重力勘探测量方法课件.pptx

1、1.重力测量的地质任务重力测量的地质任务区域重力调查区域重力调查区域重力调查是国土资源区域地质基础工作的一个区域重力调查是国土资源区域地质基础工作的一个组成部分组成部分,一般主要解决以下几个方面的问题一般主要解决以下几个方面的问题:研究地球深部构造研究地球深部构造.地壳厚度变化地壳厚度变化,深大断裂的部深大断裂的部位及延伸位及延伸,上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的上地幔密度的不均匀性以及研究地壳的均衡状态均衡状态 研究大地及区域构造研究大地及区域构造,划分构造单元划分构造单元;研究结晶基研究结晶基底的起伏及内部成分和构造底的起伏及内部成分和构造,圈定沉积盆地范围圈定沉积盆地范围,以及研究沉积

2、岩系各密度界面的起伏和内部构造以及研究沉积岩系各密度界面的起伏和内部构造.二二.重力测量方法重力测量方法 探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏探测和圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层岩体或岩层,追索两侧岩石密度有明显差异的追索两侧岩石密度有明显差异的断裂断裂,进行覆盖区的基岩地质和构造填图进行覆盖区的基岩地质和构造填图.根据区域地质根据区域地质,构造及矿产分布规律构造及矿产分布规律,为划分为划分成矿远景区提供重力场信息成矿远景区提供重力场信息.地球形状的研究地球形状的研究,为导弹为导弹/宇航器飞行提供极宇航器飞行提供极为重要的基础数据为重要的基础数据.二二.重力测量方法重力测量方法能源重

3、力勘探能源重力勘探 在沉积覆盖区快速在沉积覆盖区快速,经济地圈出对寻找石油经济地圈出对寻找石油,天然气或煤有天然气或煤有远景的盆地远景的盆地;在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造在圈定的盆地内研究沉积层的厚度及内部构造,寻找有利寻找有利于储存油气或煤的各种局部构造于储存油气或煤的各种局部构造;条件有利时可以寻找非构造油气藏条件有利时可以寻找非构造油气藏(岩性变化岩性变化,地层的推地层的推覆覆,古潜山及生物礁块储油构造古潜山及生物礁块储油构造)矿山重力勘探矿山重力勘探 金属非金属矿产的重力测量金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带圈定成矿带;条件有利时条件有利时,可以圈定成矿体可以圈定成矿体,

4、描述控矿构造描述控矿构造;直接发现埋深浅直接发现埋深浅,体积大的矿体体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪或对已有矿体进行追踪;二二.重力测量方法重力测量方法水文工程重力测量水文工程重力测量 研究浮土下的基岩面的起伏研究浮土下的基岩面的起伏,有无隐伏断裂有无隐伏断裂,空洞空洞,以确保工以确保工程的安全程的安全;寻找水源寻找水源,如有利于储水的地下溶洞如有利于储水的地下溶洞,破碎带破碎带,地下河道等地下河道等;危岩危岩,滑坡体的监测滑坡体的监测,地面沉降研究地面沉降研究;发现热岩体发现热岩体,监测地下水的升降监测地下水的升降,水蒸气的补给情况水蒸气的补给情况,以使地以使地热资源合理利用热资源合理利用

5、;天然地震重力测量天然地震重力测量 金属非金属矿产的重力测量金属非金属矿产的重力测量,圈定成矿带圈定成矿带;条件有利时条件有利时,可以圈定成矿体可以圈定成矿体,描述控矿构造描述控矿构造;直接发现埋深浅直接发现埋深浅,体积大的矿体体积大的矿体,或对已有矿体进行追踪或对已有矿体进行追踪;二二.重力测量方法重力测量方法2.重力测量的技术设计重力测量的技术设计工作比例尺的确定工作比例尺的确定工作比例尺的大小反映了重力测量工作的详细程度工作比例尺的大小反映了重力测量工作的详细程度,所谓的工所谓的工作比例尺即提交的重力异常图的比例尺作比例尺即提交的重力异常图的比例尺.在区域重力调查中在区域重力调查中,基本

6、比例尺有基本比例尺有:1:100万万,1:50万万,1:20万和万和1:10万四类万四类.前两者主要用于调查重力空白区前两者主要用于调查重力空白区;后两者主要用于能源普查或区调确定的成矿远景区后两者主要用于能源普查或区调确定的成矿远景区;对沉积盆地进行较深入的研究对沉积盆地进行较深入的研究,如基底断裂分布研究如基底断裂分布研究,寻找古潜寻找古潜山等局部构造可采用山等局部构造可采用:1:51:5万或万或1:2.51:2.5万万.二二.重力测量方法重力测量方法2.重力测量的技术设计重力测量的技术设计工作比例尺的确定工作比例尺的确定上述几种比例尺基本对应于概查上述几种比例尺基本对应于概查/普查普查/

7、详查详查二二.重力测量方法重力测量方法2.重力测量的技术设计重力测量的技术设计精度要求及误差分配精度要求及误差分配重力勘探的精度重力勘探的精度,一般用异常的均方误差来衡量一般用异常的均方误差来衡量,包括重力观测包括重力观测值的均方误差值的均方误差,对重力观测值进行校正时各项校正值的均方对重力观测值进行校正时各项校正值的均方误差误差.重力测量的方式重力测量的方式路线测量路线测量一般用于概查和普查阶段一般用于概查和普查阶段,测点沿交通方便的道路测点沿交通方便的道路布置布置,测点大致均匀分布测点大致均匀分布,线距没有严格要求线距没有严格要求.剖面测量剖面测量-用于详查或专门性测量用于详查或专门性测量

8、,剖面线方向垂直地质体走剖面线方向垂直地质体走向向,尽可能通过地质体在地面投影的中心部位尽可能通过地质体在地面投影的中心部位,测点不能偏离测点不能偏离剖面线剖面线,在正常值区在正常值区,点距可适当增大点距可适当增大.面积测量面积测量-是重力测量的基本形式是重力测量的基本形式,可以提供工区内重力异常可以提供工区内重力异常的全貌的全貌.二二.重力测量方法重力测量方法重力测量的有利条件重力测量的有利条件a)研究目标与围岩有明显的密度差研究目标与围岩有明显的密度差,而且围岩内部而且围岩内部没有明显的密度变化没有明显的密度变化.b)与上覆及下伏地层的密度分界面深度有显著变化与上覆及下伏地层的密度分界面深

9、度有显著变化,且深度不是太大且深度不是太大.c)非研究目标引起的重力变化小非研究目标引起的重力变化小,或通过校正容易消或通过校正容易消除除.d)地表平坦或较平坦地表平坦或较平坦3.重力测量的仪器检查与标定重力测量的仪器检查与标定重力仪的静态试验重力仪的静态试验目的目的:了解仪器静态零点漂移是否呈线性变化了解仪器静态零点漂移是否呈线性变化,受气温变化的受气温变化的影响大小影响大小,在抽气前后读数的变化及稳定性在抽气前后读数的变化及稳定性.方法方法:放置于安静放置于安静,通风的楼房一层或平房内通风的楼房一层或平房内,每隔每隔20-30分钟观分钟观测一次测一次,同时记录室内温度同时记录室内温度,连续

10、测量连续测量24小时以上小时以上.3.重力测量的仪器检查与标定重力测量的仪器检查与标定重力仪的动态试验重力仪的动态试验目的目的:了解仪器动态混合零点漂移的速率了解仪器动态混合零点漂移的速率,动态观测下动态观测下达到的可能精度达到的可能精度,最佳工作时间范围最佳工作时间范围,最大线性零漂时最大线性零漂时间间隔间间隔.方法方法:在接近于野外施工条件下进行在接近于野外施工条件下进行,选取具有一定选取具有一定重力差的重力差的2个或多个点个或多个点,采用与施工相同的运输方式采用与施工相同的运输方式,以多次重复观测的方式进行以多次重复观测的方式进行.两点间的单程观测时间间隔约两点间的单程观测时间间隔约10

11、-15分钟分钟,记录温度记录温度.试验时间应超出施工前和收工后试验时间应超出施工前和收工后1小时小时,不少于不少于12小小时时.3.重力测量的仪器检查与标定重力测量的仪器检查与标定重力仪的一致性试验重力仪的一致性试验适用多台仪器测量时适用多台仪器测量时,必须进行一致性试验必须进行一致性试验,对不满足精度对不满足精度要求的仪器要求的仪器,需要检修或不参加施工测量需要检修或不参加施工测量.重力仪格值的标定重力仪格值的标定准确标定重力仪的格值是消除系统误差的重要保障准确标定重力仪的格值是消除系统误差的重要保障.仪器仪器出厂时标定的格值会发生变化出厂时标定的格值会发生变化.重力测量工作开工前和手重力测

12、量工作开工前和手工后工后,必须进行仪器格值的校对必须进行仪器格值的校对,施工中仪器受到强烈震动施工中仪器受到强烈震动后也应进行校对后也应进行校对.3.重力测量的仪器检查与标定重力测量的仪器检查与标定格值标定的方法格值标定的方法:已知点法已知点法:在由国家建立的高精度重力格值标定场的具有已知重力差的在由国家建立的高精度重力格值标定场的具有已知重力差的一些点上一些点上,用仪器在这些点上进行多次重复测量用仪器在这些点上进行多次重复测量,得到的独立得到的独立增量数不少于增量数不少于6个个,格值为格值为21/(1)niiCgSgSVSn n cc已知重力值,立增量的平均值精度的算法 3.重力测量的仪器检

13、查与标定重力测量的仪器检查与标定倾斜法倾斜法这是利用重力仪的灵敏系统在水平时与倾斜一个这是利用重力仪的灵敏系统在水平时与倾斜一个角时所感受的重力作用不同进行重力仪的格值测定角时所感受的重力作用不同进行重力仪的格值测定.灵敏系统在不同角度时的重力差值为灵敏系统在不同角度时的重力差值为:因此因此,仪器的格值为仪器的格值为:倾斜法是在室内进行的倾斜法是在室内进行的,与格值标定场标定相比与格值标定场标定相比,可可以缩短标定时间以缩短标定时间,减少往返开资等减少往返开资等./(1 cos)CgSgS(1 cos)gg 3.重力测量的仪器检查与标定重力测量的仪器检查与标定基点网的作用基点网的作用 由于重力

14、仪本身存在着无法消除的零点漂移由于重力仪本身存在着无法消除的零点漂移,随着观测时随着观测时间的延长间的延长,零点漂移的积累增大零点漂移的积累增大,而且往往与时间不成线性而且往往与时间不成线性关系关系.重力仪在测点上进行观测时重力仪在测点上进行观测时,需要有一些精度更高需要有一些精度更高,重力值重力值已知的点来控制已知的点来控制,这些点称为基点这些点称为基点.重力基点在观测时重力基点在观测时,都要联成封闭的网络都要联成封闭的网络,这些网叫做基点这些网叫做基点网网.任一普通测量段的重力普通测点均应从基点开始并中任一普通测量段的重力普通测点均应从基点开始并中止于基点止于基点.4.基点网的布置与观测基

15、点网的布置与观测基点网的作用基点网的作用:控制重力普通点的观测精度控制重力普通点的观测精度,避免误差的积累避免误差的积累;检查重力仪在某一段工作时间内的零点漂移检查重力仪在某一段工作时间内的零点漂移,确定零点确定零点漂移校正系数漂移校正系数;推算全区重力测点上的相对重力值或绝对重力值推算全区重力测点上的相对重力值或绝对重力值;一般要求基点的精度比普通点的精度高出一般要求基点的精度比普通点的精度高出1倍以上倍以上,当当 测区面积较大时测区面积较大时,可建立二级或三级基点网可建立二级或三级基点网.控制基点控制基点:辅助基点辅助基点:普通点的精度要求普通点的精度要求1:1.5:34.基点网的布置与观

16、测基点网的布置与观测基点网的布置基点网的布置需要考虑的问题需要考虑的问题:仪器的最大线性时间间隔和交通运输条件仪器的最大线性时间间隔和交通运输条件,观测时间长短观测时间长短来确定基点网的密度来确定基点网的密度,使之均匀分布全区使之均匀分布全区.为保证基点网测量精度为保证基点网测量精度,应用一台或多台精度高的仪器应用一台或多台精度高的仪器;采用快速交通工具运输采用快速交通工具运输;观测线路必须成闭合回路观测线路必须成闭合回路,环路首尾点联测环路首尾点联测;需要建立多个环路时需要建立多个环路时,每个环路中必须包含相邻环路两个每个环路中必须包含相邻环路两个以上基点作为公共基点以上基点作为公共基点,以

17、便最后对基点网进行平差以便最后对基点网进行平差;基点应布置在交通干线上基点应布置在交通干线上,地物地貌标志明显地物地貌标志明显,周围无震源周围无震源,地点稳固地点稳固,并按规定统一编号或建立永久或半永久性标记并按规定统一编号或建立永久或半永久性标记.4.基点网的布置与观测基点网的布置与观测基点网的观测方法基点网的观测方法在基点网上观测方式的选择在基点网上观测方式的选择,是以能对观测数据进行可靠的零是以能对观测数据进行可靠的零点漂移校正点漂移校正,能满足设计提出的精度要求为原则能满足设计提出的精度要求为原则.当所用的重力仪其零漂很小有近于线性时当所用的重力仪其零漂很小有近于线性时,可以单向循环重

18、复可以单向循环重复或往返循环重复进行或往返循环重复进行;否则否则,应采用多台仪器多次重复观测方法应采用多台仪器多次重复观测方法.目前最常用的是三重小循环观测目前最常用的是三重小循环观测.单向循环重复单向循环重复:1-2-3-1-2-3-.:1-2-3-1-2-3-.往返循环重复往返循环重复:1-2-3.3-2-1:1-2-3.3-2-1三重小循环观测三重小循环观测:1-2-1-2-3-2-3-4-3-4-5-4-.:1-2-1-2-3-2-3-4-3-4-5-4-.每台仪器的合格观测数据每台仪器的合格观测数据,于相邻两点间的值可得到一个独立于相邻两点间的值可得到一个独立增量增量,按规定按规定,

19、基点网的每一段边上应有基点网的每一段边上应有3个以上的独立增量个以上的独立增量.5.普通点与检查点的布置与观测普通点与检查点的布置与观测普通点的布置与观测普通点的布置与观测普通点普通点是测区内为获得探测对象引起的重力异常而布置是测区内为获得探测对象引起的重力异常而布置的观测点的观测点.按设计提出的测网形状按设计提出的测网形状,点线距等均匀布设在全区点线距等均匀布设在全区.一般一般不得偏离设计点线距的不得偏离设计点线距的20%,最大不超过最大不超过40%.检查点的布置与观测检查点的布置与观测 检查点应在时间和空间上均匀布置检查点应在时间和空间上均匀布置,占普通总点数的占普通总点数的5%-10%,

20、在大面积区域调查中不少于总点数的在大面积区域调查中不少于总点数的3%补充观测补充观测 在施工中发现了重力异常在施工中发现了重力异常,在垂直异常的方向上补充一在垂直异常的方向上补充一些观测点些观测点.高精度重磁联测高精度重磁联测6.测地工作测地工作按照技术设计要求布设重力测网按照技术设计要求布设重力测网,提供在野外的重提供在野外的重力测点位置力测点位置;确定重力测点的位置确定重力测点的位置,以便对重力测量结果进行正以便对重力测量结果进行正常场校正和展点绘图常场校正和展点绘图;确定重力测点的绝对或相对高程确定重力测点的绝对或相对高程,以便对重力测量以便对重力测量结果进行高度校正和中间层校正结果进行

21、高度校正和中间层校正;为进行地形校正为进行地形校正,需要作相应比例尺的近区地形测需要作相应比例尺的近区地形测量量;测地工作采用的方法测地工作采用的方法:地形图定点和读高程地形图定点和读高程;航空照片定点和读高程航空照片定点和读高程;利用经纬仪定点利用经纬仪定点;水准仪和气压测高计定高程水准仪和气压测高计定高程;卫星定位技术卫星定位技术等测高等测高.F7.海洋重力测量技术海洋重力测量技术F概述概述F海洋重力测量海洋重力测量:是在海上或海底进行连续或定点观是在海上或海底进行连续或定点观测的测的种重力测量方法，为探矿目的而进行的海种重力测量方法，为探矿目的而进行的海洋重力测量又称海洋重力勘探。洋重力

22、测量又称海洋重力勘探。F海洋重力测量的方式有：用海底重力仪定点观测海洋重力测量的方式有：用海底重力仪定点观测；用海洋重力仪在船上连续重力测量；用海洋振；用海洋重力仪在船上连续重力测量；用海洋振摆仪在船上或潜艇内定点观测。目前主要采用前摆仪在船上或潜艇内定点观测。目前主要采用前两种方法。两种方法。F海洋重力测量是测量海区重力加速度的工作。海海洋重力测量是测量海区重力加速度的工作。海洋重力数据在大地测量学、地球科学、海洋科学洋重力数据在大地测量学、地球科学、海洋科学、航天技术的研究和军事上的重要意义。、航天技术的研究和军事上的重要意义。7.海洋重力测量技术海洋重力测量技术概述概述海洋重力测量的特殊

23、要求海洋重力测量的特殊要求:需要在港口需要在港口,码头建立重力基点码头建立重力基点;重力测量采用单次观测法重力测量采用单次观测法;起始起始,闭合于这些基点闭合于这些基点;需要准确的船只运动参数需要准确的船只运动参数;要求船只沿航线测线尽量保持要求船只沿航线测线尽量保持匀速匀速,直线航行直线航行;海洋重力测量受到的干扰海洋重力测量受到的干扰厄缶效应厄缶效应,水平加速度水平加速度,垂直加速度影响垂直加速度影响,交叉耦合交叉耦合效应效应海洋重力观测值的校正海洋重力观测值的校正纬度校正纬度校正,高度校正高度校正,布格校正布格校正,地形校正地形校正8.航空重力测量技术航空重力测量技术航空重力测量的优越性

24、及应用航空重力测量的优越性及应用美国航空重力测量美国航空重力测量在航空重力测量方面在航空重力测量方面,美国已有美国已有40多年的历史多年的历史.现有两种系现有两种系统统:固定翼飞机测量系统固定翼飞机测量系统,直升飞机测量系统直升飞机测量系统固定翼飞机测量系统的研制经过两个阶段固定翼飞机测量系统的研制经过两个阶段:1960-1965年年-第一阶段第一阶段;1984-1992年年-第二阶段第二阶段;直升飞机测量系统直升飞机测量系统:1963-1970年年-一般试验一般试验;1970-1982年年-商业试验商业试验;1982-1996年年-工业评价工业评价;1996-高灵敏度试验高灵敏度试验;航空重

25、力测量航空重力测量是以飞机为载体，综合应用重力传感器是以飞机为载体，综合应用重力传感器(加速加速度计度计)，GPS(全球定位系统全球定位系统)、INS(惯性导航系统惯性导航系统)、激光、激光(或雷达或雷达)、无线电和计算机等技术测定近地空中重力异常的、无线电和计算机等技术测定近地空中重力异常的一种重力测量方法。一种重力测量方法。航空重力测量始于航空重力测量始于20世纪世纪50年代末年代末。1958年，美国空军使用年，美国空军使用LaCoste-Romberg公司生产的公司生产的S-6型型重力仪进行了第一次航空重力测量试验。仪器系统是由海重力仪进行了第一次航空重力测量试验。仪器系统是由海上重力仪

26、、摄影测量照相机和定位多卜勒雷达，以及一些上重力仪、摄影测量照相机和定位多卜勒雷达，以及一些仅用于测定高度变化的沸点测高器组成的。仅用于测定高度变化的沸点测高器组成的。这主要受制于测定载体速度和加速度精度的限制。其测量精这主要受制于测定载体速度和加速度精度的限制。其测量精度未取得突破性进展。度未取得突破性进展。航空重力测量的历史和现状航空重力测量的历史和现状航空重力测量的校正问题航空重力测量的校正问题飞机发动机的震动飞机发动机的震动垂向加速度扰动垂向加速度扰动水平加速度扰动水平加速度扰动交叉耦合效应交叉耦合效应厄缶效应厄缶效应地形影响地形影响我国的航空重力测量我国的航空重力测量我国的航空重力测

27、量刚刚起步我国的航空重力测量刚刚起步,2000年从美国引进一台航空重力年从美国引进一台航空重力仪仪,西安测绘研究所以此仪器为核心建立了航空重力测量系统西安测绘研究所以此仪器为核心建立了航空重力测量系统(2002年年11月通过鉴定月通过鉴定).该系统包括该系统包括:硬件系统和数据处理系统硬件系统和数据处理系统硬件系统硬件系统:重力传感器系统重力传感器系统,高度传感器系统高度传感器系统,姿态传感器系统姿态传感器系统,数据采集系统数据采集系统;软件系统软件系统:5个模块组成个模块组成,可以实现观测数据采集可以实现观测数据采集,滤波滤波,改正改正;测量误差检验测量误差检验,补偿和平差补偿和平差;将空中

28、重力异常延拓到地面或大地将空中重力异常延拓到地面或大地水准面水准面;到目前还没看到解决实际问题的结果到目前还没看到解决实际问题的结果.9.地下重力测量技术地下重力测量技术概述概述地下重力测量地下重力测量是指在钻井是指在钻井,竖井中垂直地进行竖井中垂直地进行,以及在矿区以及在矿区的不同平巷中水平或垂直地进行重力测量的不同平巷中水平或垂直地进行重力测量.研究重力垂直分量随深度的变化研究重力垂直分量随深度的变化,以得到地下密度不均匀体的以得到地下密度不均匀体的垂向和横向位置的变化信息垂向和横向位置的变化信息,主要提供密度垂向变化的信息主要提供密度垂向变化的信息.井中重力测量方法井中重力测量方法井中重

29、力测量井中重力测量borehole gravimetry：使用特制的重力仪在钻井中进行定点：使用特制的重力仪在钻井中进行定点观测，称为井中重力测量。井中重力测量的数据对划分石油钻井的不观测，称为井中重力测量。井中重力测量的数据对划分石油钻井的不同密度界面有重要作用。详见同密度界面有重要作用。详见“重力测井重力测井”。需要注意的问题需要注意的问题:深深度误差度误差;噪声干扰噪声干扰,测量间隔的选择测量间隔的选择,数据校正数据校正井中重力测量的应用井中重力测量的应用确定孔隙度确定孔隙度,精度可达精度可达0.05%;沉积盆地的密度的变化沉积盆地的密度的变化,确定天然确定天然气饱和度气饱和度,发现含油

30、气层位及远井处的孔隙带发现含油气层位及远井处的孔隙带;地下核试验井地下核试验井周围岩石的安定性周围岩石的安定性,监测放射性气体的逸散监测放射性气体的逸散;10.重力梯度测量重力梯度测量英国公司正在和切萨皮克能源公司合作，利英国公司正在和切萨皮克能源公司合作，利用其全张量重力梯度仪（）确定美国中陆地用其全张量重力梯度仪（）确定美国中陆地区的远景构造。全张量重力梯度测量技术正在切萨皮克区的远景构造。全张量重力梯度测量技术正在切萨皮克能源公司掀起油气勘探的一场革命。能源公司掀起油气勘探的一场革命。最近完成的实验表明，全张量重力梯度测量技术的最近完成的实验表明，全张量重力梯度测量技术的预测结果与该公司

31、的干井和生产井的符合率达到预测结果与该公司的干井和生产井的符合率达到。公司和切萨皮克能源公司认为，全张量重。公司和切萨皮克能源公司认为，全张量重力梯度测量技术有望成为油气勘探的一项革命性技术。力梯度测量技术有望成为油气勘探的一项革命性技术。全张量重力梯度测量技术通过采集评定区上方的航全张量重力梯度测量技术通过采集评定区上方的航空重力梯度、磁力梯度和激光测高资料来测量重力场的空重力梯度、磁力梯度和激光测高资料来测量重力场的变化率。公司的重力梯度研究已取得了突破变化率。公司的重力梯度研究已取得了突破性的进展。公司的最终目标是生产经营世界性的进展。公司的最终目标是生产经营世界上首台超导重力梯度仪。上

32、首台超导重力梯度仪。第三讲第三讲 重力资料、重力异常的获得及重力资料、重力异常的获得及均衡重力异常均衡重力异常F1.观测资料的整理和质量评价观测资料的整理和质量评价F2.重力基点网平差重力基点网平差F3.重力异常计算和图示重力异常计算和图示F4.均衡及均衡重力异常均衡及均衡重力异常重力仪器观测数据的初步整理的内容是通过改正（重力仪器观测数据的初步整理的内容是通过改正（消除）重力场以外的一些因素引起的重力仪观测数消除）重力场以外的一些因素引起的重力仪观测数据的变换，据的变换，这种变化是由仪器本身的特性和工作方法引起的。这种变化是由仪器本身的特性和工作方法引起的。例如例如 零点变化及海洋、航空重力

33、测量工作中航速，航向的零点变化及海洋、航空重力测量工作中航速，航向的影响和垂直加速度干扰等异常。影响和垂直加速度干扰等异常。一一.观测资料的整理和质量评价观测资料的整理和质量评价一一.观测资料的整理和质量评价观测资料的整理和质量评价1)1)普通点观测资料的整理和质量评价普通点观测资料的整理和质量评价 消除仪器的零点漂移消除仪器的零点漂移,求取各测点相对与基点的相求取各测点相对与基点的相对重力值对重力值;仪器的零点漂移仪器的零点漂移:(a)(a)纯零点漂移纯零点漂移(弹性元器件疲劳等造成的读数变化弹性元器件疲劳等造成的读数变化)(b)(b)重力日变重力日变(重力固体潮的变化重力固体潮的变化)和温

34、度影响未消除和温度影响未消除部分等叠加在一起的混合零点漂移部分等叠加在一起的混合零点漂移;对中小比例尺测量对中小比例尺测量,这一整理称为混合零点校正这一整理称为混合零点校正;对大比例尺测量对大比例尺测量,要先进行固体潮校正要先进行固体潮校正,对余下的纯零对余下的纯零点校正和温度影响做零点校正点校正和温度影响做零点校正;一一.观测资料的整理和质量评价观测资料的整理和质量评价2)2)基点网观测资料的整理和质量评价基点网观测资料的整理和质量评价在消除仪器零点变化后在消除仪器零点变化后,求得各相邻两基点的求得各相邻两基点的重力差值重力差值(一个边段的段差一个边段的段差).).常用三重小常用三重小循环法

35、循环法,由于测量时间差小由于测量时间差小,可以较好地监可以较好地监测重力仪的零点漂移测重力仪的零点漂移,且视为线性变化且视为线性变化.二二.重力基点网平差重力基点网平差0ig 二二.重力基点网平差重力基点网平差12:1.520 1.2611.361 1.5400.060:1.370 1.6811.751 1.5200.080iiggmGalggmGal第一环第二环0iigg为平差后各相邻点的重力差；二二.重力基点网平差重力基点网平差重力闭合差的来源：a)重力仪的观测精度；b)偶然或随机误差；通常它们与仪器的零点位移关系密切；因此，闭合差的分配应与各点的闭合时间成正比，即将闭合差按时间分配到各点

36、。二二.重力基点网平差重力基点网平差 a)对单独个闭环计 0 iiiiiitgttKtt若若闭闭合合环环路路测测量量总总时时间间为为：t t=平平差差系系数数为为 K K=若若某某一一边边的的闭闭合合时时间间为为，则则改改边边的的平平差差值值：g g各各边边平平差差数数之之和和必必须须满满足足：g gK K（一一合合路路的的平平差差算算：二二.重力基点网平差重力基点网平差11222111121212,(,)mmiFCiFCiiFCFCKtK tKtK ttFCKKK Kt(b)对上例的两公共边FC必须公用条件：gggg 分别是两个环路的闭合差；是边的闭合时间；，是待求的系数；公共边的平差个闭合

37、环路的平为差计算：二二.重力基点网平差重力基点网平差(1)边对应的重力差标记在圆括号内，闭合时间标记在方括号内；(2)按顺时针方向计算各环路的闭合差；(3)计算各环路的总c)对多闭合环路的波波夫逐闭合时间；(4)从闭合差最大次逼近法平差计的环路开算：始平差；二二.重力基点网平差重力基点网平差121453251 3316142365142171tt下边还是以上边讲的两个环路为例讲解方法的实现：环的总时间：分2环的总时间：分二二.重力基点网平差重力基点网平差222220.080/171420.020360.016510.024420.020BACBFCAFKKKK 2环的平差系数为：K各边的平差值

38、分别为：B-A:C-B:F-C:A-F:将各边的平差值写在各边的对应位置上二二.重力基点网平差重力基点网平差11120.0600.0240.036FCg考虑 环的平差：在 环的公共边上，将 环的平差值变号加到该边上，这样1环的闭合差为：二二.重力基点网平差重力基点网平差1111110.036/161:510.011:320.007:450.010:330.008CFDCEDFEKCFgKDCgKEDgKFEgK 环的平差系数：各边的平差值为：再将公共边平差值变化分配转入2环，按上述方法持续下去，直到所有环路完全闭合。二二.重力基点网平差重力基点网平差222220.011/171,420.003

39、360.007510.010420.008BACBFCAFKKKK 此时，2环又有0.011的闭合差，平差系数为：K各边的平差值分别为：B-A:C-B:F-C:A-F:将各边的平差值写在各边的对应位置上将公共边上的平差值变号转入1环，1环又有了0.003的闭合差，继续对1环平差。二二.重力基点网平差重力基点网平差二二.重力基点网平差重力基点网平差3）求各基点相对于总基点的重力差求各基点相对于总基点的重力差F设总基点为设总基点为A则各基点相对于总基点的重力差为则各基点相对于总基点的重力差为0 1.6641.6641.664 1.7650.1011.664 1.765 1.2891.1881.66

40、4 1.765 1.289 1.3500.1621.664 1.765 1.289 1.350 1.5491.387BCDEF B点:gC点:gD点:gE点:gF点:g二二.重力基点网平差重力基点网平差作业21.导出下落法绝对重力测量的计算关系？导出下落法绝对重力测量的计算关系？试分析提高仪器精度的方法？试分析提高仪器精度的方法？2.画出弹簧相对重力仪的灵敏度系统结构画出弹簧相对重力仪的灵敏度系统结构？导出平衡方程和灵敏度方程？分析提？导出平衡方程和灵敏度方程？分析提高灵敏度的方法？高灵敏度的方法？3.画出海洋弦线重力仪的灵敏系统结构？画出海洋弦线重力仪的灵敏系统结构？导出响应方程？导出响应方

41、程？三三.重力异常计算和图示重力异常计算和图示 1 1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正 由重力测量经过零点改正后所得到的结果是测点相对于由重力测量经过零点改正后所得到的结果是测点相对于某点的重力差值，通过基点的重力值可以推算出所有的测某点的重力差值，通过基点的重力值可以推算出所有的测点绝对重力值，也称为重力观测值点绝对重力值，也称为重力观测值。基点的重力值可以通。基点的重力值可以通过将基点网中任一基点与国家基点联测得到。各测点的重过将基点网中任一基点与国家基点联测得到。各测点的重力观测值中包含着地质因素以外额外部条件变化的影响。力观测值中包含着地质因素以外额外部条件变化的影响。因

42、此，因此，由重力观测值得到反映地质因素的重力异常因此，因此，由重力观测值得到反映地质因素的重力异常，需要经过一系列的校正。，需要经过一系列的校正。下边介绍各项校正的方法和由此得到的各种异常的地球下边介绍各项校正的方法和由此得到的各种异常的地球物理意义。物理意义。1)内部校正概述内部校正概述 野外测量通常采用多台仪器野外测量通常采用多台仪器,其测量值包含实际的重其测量值包含实际的重力值力值,及前边提到的各种影响因素及前边提到的各种影响因素.其中由仪器的结构其中由仪器的结构不完善造成的干扰称为仪器的内部影响不完善造成的干扰称为仪器的内部影响,对内部影响的对内部影响的校正称为内部校正校正称为内部校正

43、.内部校正包括内部校正包括:温度校正温度校正,零点校正零点校正,气压校正气压校正,地磁校正地磁校正,目前主目前主要作前两项校正要作前两项校正校正后值校正后值=观测值观测值+校正值校正值校正值校正值=-影响值影响值1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正(1)温度校正温度校正0020000()()TiTiiTTTTTT 线性校正：非线性校正:仪器读数时的内部温度；仪器标定的工作温度；仪器标定温度下的校正系数；1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正(2)零点校正零点校正用于勘探的重力仪都有零点变化的现象，在一定精度要求下用于勘探的重力仪都有零点变化的现象，在一定精度要求下，一定时

44、间间隔内重力仪的零点变化可以看成是与时间成线，一定时间间隔内重力仪的零点变化可以看成是与时间成线性关系，可以相应的通过改正来消除零点变化的影响。性关系，可以相应的通过改正来消除零点变化的影响。进行零点改正的方法是：重力测量工作前，在全测区均匀布进行零点改正的方法是：重力测量工作前，在全测区均匀布置一些基点，这些基点间的重力差值采用高一级精度重力仪置一些基点，这些基点间的重力差值采用高一级精度重力仪器或者较为复杂的工作方法首先测出。器或者较为复杂的工作方法首先测出。在进行测点重力测量时，首先在基点上观测，然后对测点进在进行测点重力测量时，首先在基点上观测，然后对测点进行观测，在规定的重力仪器线性

45、零位变化的时间间隔内再到行观测，在规定的重力仪器线性零位变化的时间间隔内再到基点上观测，当然也可以回到工作开始的那个基点观测。基点上观测，当然也可以回到工作开始的那个基点观测。1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正2)零点校正零点校正单次观测的零点校正方法单次观测的零点校正方法(1)同一个基点上的两次观测的时间为同一个基点上的两次观测的时间为(2)校对两个不同基点校对两个不同基点A和和B,而且两个基点的而且两个基点的重力差已知为重力差已知为由校对基点读数算出的结果是由校对基点读数算出的结果是,ABABt点读数的时间为t点读数的时间为则仪器的零点变化率为：ABgABg00000,()i

46、ittggKgK tttt 和，测量结果分别为 g和 g,则单位时间内零点的变化率为：1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正,()ABABABBAABiiAttggKtttttK tt 因此，从 至 的时间内 仪器的零漂变化率为:从 至 的任一时间内零漂的校正量为:2)零点校正零点校正1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正当重力仪的零点变化只是近似线性变化,而不是线性变化,而且,在一天的工作中校对的三个基点进行了重复观测，这时零点校正应按如下方法进行：1)在方格纸上,以读数或 g为纵坐标,时间t为横坐标将重复观测点按比例点在图上;2)将相同点用直线连接,形成大致平行的直线;

47、3)以最长的一条线的中点为标准,过中点作所有连线的平行线,形成一组线束;2)零点校正零点校正1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正21()0,0miiiyKxaQyKxaQQKa1.重力观测结果的内部校正重力观测结果的内部校正4)用这些线束的端点数据进行最小二乘拟合得到一条拟合直线,拟合直线的斜率即为该时间段内的零点变化率.重力的组成和影响因素重力的组成和影响因素2 2.重力观测的外部校正重力观测的外部校正纬度和高纬度和高程影响程影响中间层中间层和和地形影地形影响响1)中间层校正中间层校正2 2.重力观测的外部校正重力观测的外部校正图中图中B为总基点为总基点,A为为A的投影的投影,与

48、与B处于同一大地水准面上处于同一大地水准面上,A与与B的高差为的高差为h(A的海拔高程的海拔高程).A与与B相比相比,多了一个密度为多了一个密度为 的的,厚度为厚度为h的物质层的物质层,称为中称为中间层的引力作用间层的引力作用.由于各测点的高度不同由于各测点的高度不同,中间层引力的垂直分量的影响也不中间层引力的垂直分量的影响也不同同,因此因此,必须进行中间层校正必须进行中间层校正.2222222222 3/2000(,)(cos,sin,)000,()()VVVVzRhVzdvdvFGGf x y z dxdydzf RRz Rd d dzRzgFdvzRd dRdzRz 222在我们的问题中

49、：=(x-)(y-)(z-)且，重力为引力的垂直分量：1)中间层校正中间层校正2 2.重力观测的外部校正重力观测的外部校正222 3/2000222222()2-1(1)221-/(2)0.419()RhzRgGd dRdzRzgGRhRhRhhRhRRgGhRhhR 对于原盘片的引力垂直分量：当 远大于 时：1)中间层校正中间层校正2 2.重力观测的外部校正重力观测的外部校正1)中间层校正中间层校正11120.4190.4190,0;0,0ghghhghg 当地形起伏不大，下图中（）部分的影响可以忽略不计，中间层的影响与一个水平层的影响相似：水平板的重力异常：则中间层的校正为：2 2.重力观

50、测的外部校正重力观测的外部校正2)地形较正地形较正2 2.重力观测的外部校正重力观测的外部校正测点测点A周围的地形起伏对周围的地形起伏对A点点观测值的影响可用右图说明观测值的影响可用右图说明.与与地面平坦相比地面平坦相比,高于高于A点的点的 质量质量对对A点的引力使点的引力使A点的重力值点的重力值减小减小;低于低于A点的地形点的地形,由于缺由于缺少物质少物质,也使也使A点重力减小点重力减小.所以所以,地形影响的校正总是正值地形影响的校正总是正值.但但在大范围测量和海洋测量中在大范围测量和海洋测量中,地地形校正有正有负形校正有正有负.A2)地形较正（地形较正（Terrain Correction