CG-5重力仪静态观测残差分析

CG-5重力仪观测结果中固体潮校正和漂移非线性误差不容忽视。用Tsoft和MT80W计算的固体潮值与CG-5重力仪内部软件提供的固体潮值进行对比,并通过CG-5大量静态观测数据的分析研究,得到了其理论固体潮和漂移残余误差的基本认识,为CG-5的静态观测精度的把握提供了依据。

以潮汐模型为约束的gPhone重力仪格值系数标定方法改进

以观测数据与DDW潮汐模型之差的均方根和重力残差为约束,对基于M2潮波标定gPhone重力仪格值系数的方法进行改进。利用改进方法对连续重力台网内的9台gPhone重力仪格值系数进行标定,基于M2潮波相对误差、残差振幅谱均方根等指标对标定结果进行精度评定,并与FG5绝对重力仪比测法、M_(2)潮波标定法进行比较。结果表明,改进方法的M2潮波潮汐因子与理论固体潮模型平均相对误差提高到0.2152%,残差振幅谱均方根平均达到1.6902μGal,与FG5比测法精度相当,优于M2潮波标定法。最后,讨论格值系数分布规律以及重力残差矢量与台站所在位置的经度依赖关系。

利用小波分析重力的长期变化

运用小波滤波方法估算Chandler和周年项的潮汐因子.本文分析了四个台站(Brussels,Boulder,Membach以及Strasbourg)的观测记录,运用合成潮方法得到重力残差后,用Daubechies小波带通滤波器滤波残差,得到256～512d时间尺度上的序列,根据标准差最小原则确定观测极潮周年和Chandler项的周期,然后利用最小二乘法估算它们的潮汐因子,同时给出未经模型改正的周年重力.由于高阶Daubechies小波构造的滤波器具有良好的频率响应,且能压制信号中的高阶异常成分,使滤波的信号更加光滑,因此计算结果具有更小的均方差,更加可靠.

武汉基准台气压对重力潮汐观测的影响

武汉基准台超导重力仪观测重力残差和台站气压的相关分析结果表明，重力残差信号主要是由气压变化引起的。本文在频率和时间域内分别测定了大气重力导纳值，结果说明在时域内的导纳值为－０．３０７μＧａｌ／ｈＰａ（１Ｇａｌ＝１ｃｍ／ｓ２），而在频域内的大气重力导纳值变化范围在０．３～０．５μＧａｌ／ｈＰａ之间，这一结果与理论模拟计算相符。对实测资料作气压改正的结果表明气压改正效果非常显著，各频段内的观测残差振幅均有明显降低，在潮汐频段内的信噪比有不同程度的提高。进一步分析说明。

利用中国北部连续重力站资料评估全球潮汐模型精度

为评估全球潮汐模型在我国潮汐改正中的适用性,本文首先对10个重力站2016—2018年的观测数据进行了精度评定,而后基于均方根、和方根、纬度依赖关系以及重力残差等指标对7个全球潮汐模型进行了精度评定.结果表明:10个重力站的一些评价指标达到甚至超越了早期超导重力仪,例如M2波潮汐因子的中误差普遍小于0.000 70,其中最高精度约为0.000 14,5个主要潮波的稳定度均≤0.001 5.在10个观测模型和7个全球潮汐模型中,DDW-NHi和M2001模型考虑了地球扁率的影响,基于这两个模型计算的和方根较其它模型所得的和方根均小,约为0.288×10^(-8) m/s^(2).基于最高精度的乌什站数据对Molodensky,DDW-NHi,M2001与观测模型的改正精度的对比显示,DDW-NHi模型改正计算的重力残差(±0.4×10^(-8)—±1.0×10^(-8) m/s^(2))不及观测模型(±0.1×10^(-8)—±0.5×10^(-8) m/s^(2)),但依然优于M2001 模型(±0.7×10^(-8)—±1.4×10^(-8) m/s^(2)),且DDW-NHi模型改正获得的残差比传统的Molodensky模型所得残差(±0.5×10^(-8)—±1.5×10^(-8) m/s^(2))小 1×10^(-8)—2×10^(-8) m/s^(2).

蓟县地震台重力仪观测数据质量与水文响应分析

对天津蓟县地震台2套相对重力仪2018—2019年观测数据进行潮汐分析和提取非潮汐重力残差处理,研究水文变化所引起的重力响应。结果表明,蓟县地震台2套重力仪精度较高;GS-15重力仪重力残差与水文变化间存在较好的相关性,具体表现为降水时重力减少,降水结束后重力增大,水位下降时重力减少,水位上升时重力增大,但其间都存在延迟对应关系。

地下水变化对重力场观测的影响

有效消除地下水影响是利用地面重力场观测监测和研究地壳运动及地下物质运移的关键步骤之一。基于超导重力仪(SG)的高精度重力观测,可建立地下水变化与重力场变化之间的关系,一方面可以利用地下水文资料消除地下水变化的影响,增强超导重力仪对地球物理学/地球动力学信号的探测能力;另一方面可以利用超导重力仪观测资料长期连续地监测与地下水质量流动相关的各种现象,并用于地下水储量变化、土壤参数估计、水文模型约束等方面的研究。

重力极潮的小波分析

分别分析Brussels台站的观测记录，首先扣除数据序列中的合成潮得到重力残差，接着用小波带通滤波器将残差滤波，得到256-512d时间尺度上的序列，然后运用最小二乘法估算Chandler和周年项的潮汐因子。由于小波滤波器能更有效地消除仪器漂移，计算结果具有更小的均方差，更加可靠。

iGrav-007超导重力仪的性能分析及对球型自由振荡模态_0S_m的检测

iGrav超导重力仪是世界上最新型的便携式高精度重力仪,可提供目前为止最稳定的相对重力测量。基于Tsoft软件处理iGrav-007在武汉九峰台站连续5个月的观测数据,进行气压负荷、极移重力效应改正,分析重力残差和漂移等特性。通过频谱分析,检测观测期间2013年Mw6.6级芦山地震激发的球型自由振荡模态0Sm,检测结果明显,综合表明iGrav-007观测性能良好。

gPhone重力仪绝对标定方法研究

针对中国大陆重力站主要装备的gPhone相对重力仪(约62套)由于缺乏标定,限制其高精度重力数据的科学应用的问题,收集了中国大陆12站同址FG5绝对重力观测与同时段gPhone观测的资料,提出了基于DDW-NHi全球潮汐模型约束的FG5绝对比测标定gPhone重力仪的方法,并与gPhone重力仪出厂格值法、理论固体潮标定法进行比较,讨论未来绝对重力标定的策略.研究结果表明:利用同址绝对观测时长26~64 h资料标定gPhone重力仪,格值系数的相对误差为±0.0013~±0.0038;标定后各站重力残余振幅≤1×10^(-8)m/s^(2),达到gPhone重力仪标称精度,优于出厂格值和理论固体潮标定结果;标定后经固体潮、气压负荷潮改正的重力残差振幅与中国大陆海潮负荷规律相符.