重力场变化

摘要： 2010-2020年间利用LCR-G相对重力仪及CG-5相对重力仪对沂沭断裂带地区进行了每0.5a一期的相对重力观测,通过对重力观测数据、水文资料和形变资料的处理分析,发现:1)2010年8月以来沂沭断裂带北段出现的多年期重力异常与该地区地下水位下降及地面沉降有强相关性,地下水位变化对重力的影响可达-102.21μGal,地面沉降产生的最大影响为190.56μGal,二者叠加影响可达195.72μGal;2)流动重力观测在基岩出露的山地丘陵区一般不存在非构造背景场干扰,而当第四系平原地区的重力场出现大幅变化时,应重点明确是否为水位变化、地面沉降等因素导致;3)深层承压水漏斗区往往伴随地面沉降及显著的重力变化,浅层潜水下降一般不引起地面沉降,但水体流失会引起地面一定的重力负值变化;4)日常对流动重力测量资料进行校正时,可根据测点近年受地下水及垂直形变干扰的量级变化规律计算其年均校正常数,这对流动重力资料的分析、应用以及相关研究具有一定的积极意义。

摘要： 本文综合利用EIGEN6C4布格重力异常、SIO V15.1地形和流动重力观测数据,研究2021年玛多Ms7.4地震的重力挠曲均衡背景和震前重力变化特征.首先,基于岩石圈挠曲均衡模型,结合布格重力异常和地形数据,采用有限差分方法计算了震中及周边地区(青藏高原东北部)岩石圈有效弹性厚度(Te)和挠曲均衡重力异常.结果表明,青藏高原东北部Te为0～100 km,横向差异明显,且与块体构造关系密切.巴颜喀拉块体以北的柴达木块体Te值高达50～80 km,以南的羌塘块体大部分区域的Te大于20 km,五道梁以南出现局部大于30 km的高值区,玉树—德格地区出现局部大于40 km的高值区.巴颜喀拉块体Te为0～20 km,较其南北块体明显偏小,更易于发生形变,从而在南北"夹持"下发生物质东向运动,是青藏高原中部物质东流的主要区域.地震易发生在岩石圈强弱变化的过渡地带(Te变化梯度带),以及Te较小区域的断裂带上.本次地震即发生在巴颜喀拉块体内部Te低值区,震中附近有效弹性厚度约为15 km.震前流动重力变化分析表明,2015年以来3～5年的累积重力变化自西向东呈负-正-负的区域性变化特征,大致以震中为界形成了垂直于断裂带的重力变化高梯度带,主要反映了震前青藏高原物质东流过程中出现的深部构造运动态势.2018年以来的重力变化主要呈围绕震中形成西正-东负的弱区域性变化特征,显示震中地区已处于高应力应变的"固化"状态,地震即发生在重力变化零值线拐弯部位.

摘要： 以鄂尔多斯南缘地区布格重力异常数据及2014—2017年相对重力观测数据为基础,采用欧拉反褶积方法,对引起重力变化的场源深度进行反演,并对空间分布规律予以解释.通过构建理论模型,反演得到最优模型参数,并对实际数据进行计算和分析.为了减弱和消除欧拉解的发散性,利用水平梯度滤波法优化反演结果.结果表明:①构造指数为1时,适合对相对重力数据进行反演,当滑动窗口选择4—8倍测点间距时,可以获得较为可靠的场源参数;②在主要断裂附近,不同时间尺度的场源呈较好的一致性特征;③引起重力变化的场源深度集中在10—30 km,与鄂尔多斯南缘地区的震源深度基本一致;④不同时间尺度的场源位置相对分散,表明引起重力变化的物质流动具有随机性和波动性.

摘要： 利用陕甘川地区2016-2018年5期流动重力观测资料,分析了陕西宁强MS5.3地震前半年和1年尺度的重力场变化特征.同时采用小波多尺度分解方法,对宁强MS5.3地震震中区的布格重力异常进行1～4阶小波分解,并对1～4阶小波细节图像进行分析.研究结果表明:①宁强MS5.3地震重力场呈现"正向变化—正向减弱—负向变化—负向减弱"演化过程,震前重力场呈现四象限分布特征,震中位于鞍部位置,符合走滑型地震特征;②布格重力异常2～3阶小波细节对宁强MS5.3地震孕震特征有较好的反映,对应的场源深度为10～15km,与本次地震震源深度11km有较好的对应关系.

摘要： 基于2016年以来雷州半岛-海南岛陆地区(以下简称雷琼地区)的流动重力资料,对2017年下半年前后的联测资料采用不同的平差方法进行处理.将湛江和琼中2个绝对重力点作为雷琼测网基准,研究2016年以来雷琼地区重力场动态变化特征.重点研究2018-03-20广东阳江4.2级地震、2019-03-05广东雷州4.1级地震、2019-08-20海南三亚4.2级地震和2019-10-12广西北流5.2级地震震前区域重力场差分和累积动态变化.研究结果表明,除广东雷州4.1级地震外,其他3个地震震前在震中附近地区均存在重力场变化异常,表明在测网网格距和数据处理方法合理的情况下,对于4～5级地震,区域重力场在震前可能存在一定异常反应.

摘要： 洋底板块运动是地球动力学和全球变化研究的重要内容.本文根据质量迁移与地球外部重力场变化的对应关系,利用不同时期测高资料推算的1995 2019全球海洋重力场变化结果,反演分析全球洋底板块运动特征.研究表明,板块汇聚边界、板块内无震海岭、海山群、断裂带等区域重力异常变化显著,而在板块离散边界无明显变化趋势;西南印度洋中脊、大西洋中脊、中印度洋中脊等地区重力异常垂直梯度变化显著,且在西太平洋俯冲带、部分海岭区域也存在明显变化,其空间分布与地形基本吻合.海洋重力场变化整体上准确反映了全球洋底板块构造运动.相较于重力异常变化反演结果,重力垂直梯度的变化能够更为准确地反映洋底板块运动特征,特别是在洋中脊区域,扩张速率越小,垂直重力梯度变化越显著.此外,详细讨论了测高海洋重力场不确定因素对洋底板块运动分析结果的影响,海面坡度改正是主要因素之一.

摘要： 利用北天山地区2016～2019年观测的4期流动重力观测资料,分析研究一年尺度的重力场动态变化特征,并利用小波分析方法,将不同场源深度的重力异常进行分离.通过功率谱分析,获取各阶小波重力细节对应的场源深度.研究结果表明,2017年8月9日精河Ms6.6地震前,震中位于负值集中区,四阶小波重力细节显示震中附近出现明显的四象限分布;2020年1月16日库车Ms5.6地震前,震中位于负值区,小波重力细节整体量值较小;功率谱估算的场源近似深度与2次地震的震源深度相近.

摘要： 利用2015-2018年川滇地区的流动重力观测资料,分析了2018年四川兴文5.7级地震和2019年珙县5.3级地震前不同时间尺度的重力场演变过程.结果 表明川滇地区的重力场变化对这2次地震有较好的反映:①一年尺度的重力场变化图像较好地反映2次地震前重力场由“趋势性重力异常变化→低值变化→在重力变化高梯度带的零等值线附近发震”的演化过程;②不同时间尺度重力场均显示,2次地震均发生在重力变化梯度带零等值线附近,进一步佐证了重力场动态变化图像对强震地点预测具有重要的指示意义.

摘要： 本文通过分析长江三峡库首区重力场变化近年来的时空分布特征,并研究重力场升降变化与构造活动以及地壳应力场变化的关系,指出长江三峡库首区应力场现阶段处于相对加强时段,且区域应力场方向为北东东-南西西.

摘要： 冰川均衡调整(GIA)主要指固体地球和海洋对末次冰盛期以来冰川消融的响应,其研究对地球动力学、冰川学、气候学和对全球变化研究具有重大的科学价值.尤其重要的是,GIA成为利用现代大地测量监测极地冰雪物质平衡、陆地水储量变化和全球海平面变化急需解决的重要科学问题之一.本文结合国际GIA研究十年进展,重点介绍笔者近十年在GIA模拟理论和方法、横向非均匀地幔流变、GIA对东亚地壳运动、重力场变化和海平面的影响、GIA对南极冰质量平衡监测的影响和北美北欧水文与GIA信号分离研究方面的成果.

摘要： 「中华卫星三号计划」是一大型台美双边国际合作计划以建立全球大气即时观测网之先进技术发展计划，又称之为「气象、电离层及气候之卫星星系观测系统」(Constellation Observing System for Meteorology、Ionosphere and Climate)，简称为ROCSAT-3/COSMIC计划。中华卫星三号预计于2005年升空，共有6颗低轨卫星，每颗均装有GPS双频接收器，其中定轨的接收器可接收高精度、无遮蔽的GPS相位(phase)及码(code)资料。GPS定轨资料虽主要用以计算三号卫星高精度轨道而辅助气象参数之推求，然而GPS定轨资料亦可用于推求地球重力场，地球重力场变化乃由于地球大气结构变化、海水质量重新分布、地下水位起伏、地幔结构产生变化等因素引起，因此在适当的约制条件下，可藉观测的重力场变化而反演上述机制的变化。静态重力场则为一平均、与时间独立的重力场，可用於计算大地水准面，重力异常等量而用于高程测量，板块结构解释及轨道积分等。

摘要： 本发明公开了一种利用重力、GNSS‑RTK和重力场模型实现高程测量方法，该方法包括以下步骤：一、测量点大地坐标的获取；二、测量点重力值的获取；三、测量点高程异常的获取；四、测量点重力位差的获取；五、待测点的正常高的获取。本发明方法步骤简单，设计合理，利用GNSS‑RTK测量技术获得测量点的大地高，利用流动重力观测获得测量点之间的重力位差，并利用重力场模型计算测量点的高程异常，最后计算待测点的正常高，从而实现高精度的高程测量。

摘要： 本发明公开了一种基于重力场三维特征的重力辅助惯性导航适配区选取方法，能够提高适配区选取的有效性。该方法首先获得重力场采样数据，将重力场采样数据中的经纬度坐标转换为投影坐标x、y，将重力场采样数据中的重力异常值G进行因子变换，获得重力转化值z；x、y、z共同构成重力场三维数据；利用Delaunay三角剖分算法对重力场三维数据进行剖分，获得三角面构成的重力场三维模型；然后针对重力场三维模型的每个三角面，提取三角面矢量特征、三角面矢量变化特征和重力场复杂度特征，形成重力场多维特征；根据重力场多维特征选取重力辅助惯性导航适配区。

摘要： 本发明属于重力测量领域，具体公开了利用地球重力场模型的捷联式重力仪水平分量测量误差的修正方法，目的在于消除由于姿态误差而在重力仪测量结果水平分量中带来的低频误差。其步骤为：(1)捷联式航空重力仪原始数据预处理；(2)GNSS原始数据处理得到载体位置、速度和加速度信息；(3)捷联式重力仪和GNSS进行组合卡尔曼滤波得到比力；(4)比力结果和GNSS载体加速度求差得到重力矢量估计结果；(5)重力矢量结果低通滤波将高频噪声消除；(6)重力矢量结果高通滤波去除包含姿态误差的低频部分，并用地球重力场模型的计算结果代替，以获得消除了姿态误差的水平分量估计结果。本发明具有理论基础好、可操作性强、实现简便的特点。

摘要： 本发明公开一种卫星重力梯度全张量恢复地球重力场的确定方法及确定系统。确定方法包括：对卫星重力梯度测量数据进行预处理，获得沿轨扰动引力梯度数据；对沿轨扰动引力梯度数据进行格网化处理，获得格网点值扰动引力梯度数据，建立其全张量表达式；对格网点值扰动引力梯度数据进行积分处理，获得格网均值扰动引力梯度数据，建立其全张量表达式；根据格网均值扰动引力梯度数据及其全张量表达式恢复地球重力场。本发明提供的确定方法及确定系统，能够充分挖掘各类观测数据包含的重力场信息，充分利用各类观测信息最大限度地恢复地球重力场，从而获取更加精确的地球重力场模型，为格网均值扰动引力梯度全张量数据联合反演提供了技术支撑。

摘要： 本发明公开了一种重力匹配导航中的重力场适配性判断方法,引入空间域和重力异常域的密度函数估计方法，引入空间域和重力异常域的密度函数估计组成混合域的密度函数，通过对局部区域的积分，得到适配函数值,有效地弥补传统算法的缺陷，通过重力信息匹配过程提供更及时有效的位置信息修正惯导的积累误差。

摘要： 本发明涉及压电发电技术领域，具体涉及一种利用重力场的变化进行发电的纳米发电机，所述发电机包括一个或多个发电单元，一个所述发电单元的主体结构包括高敏型的板式压电复合材料、纳米线和纳米悬球，所述纳米悬球通过所述纳米线悬挂于所述板式压电复合材料的下表面，至少与所述纳米悬线的悬挂位置相对应的，所述板式压电复合材料的上下表面均设有导电基底。这种装置结构简单，从重力场中直接收集能量进行发电，可有效地解决放置于野外的电子产品的续航以及充电问题。

摘要： 本发明提供了一种基于地面重力测量数据的局部重力场建模方法和系统，该方法收集研究区域内的地面重力观测数据并做预处理，确定出重力场模型的空间分辨率和重力场模型的最大展开阶数，将预处理后的数据进行低通滤波，滤除掉地面重力观测数据中高于最大展开阶数的部分，得到研究区域内滤波后的重力观测数据，然后确定出研究区域的闭合边界，通过计算得到正交基函数组和最优基函数数量，再通过计算得到Slepian方法的展开系数，从而得到描述研究区域内重力场的数学模型，最后根据重力场的数学模型计算出研究区域内任意一点的重力场信号。本发明通过构建研究区域内的正交基函数，解决了球面局部范围内无法应用经典球谐方法的难题。

摘要： 本发明公开了一种利用重力、GNSS‑RTK和重力场模型实现高程测量方法，该方法包括以下步骤：一、测量点大地坐标的获取；二、测量点重力值的获取；三、测量点高程异常的获取；四、测量点重力位差的获取；五、待测点的正常高的获取。本发明方法步骤简单，设计合理，利用GNSS‑RTK测量技术获得测量点的大地高，利用流动重力观测获得测量点之间的重力位差，并利用重力场模型计算测量点的高程异常，最后计算待测点的正常高，从而实现高精度的高程测量。

摘要： 本发明公开了一种基于重力场三维特征的重力辅助惯性导航适配区选取方法，能够提高适配区选取的有效性。该方法首先获得重力场采样数据，将重力场采样数据中的经纬度坐标转换为投影坐标x、y，将重力场采样数据中的重力异常值G进行因子变换，获得重力转化值z；x、y、z共同构成重力场三维数据；利用Delaunay三角剖分算法对重力场三维数据进行剖分，获得三角面构成的重力场三维模型；然后针对重力场三维模型的每个三角面，提取三角面矢量特征、三角面矢量变化特征和重力场复杂度特征，形成重力场多维特征；根据重力场多维特征选取重力辅助惯性导航适配区。

摘要： 本发明公开了超重力场下的海啸/重力流模拟发生装置，通过在超重力环境下采用闸门快速提升单元与模型箱和储液箱结合模拟海啸、深海重力流的发生，本装置中模拟发生的海啸/重力流模拟会没有阻碍，更加的顺畅、快速；本装置中储液箱中所有液体均可参与到海啸模拟中去；本装置的储液箱在满足实现海啸模拟发生的同时，为泥浆的存储、搅拌提供了空间，实现了对深海重力流的模拟，拓展了装置的功能和使用范围；搅拌单元主要用于模拟海底重力流实验中，在模拟海底重力流实验开始前，通过搅拌单元对储液箱中的泥浆进行不间断的搅拌，以保证泥浆的均匀性，不发生沉淀、集结现象，使得本专利能更好的进行重力流模拟。