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FG5绝对重力仪在工程中的应用

李建国  
【摘要】:FG5绝对重力仪是世界上商业化最成功的绝对重力仪,具有可移动、高精度等特点。截止2009年我国引进了多台FG5绝对重力仪,参加到了“2000国家重力基本网”、“中国地壳运动观测网络”、“中国大陆构造环境监测网络”、““xxx”工程”以及“南极科考”等重大国家基础工程项目应用中。本文简要介绍了FG5绝对重力仪、基本测量过程和数据处理基本原理,重点研究了FG5在“中国大陆构造环境监测网络”和““xxx”工程”应用中存在的若干问题,分析如何正确使用FG5进行绝对重力的控制测量,提高FG5的测量精度,减弱海潮、地震对测量结果的影响,还研究了利用FG5数据进行基准站验收的方法和基本规律。 本文的主要工作及创新点如下: (1)总结了FG5绝对重力测量实施方案的编写规范,以及FG5仪器操作和g软件的正确使用方法,研究了FG5绝对重力仪的检验方法; (2)分析了FG5数据采集和处理系统,研究了绝对重力测量数据处理基本原理,归纳了绝对重力测量中的各项改正公式,计算分析了极移改正对测量精度的影响; (3)设计了精度评定实验,利用实测结果对FG5/240绝对重力仪的精度进行了分析,确定了FG5/240仪器符合陆态网络精度要求; (4)对FG5绝对重力测量的关键技术进行了研究,通过实测和计算提出了梯度测量选择仪器的标准; (5)研究了组数设定和精度的关系,根据实际数据计算表明:内陆点位可以设定100次下落,12组观测即可满足测量精度要求;近海和海岛点位因受海洋负荷潮和点位基础稳定性的影响,可设定100次下落,16组观测即可满足测量精度要求。 (6)研究了三种海潮改正模型,根据实际计算结果,表明:近海点的三种海潮模型的改正值相差较大,尤其是sch模型与另外两种模型相差都较大;不论内陆、近海和海岛点fes2004和csr海潮模型曲线图与观测结果曲线图符合性较好;内陆点的三种海潮模型改正曲线基本重合,主要原因是内陆距海边远,受海潮影响小,所以任何海潮模型对其的改正量都不大,不影响观测精度。 (7)提出了一种利用FG5绝对重力测量对基准站进行验收的方法,根据实测数据分析给出检验基准站质量的经验规律:1)观测数据标准差≤5微伽,组离散度振幅<20微伽,基准站为基岩点;2)观测数据标准差>5微伽,组离散度振幅<30微伽,基准站为基岩点;3)观测数据标准差>5微伽,组离散度振幅>100微伽,基准站为软基点。


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