常数值模型的系统性误差进行修正,并与基于EGM2008重力场模型以及基于少量离散点直接内插推估构建区域平均空间重力异常的方法进行对比。结果表明,该方法得到的计算值精度明显优于后两者,同时能大大减少重力测量的工作量,且适宜于困难地区平均空间重力异常的填补。

理论自由空间重力异常处理技术及应用效果分析

分析了传统重力校正存在的三项误差,提出了可以消除这些误差的理论自由空间重力异常处理技术。通过将其在选定工区内的处理数据与布格重力异常数据比较后发现,理论自由空间重力异常对构造形态的刻画更准确、更符合地质规律,对断层的识别更清楚。

平均Helmert空间重力异常格网构制方法

本文主要分析比较了直接法和以均衡重力异常为过渡的间接法，用于平均Helmert空间异常格网的构制。在实验区内，通过计算地形-均衡改正和地形直接影响改正，构制了2．5’Helmert空间重力异常值。结果表明：地形-均衡改正和地形直接影响，都表征了地球重力场短波信息，均可平滑重力场中的高频信息，获得的均衡重力异常和Helmert空间重力异常都比空间异常更光滑、更适于格网化。总的说来，两种方法所构制的2．5＇Helmert空间重力异常值比较接近，在平坦地区基本一致，在地形起伏较大地区存在差异。若地形起伏不大，利用直接法要更为方便。

基于Airy均衡理论的空间重力异常构建

为了满足高分辨率重力数据的需求,研究了基于Airy均衡理论构建空间重力异常的理论与方法,指出顾及地形位与均衡位影响的必要性,并详细分析了密度及补偿深度对计算结果的影响,给出了顾及计算效率的取舍建议.针对系统偏差较大的问题,给出了修正方案.某试验区计算结果表明,利用均衡理论构建的空间重力异常在10′分辨率控制点下能够达到10mGal精度.

全球重力异常对大气活动中心、气旋多发区的影响

利用卫星观测和地面实测资料统一归算的全球空间重力异常 ,探讨重力异常对全球冬夏大气活动中心、热带气旋以及温带气旋和高原低涡多发区的影响 ,并对其物理机理作一简要讨论 .认为重力异常是大气运动发生发展不可忽视的因子之一 .

基于地球物理信息构建全球重力异常模型方法的探讨

物理大地测量的主要任务是研究地球形状及其外部重力场。而无论是通过求解司托克斯反问题来确定大地水准面及其重力位，还是通过莫洛琴斯基问题求解似大地水准面和实际地球重力位的过程中都需要用到一个重要的量：空间重力异常。在实际计算中往往需要格网化的重力异常，因此需要建立重力异常模型。本文主要在地球物理信息的基础上，重点论述了两种推求重力异常的方法，并探讨了利用全球重力场信息源诊断与融合技术推估重力异常模型的方法。

东海及邻区重力异常多尺度分解

海洋深部地壳结构研究 ,主要研究沉积基底面与莫霍面的形态与埋深 .这两个界面 ,上、下地质体的密度差异分别约为 0 .1g/cm3和 0 .4g/cm3,采用重力测量成果来研究这两个界面 ,具有充分的物性前提 .但是 ,重力测量成果是整个岩石圈甚至包括上地幔物质的综合反映 ,如果能从测量成果中分离得到上述两个界面的重力效应 ,再据此来研究它们的形态 ,就会简单、准确一些 .我们采用二维小波多尺度分解技术 ,首次对东海及邻区自由空间重力异常进行分解 ,目的在于获取沉积基底面、莫霍面所产生的重力异常 .对分解结果进行了分析研究后认为 ,四阶变换异常细节主要由沉积基底面的起伏引起 ,四阶变换异常逼近则主要由莫霍面的起伏所引起 .本文介绍了二维小波多尺度分解方法与算法 ,展示了分解结果 ,论述了对分解结果的初步认识 .

实测重力异常与布格重力异常在高精度水准测量改正中的精度比较

按照一等水准测量要求在水准测点上进行重力测量。在水准测量数据处理中进行相同的水准标尺改正、正常水准面不平行改正、水准标尺尺长改正等,但在重力异常改正中采用实测重力异常和布格异常两种方法进行重力异常改正。比较两种方法对水准点高程改正的影响,并进行精度分析。

平均重力异常的计算及精度分析

本文介绍了测绘科学研究所研制的重力数据库中存储的平均空间重力异常的计算方法。并分析了不同格网(5′×5′,15′×15′,30′×30′等)平均重力异常的精度。选取北纬25°～32°,东经100°～107°作为试验区进行了研究。计算证明,利用参数拟合法,在我国一般地区,可以求得优于±10毫伽的5′×5′以上格网的平均空间异常。特殊困难地区,经特殊处理后可以求得优于±10毫伽的15′×15′以上格网的平均空间异常。

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。

南海沙巴—巴拉望边缘重力异常及深部构造控制

南海富烃区的东南部边缘被北西－南东走向的构造线分割成一系列区段，各区段具有鲜明的特征，重力形态往往发生突然变化。其中沙巴段的西南以廷贾（Tinjar)或西巴兰（West Baram)构成线为界，东北与苏禄海西南边缘的巴拉巴克构造线邻接。这部分最显著的特征是沿着距岸约150km的沙巴海槽伴生的自由空间重力异常极低。地震反射资料显示，前积沉积和重力驱动推覆体所产生的负荷使伸展的南海陆壳下陷到局部均衡面之下，产生了类似前陆盆地的海槽，海槽中的沉积速率低于沉降速率。负荷体本身则位于局部均衡面之上，部分受下伏地壳和岩石圈的刚性所支持。深部的晚第三纪沉积盆地就位于布格重力和自由空间重力高带的侧翼上。穿过沙巴海岸的重力值降低，因此，大致处于均衡补偿的克罗克（Crocker）山脉（包括Mt Kinabalu)很可能位于较弱的岩石圈之上。而和沙巴海沟相伴生的自由空间重力异常比根据其水体厚度所计算的异常要小，这预示着海槽轴线下面的地壳减薄，这不是一个正常的前陆盆地特征，因此推断地壳减薄是在盆地形成前就出现的。在沙巴海槽中最显著的是呈NE－SW走向的平行的重力异常和地貌特征，它们与海槽中早第三纪地质走向不一致，因此它们是受南海岩石圈和地壳中原有组构的控制。沙巴地区的第三纪构造重组就是以这种假设为基础的，即南海边缘在老第三纪的陆架裂开时所形成的裂谷盆地中的沉积物是这个地区富烃资源的主要来源。

EGM 2008地球重力场模型在中国大陆适用性分析

分别利用我国大陆GPS水准实测高程异常和地面平均空间异常数据,对EGM2008地球重力场模型进行外部精度测试,结果显示:①EGM2008模型高程异常在我国大陆的总体精度为20cm,华东华中地区12cm,华北地区达到9cm,西部地区为24cm;②EGM2008模型空间异常在我国大陆的总体精度为10.5mGal(1mGal=10-3cm/s2),且大大缩小了我国大陆重力场信息东西部地区的差距;③EGM2008模型具有很高的精度,测试结果显示,EGM2008模型在我国大陆的精度与在全球范围内的精度相当;④与WDM94,DQM系列,EGM96相比,EGM2008模型高程异常精度提高了3～5倍,比利用GRACE数据的IGG05b,EIGEN-5c模型提高了2倍以上,空间异常的改善程度更为突出。鉴于EGM2008显著改善了我国大陆重力场东西部地区不平衡的现状,建议在EGM2008模型的基础上,广泛整合我国各部门最新数据,构建与我国局部重力场最佳拟合的(超)高阶地球重力场模型,重新整体计算全国似大地水准面。

EGM2008地球重力模型数据在中国大陆地区的精度分析

本文介绍了5′×5′的EGM2008地球重力模型及其在全球的精度评价.按照地形变化规律,将中国大陆大致分为7个区域,在10km网度上,将EGM2008地球重力模型数据与中国地面实测空间重力网格数据进行了对比.由于数据源的问题,中国大陆的模型数据精度普遍低于北美和欧洲.二种数据在地形平坦的东部地区差别较小,向西随着地形复杂程度的增加,二种数据之间的标准差从小于10mGal增大到50多mGal.畸变点分析表明精度极低的网格点均分布在地形起伏大的地区.总体而言,5′×5′的EGM2008地球重力模型数据在中国大陆将近80%的面积上的精度可达10mGal之内,可用于小比例尺重力编图和构造研究.在地形起伏较大的中国西部以青藏高原为例进一步比较了EGM2008重力模型和重力测点数据,结果表明在重力点分布稀疏不均匀的地区,平面网格数据难以准确表达重力场信息.由于缺少地面重力数据控制,EGM2008重力模型数据在中国西部精度较低,但模型数据依然在很大程度上提高了空间重力异常信息的丰富程度.将中国区域重力调查成果数据应用于地球模型的构建是一项有意义的工作.

略论珠穆朗玛峰重力值的推估

仅根据邻近点的重力与高程资料 ,采用了 4种有关公式 ,有效地推估了珠穆朗玛峰顶上的重力值 ,该值为 ( 976 970± 7)× 1 0 -5m·s-2 。

麦哲伦海山区重力特征及深部特征

麦哲伦海山区的自由空间重力异常最明显的特征是海山链呈串珠状的圈闭带,正异常圈闭带被相互贯通的负异常区域切割包围,多数海山具双峰特征。布格异常呈高值和低值片状出现,被中间一条高异常带分成两部分,海山的异常值较小,周围洋盆的异常值较大。向上延拓过程中海山区的异常衰减快,洋盆区域的异常衰减较慢。这些同反演得到的Moho面埋深分布,都说明了Moho面的起伏变化与地形起伏基本为镜像关系,海山区域的Moho面埋藏较深,周围洋盆区域的Moho面埋藏较浅,总体上保持地壳均衡补偿的要求。

重力校正中存在的若干问题

目前我国所采用的重力校正中包括纬度校正、高度校正、中间层校正和布格校正四大校正,这种重力外部校正方法中存在大量的简化假设,以降低计算量,提高运算效率,这种简化假设使得重力校正中存在若干问题:1)由于大地参考椭球与重力正常椭球不一致而引起的纬度误差;2)由于垂直基准面不一致而引起的高程异常;3)地形和中间层校正中密度选择不合理使得重力异常与地质构造背景相左等.随着我国重力勘探力度逐步向西部山区转移和重力勘探精度的提高,这种以大量的简化假设为前提的重力校正方法,便成为制约重力勘探的重要因素.本文对上述问题进行了分析论述,总结了国内外学者针对这些问题所进行的研究,并提出了对未来研究方向的展望,即一种基于"正常空间重力异常"的重力校正方法,这一方法的中心思想在于通过建立大地坐标系参考椭球空间任意一点的正常重力公式,将重力异常直接计算到重力测点上,取消了传统重力校正中的四大校正,从而避免各种校正过程中存在的问题.

DGS AT1M-3海洋重力仪的应用及精度评估

为了评估DGS AT1M-3海洋重力仪的精度,首先通过分割的有效重力测线进行重力异常质量的内符合精度评价,得出该海洋重力仪测量精度符合海洋调查规范要求。然后与Sandwell v23测高卫星重力异常进行比对分析,对重力异常质量进行外符合精度评价,可看出DGS测量异常与Sandwell卫星测高异常在整体变化趋势上基本一致。最后以西南印度洋断桥热液区为例,简要阐述DGS所测重力数据的有效性。通过评估,可知该海洋重力仪在动态环境下的工作性能较好,测量精度较高,为今后的海洋矿产资源勘探提供新的测量工具。