重力勘探-4

1 4 重力资料整理 对野外观测的重力数据进行整理和改算，获取重力异常及其精度。 包括： （1）通过对观测数据的初步整理，得到各测点的相对重力值； （2）对相对重力值进行纬度、高度、地形和中间层等校正，获得 重力异常。 4.1 基点网观测资料整理 4.1.1 基点网观测数据初步整理 目的:消除仪器零点漂移和固体潮影响后，求出各相邻两基点间 （一个边段）的重力差值(段差)。 固体潮校正 (月、日引潮力作用下固体地球周期形变，130ugal) 2 零点漂移校正 段差计算 精度计算 3 4.1.2 基点网平差 目的：通过平差，使基点网的任何一个闭合环路中，各相邻基点重力差 之和应满足 ∑ =∆ 0ig 。 一、闭合差 二、条件平差 基点网按网内是否含有更高一级的基点，可分为： （1）自由网：不包含精度更高一级的已知重力点的基点网。 （2）非自由网：含有若干个精度更高的已知重力点的基点网。在 作非自由网的平差时，应该保持那些精度高的已知点的重力值不再 因平差改变。 （一）自由网平差 1）单环路自由网平差 4 如果基点网只有一个闭合环路，该环路的闭合差为 V，每边段上观 测时间的平均值为 ti，则可按各边段观测时间的长短来分配闭合差，分 配系数由下式确定 ∑ = it Vk 则第 i边上的平差值为 ii ktg −=δ 这样，闭合环满足条件 ∑ =+ 0igV δ 实际计算时，由于计算 K的取数位数有限，上式不一定得到满足。在这 种情况下，可对 igδ 的尾数作一点调整，使上式条件得到满足。 2）多环自由网平差 当基点网是由多个环路组成，每个环路上都有一个或几个公用边， 这时就要求用每个环的闭合差所求得的 Ki来进行平差，使同一公用边上 两侧的平差值大小相等而符号相反。具体方法有下面两种。 （1）线性方程组联立求解法 建立线性方程组，用线性方程组联立求出 Ki。 以右图为例，则有 ∑ −= ΙΙ FCi tktkV 21 ∑ −= ΠΠ FCi tktkV 12 式中， ΙV 、 ΠV 分别为Ⅰ、Ⅱ环的闭合差； Ιit 和 Πit 为重力观测时Ⅰ、Ⅱ环某边的闭 合时间(包括公用边的 FCt )。除 k1、k2外，其它数值均为已知，因此， kl和 k2可以通过解方程组求出。用求出的 k1和 k2分别对Ⅰ、Ⅱ环进行 5 平差，对公用边也合适。当方程组过多时，可利用计算机求解。 （2）波波夫平差法 这种方法无需预先求出平差系数，而是先从闭合差最大的一环开 始，按照单环路的平差方法进行平差。然后将公用边上的平差值改变符 号转入相邻环，把转入的平差值和这一环的原闭合差相加，得到新的闭 合差，在将这个闭合差仍按单环路平差方法进行分配。在公用边上又会 出现第二个平差值，将这个平差值再反回到平差后的环路，这个环路又 会出现一个闭合差，再将这个闭合差按照同样方法进行分配。……如此 继续下去，直到最后剩的残差很小时，便可将它分配到某一环的非公用 边上，使基点网环路闭合即可。 该法是对上 （二）非自由网平差 6 三、平差后基点网的精度计算 等精度观测的基点网平差后，按下式计算精度 4.2 普通点观测资料整理 目的：（1）消除零漂、日变/固体潮响应，得到相对于基点的相对重力 值。— 初步整理 （2）进行外部校正，获取重力异常。 4.2.1 内部改正 仪器内部因素影响 温度改正 零点漂移改正 气压校正 重力仪之后效应校正（海洋） …… 零点漂移改正 7 精度评价 4.2.2 外部校正 陆地 固体潮校正 地形校正 中间层校正 高度校正 正常场/纬度校正 均衡校正 区域校正 海洋 重力基点比对 测量船吃水校正 8 Eotvos校正(海洋、航空测量) 航向航速计算 潮汐校正（近、浅海） 地形校正（近、浅海） 海底地形 中间层校正 高度校正 正常场/纬度校正 均衡校正 区域校正 4.2.3 重力异常的计算 测点重力值=基点重力值+野外获得的相对重力值(经内部改正等) 自由空气异常Ⅰ=测点重力值+高度校正+纬度校正 自由空气异常Ⅱ=测点重力值+地形校正+高度校正+纬度校正 布格异常=测点重力值+地形校正+中间层校正+高度校正+纬度校正 均衡异常=测点重力值+地形校正+中间层校正+高度校正+纬度校正 +均衡校正 9 异常精度计算 异常精度等于计算异常各项均方误差平方和之平方根。如 布格异常精度=±[(测点重力均方误差)2+(地形校正精度)2+(中间层 校正精度)2+(高度校正精度)2+(纬度校正精度)2](1/2) 4.3 外部校正方法 4.3.1 地形校正 10 一、地改值计算公式 （1）扇形棱柱方法 一个扇柱的地改值： 11 所有扇柱的地改值： （2）立方柱方法 12 （3）斜面三棱柱方法 13 二、地改的有关问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 （1）地改分区 （近区、中区、远区） 区域重力调查 近区：0-50m(或 100米) 中区：500m(或 100米)-2km,扇柱公式，人工量板（图 5-6a）或计 算机，地形图或航片 远区：2km-166.7km,立方柱公式，计算机计算，数字地形。2-20km 用 1kmX1km网格节点高程，20-166.7km用 5’X5’网格平均高程。 高程数据库 地改密度 2.67g/cm3。 14 （2）中、远区接口问题 （3）海底地形校正 规则网格化水深数据，密度 2.67-1.03g/cm3。 15 4.3.2 中间层校正 取 2πG=0.419, 有 − 16 在上式中，取 h=hA-hB，即当测点高于总基点时，h取正号，中间层校 正从测点重力值减掉中间层校正值；当测点低于总基点时，h取负号， 中间层校正从测点重力值加上中间层校正值。 4.3.3 高度校正/自由空气校正 地球（正球体）在海平面上的重力值为 0 2 GMg R = 在高程 h处地球重力值为 2 2 2 2 0 1 2 3 ( ) 1 2 3 h GM GM h hg R h R R R h hg R R     = = − + +    +           = − + +             0 0 32 1 2h h hg g g g R R     ∆ = − = − − +          取 g0=980.629gal（全球平均重力值），R= 6367km,取上式级数的前两 项，得 7 2(0.3086 0.72 10 )g h h−∆ = − − × (m,mgal) 当高度较小时，如 h<700m，可用近似为 0.3086g h∆ = − (m,mgal) 因此，高度改正值为 7 20.3086 0.72 10g h h−∆ = − × (m,mgal) 或 0.3086g h∆ = (m,mgal) 当考虑地球为椭球体时，高度改正值为 17 海洋重力改正高度是仪器到海平面的高度。 4.3.4 布格校正 布格校正误差 海洋测量 18 海洋调查 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 4.3.5 正常场校正/纬度校正 19 4.4 重力异常的图示 20