物理大地测量学实习实习报告 - 图文(2)

2019-04-22 21:26

(三)重力网格测量

1、实习内容及要求

在设计的格网点上进行重力测量,分析测区重力变化的特征。

武汉大学校区,网格图点位坐标见“格网图点位坐标表”,每组测一条测线,一条测线有9个测点,测量需要从基点网的已知重力值2号点开始测量。 格网图点位坐标表

线号 1 2 3 4 5 6 经度 114°21'05.30\东 114°21'09.30\东 114°21'13.30\东 114°21'17.30\东 114°21'21.30\东 114°21'25.30\东 点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 纬度 30°31'43.70\北 30°31'51.70\北 30°31'59.70\北 30°32'07.70\北 30°32'15.70\北 30°32'23.70\北 30°32'31.70\北 30°32'39.70\北 30°32'47.70\北 网格测量测线小组分配表

测线1 1 7 13 测线2 2 8 14 测线3 3 9 15 测线4 4 10 16 测线5 5 11 17 测线6 6 12 计算网格点绝对重力值,绘制整个测区重力等值线图(需要使用其他组的成果)。注:测量时,根据“格网图点位坐标表”的设计点位,在实地寻找合适的观测位置,并在图上标记实际点位,点位坐标在室内从GoogleEarth上读取(近似坐标)。

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2、测量及数据处理方案

根据安排,我们14小组测的是2号测线。首先,我们在GoogleEarth上打开点位信息kmz文件,找出2号线的测区范围,并在图上标记出更精确的点位,记录得到点之记。

我们组的路线是从已知点2号点开始,依次测得2号线的9个点,再回到2号点,以便计算零飘改正值和绝对重力值。在实地测量中,我们尽可能的在标记的范围里寻找合适的观测位置,使用型号为B60的重力仪,依次从2号点按照上述路线测量,直至2号点结束测量。

在数据处理过程中首先将原始观测数据的单位转换为mGal,依次经过潮汐及零飘改正,相减得到相邻点的重力差,再由已知点的绝对重力值计算得到测线上9个点的绝对重力值。

结合自己的数据以及其它5条测线共6组的数据,将其计算得到的绝对重力值一并导入Matlab中,在Matlab中利用contourf( )函数绘制出整个网格测区的重力等值图,查看并分析结果。 2号测线点位总图:

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(四)重力垂直梯度测量

1、 实习内容及要求

重力垂直梯度测量,用于测量重力值在垂直方向上的变化。本次实习的测量地点为实验大楼的1、6、11、16层楼,本次实习以测量楼层间的重力差以及楼层间的高差来反演重力的垂直变化规律,要求计算各测量层间的高差和重力差,计算重力垂直梯度,画出重力垂直梯度的垂直方向的变化曲线。

2、 测量及数据处理方案

我们小组以实验大楼的楼道为测量地点。由于测量时起始楼层1楼楼道较 为拥挤,其他小组也同时在测量,而且如果选择靠近楼梯口的位置来测量相对重力,虽然有利于高差的测量(靠近楼梯口测量能够满足测重力和测高差时为同一点),但是因为来往行人行走时的震动会使得重力仪表盘指针不稳定,很容易造成读数偏差等测量误差,所以我们选择各楼道上偏靠墙角的相应的某一点位置。

我们使用型号为G1027的相对重力仪,依次测量1层楼--6层楼--11层楼--16层楼--11层楼--6层楼--1层楼 各楼道上所选择点的重力值。在测量高差时,将该点平移到楼梯口(因为各楼层地面较水平,所以可以忽略同一平面两点间的高差),将实验室提供的50米测绳在扶梯间上下可通视的缝隙中释放,尽量保持垂直拉伸,依次读取1-6(6-1)、6-11(11-6)、11-16(16-11)楼层间的高度差,求得往返测量的平均值作为楼层高差。

在数据处理过程中首先将原始观测数据的单位转换为mGal,依次经过潮汐及零飘改正,通过楼层结果相减等计算得出楼层间差、段差结果,再根据公式垂直梯度=dg/dh求得相邻楼层间的重力垂直梯度。

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(五) 重力场参量计算

1、实习内容及要求

利用提供的软件(GRAVT_GM.exe)及参考模型(EGM96),计算纬度30度—31度,经度114度—115度,网格距离为6分的网格点的大地水准面差距、重力异常、重力扰动和垂线偏差。

绘制大地水准面差距、重力异常、重力扰动和垂线偏差的等值图,并对等值图给出相应的描述和评价。

2、实习方法及过程

双击运行提供的软件GRAVT_GM.exe,导入参考模型EGM96后回车,根据屏幕提示选择所要计算的项目,然后依次输入经纬度范围、网格间距及数目、平均高度,回车即可运行出计算结果,结果可在.OUT文件中查看。

将上述计算出的五个.OUT文件(大地水准面差距、重力异常、重力扰动、垂线偏差东西方向和南北方向分量)转换成.txt文件并导入Matlab中,在Matlab中利用contourf()函数依次绘制出大地水准面差距、重力异常、重力扰动和垂线偏差的等值图,查看并分析结果。

四、实习数据处理方法及成果展示

(一)重力测量数据处理方法

1、格值转换

计算测站读数的平均值:Rm=(R1+R2+R3)/3,再将读数单位换算为mGal。 (1)L&R G型重力仪:按仪器号选择相应的格值表,将需转换的读数Rm的Rm/100的整数部分乘100作为COUNTER READING(R0),根据R0在格值表中查取相应的VALUE IN MILIGALS (a0) 和 FACTOR FOR INTERVAL (a1)求得Rmgal=a0+a1(Rm-R0)。

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(2)Burris 重力仪:由于Burris 重力仪的格值表没有给出Factor for Interval,所以需要自己计算:Factor for Interval(k)=( Value in Milligals(k) - Value in Milligals(k-1))/(50)。 2、潮汐改正

潮汐改正数据每天一个文件,计算间隔为6分钟,按观测时间ti在潮汐数据

表中查取ti前后各一个潮汐值(t1,gt1,t2,gt2),计算潮汐改正:gti=gt1+(gt2-gt1)*(ti-t1)/(t2-t1),再计算潮汐改正后的数据:RmgalT=Rmgal-gti。 3、零飘改正

用起始点的两次观测数据(t1,Rm1,tn,Rmn)计算零漂率:k=(Rmn-Rm1)/(tn-t1),按观测时间(ti)计算零飘改正:dgv0=k*(ti-t1),再计算零飘改正后的数据:Rmgalk=RmgalT-dgv0。 4、重力差dg及绝对重力值g

首先求得重力差dgi=Rmgalki-Rmgalk1(起始点),再根据已知点的绝对重力值,求出某点的绝对重力值gi=g1+dgi。 5、垂直梯度计算

按上述的方法计算重力差dg,根据高差数据计算相应的高差dh,再根据公式垂直梯度=dg/dh(注意高差和重力差的方向)求得重力垂直梯度。

(二)重力基点联测成果

重力基点联测原始观测数据及处理结果见下表:

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