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物探与化探  2023, Vol. 47 Issue (5): 1307-1315    DOI: 10.11720/wtyht.2023.1526
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基于不同规范的重力仪双程往返零漂率计算分析
常小鹏1,2(), 陈亮1, 张翔1(), 张凌霄1, 朱樟柳3, 乔衍溢4
1.中国地质调查局 地球物理调查中心,河北 廊坊 065000
2.中国地质大学(北京) 地球物理与信息技术学院,北京 100083
3.中国地质调查局 军民融合地质调查中心,四川 成都 610000
4.中国地质调查局 廊坊自然资源综合调查中心,河北 廊坊 065000
Calculation and analysis of zero drift rates of gravimeters in two-way reciprocal observations based on different specifications
CHANG Xiao-Peng1,2(), CHEN Liang1, ZHANG Xiang1(), ZHANG Ling-Xiao1, ZHU Zhang-Liu3, QIAO Yan-Yi4
1. Geophysical Survey Center, China Geological Survey, Langfang 06500, China
2. School of Geophysics and Information Technology, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
3. Civil-Military Integrated Geological Survey Center, China Geological Survey, Chengdu 610000, China
4. Langfang Center for General Survey of Natural Resources, China Geological Survey, Langfang 065000, China
全文: PDF(928 KB)   HTML
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摘要 

重力测量是大地测绘及地球物理勘探的重要部分,根据不同的重力规范开展双程往返观测( i j j ' i '),其对零漂率的计算也不同,地质调查规范将 j点的重复测量做静掉格处理,石油规范运用回归分析的方法计算零漂率。 j点的重复测量间隔的处理不同,导致两类规范得出的零漂率数值差异明显。本文通过对理论算式分析和实测数据对比,分析了 j点重复测量的 g ' j - g j t ' j - t j对零漂率计算的影响,对比石油规范中采用的回归分析法,说明了“静掉格”处理对减小因仪器性能、测量环境影响导致的不确定因素的重要意义,提出了两类规范的适用条件。

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常小鹏
陈亮
张翔
张凌霄
朱樟柳
乔衍溢
关键词 规范重力测量双程往返零漂率静掉格    
Abstract

Gravity survey is an important part of geodetic mapping and geophysical exploration. Different gravity specifications adopt different methods to calculate the zero drift rates in two-way reciprocal observations (i,j,j',i'). The repeated measurements of point j are subjected to static drift in the geological survey specification. By contrast, the zero drift rate is calculated through regression analysis in the petroleum specification. Different processing methods for the repeated measurement interval of point j yield significantly different zero drift rates based on the two specifications. Through theoretical formula analysis and comparison of measured data, this study analyzed the influence of g'j- g j and t'j-tj in the repeated measurements of point j on the calculation of the zero drift rate. By comparing with the regression analysis, this study illustrated the importance of static drift in reducing the uncertainties caused by instrument performance and measurement environment. Moreover, this study proposed the applicable conditions of the two specifications.

Key wordsspecification    gravity measurement    two-way reciprocal observation    zero drift rate    static drift
收稿日期: 2022-10-27      修回日期: 2023-05-12      出版日期: 2023-10-20
ZTFLH:  P631  
基金资助:中国地质调查局项目“雅鲁藏布江大游SDZ开发规划建设区综合地球物理调查”(DD20211546)
通讯作者: 张翔
作者简介: 常小鹏(1991-),男,工程师,主要从事重磁数据处理和非线性反演方法研究等领域的科研工作。Email:2585479415@qq.com
引用本文:   
常小鹏, 陈亮, 张翔, 张凌霄, 朱樟柳, 乔衍溢. 基于不同规范的重力仪双程往返零漂率计算分析[J]. 物探与化探, 2023, 47(5): 1307-1315.
CHANG Xiao-Peng, CHEN Liang, ZHANG Xiang, ZHANG Ling-Xiao, ZHU Zhang-Liu, QIAO Yan-Yi. Calculation and analysis of zero drift rates of gravimeters in two-way reciprocal observations based on different specifications. Geophysical and Geochemical Exploration, 2023, 47(5): 1307-1315.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2023.1526      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2023/V47/I5/1307
Fig.1  零点位移R线确定
三台仪器的对比值/(mGal·h-1)

4490# 131213# 132218#
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
点间隔零
漂率K2
石油规范
计算零漂
K3
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
点间隔零
漂率K2
石油规范
计算零漂
K3
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
点间隔零
漂率K2
石油规范
计算零漂
K3
1 -0.0092 -0.0296 -0.0053 -0.0131 -0.0255 -0.0107 0.0000 -0.0118 0.0021
2 0.0020 -0.0097 0.0041 -0.0030 -0.0109 -0.0016 -0.0197 -0.0387 -0.0167
3 0.0094 0.0102 0.0093 -0.0036 -0.0078 -0.0029 0.0020 -0.0135 0.0043
4 0.0075 0.0066 0.0077 -0.0008 0.0000 -0.0010 -0.0026 -0.0062 -0.0021
5 -0.0051 -0.0131 -0.0037 0.0151 0.0169 0.0148 -0.0053 -0.0248 -0.0019
6 -0.0106 -0.0188 -0.0093 -0.0088 -0.0131 -0.0081 0.0051 -0.0065 0.0065
Table 1  三台仪器的实测数据与石油重力勘探技术规程中零漂率对比
三台仪器对比值/(mGal·h-1)

4490# 131213#
j
时间差
t ' j - t j
j
读数差
g ' j - g j
j点两次
测量零
漂率K0
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
间隔零
漂率K2
变化率/% j
时间差
t ' j - t j
j
读数差
g ' j - g j
j点两次
测量零
漂率K0
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
间隔零
漂率K2
变化率/%
1 0:16:42 0.011 0.0395 -0.0092 -0.0296 222.06 0:16:31 0.005 0.0170 -0.0131 -0.0255 94.71
2 0:11:34 0.008 0.0398 0.0020 -0.0097 -571.74 0:12:09 0.004 0.0198 -0.0030 -0.0109 266.19
3 0:09:53 0.001 0.0061 0.0094 0.0102 8.52 0:11:08 0.002 0.0108 -0.0036 -0.0078 114.93
4 0:11:00 0.002 0.0109 0.0075 0.0066 -12.44 0:10:58 -0.001 -0.0036 -0.0008 0.0000 -100.00
5 0:10:49 0.004 0.0222 -0.0051 -0.0131 159.19 0:10:53 0.002 0.0092 0.0151 0.0169 11.98
6 0:08:40 0.003 0.0208 -0.0106 -0.0188 77.90 0:10:05 0.001 0.0060 -0.0088 -0.0131 47.96

132218#
j点时间差
t ' j - t j
j点读数差
g ' j - g j
j点两次测
量零漂率K0
未剔除 j点间
隔零漂率K1
剔除 j点间
隔零漂率K2
变化率/%
1 0:14:34 0.008 0.0330 0.0000 -0.0118
2 0:10:21 0.009 0.0502 -0.0197 -0.0387 95.85
3 0:09:39 0.011 0.0684 0.0020 -0.0135 -790.64
4 0:07:44 0.002 0.0155 -0.0026 -0.0062 139.76
5 0:10:58 0.010 0.0565 -0.0053 -0.0248 371.47
6 0:06:39 0.008 0.0752 0.0051 -0.0065 -226.34
Table 2  往返测量零漂率对比
Fig.2  K0K1正负性一致
Fig.3  K0“反方向”波动
三台仪器对比值/(mGal·h-1)
序号 4490# 131213# 132218#
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
点间隔零
漂率K2
i - j
时间间隔
j点间
隔对增
量的影响
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
点间隔零
漂率K2
i - j
时间间隔
j点间
隔对增
量的影响
未剔除 j
点间隔零
漂率K1
剔除 j
点间隔零
漂率K2
i - j
时间间隔
j点间
隔对增
量的影响
1 -0.0092 -0.0296 0:20:36 0.0070 -0.0131 -0.0255 0:18:34 0.0038 0.0000 -0.0118 0:17:41 0.0035
2 0.0020 -0.0097 0:19:21 0.0038 -0.0030 -0.0109 0:16:31 0.0022 -0.0197 -0.0387 0:18:07 0.0057
3 0.0094 0.0102 0:22:22 0.0003 -0.0036 -0.0078 0:21:03 0.0015 0.0020 -0.0135 0:20:30 0.0053
4 0.0075 0.0066 0:17:52 0.0003 -0.0008 0.0000 0:19:06 0.0003 -0.0026 -0.0062 0:19:16 0.0012
5 -0.0051 -0.0131 0:16:23 0.0022 0.0151 0.0169 0:19:08 0.0006 -0.0053 -0.0248 0:18:00 0.0059
6 -0.0106 -0.0188 0:16:58 0.0023 -0.0088 -0.0131 0:19:17 0.0014 0.0051 -0.0065 0:22:19 0.0043
Table 3  j点间隔对增量的影响值对比
[1] DZ/T 0171—2017大比例尺重力勘查规范[S].
[1] DZ/T 0171—2017 Specification for large-scale gravity survey[S].
[2] DZ/T 0004—2015重力调查技术规范(1:50 000)[S].
[2] DZ/T 0004—2015 The technical specification for gravity survey(1:50 000)[S].
[3] DZ/T 0082—1993区域重力调查规范[S].
[3] DZ/T 0082—1993 The standard for regional gravity survey[S].
[4] DZ/T 0082—2006区域重力调查规范[S].
[4] DZ/T 0082—2006 The standard for regional gravity survey[S].
[5] DZ/T 0082—2021区域重力调查规范[S].
[5] DZ/T 0082—2021 The standard for regional gravity survey[S].
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[6] GB/T 20256—2019 Specifications for the gravimetry control[S].
[7] GB/T 17944—2018加密重力测量规范[S].
[7] GB/T 17944—2018 Specifications for the dense gravity measurement[S].
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[8] SY/T 5819—2016 Technical specification for land gravity survey[S].
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