重力观测数据处理
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三种平差方法在地震区域重力网的应用比较
重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
重力网平差方法 经典平差 采用的是固定基准，它是假定网中有重力
值固定不变的起算基准；
自由网平差
采用的是重心基准，它是假定网中所有 点的重力值都是变化的，而且这种变化 是等概率发生的。如果网形不变，则起 算基准相同，否则，起算基准不同；
重力观测数据处理
百度文库 重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
基本概念与平差模型
重力 测点之间的重力差值，由相对 段差 重力仪观测得到
基本概念
重力 点值
测点的重力值，由绝对重力仪测定
平差
按一定的原理确定观测值的误差改正数， 使得平差后的观测值之间符合它们在网 中的理论关系。
4个文件的建立—④引导文件
1.平差计算题目。 2.输出文件内容的控制参数。 3.总体先验中误差，潮汐因子，拟稳点数。 4.测区测点信息文件名。 5.重力仪信息。(仪器各项改正系数、仪器先验中误差，仪器标定与否控制参数等) 6.已知重力值测点信息。(控制参数、已知值总体精度、已知值点号、点名、点值及精度) 7.各台仪器观测数据文件名。
（观测数据中所有参与平差计算 的点，包括已知的绝对点的测站 信息必须全部输入）
平差引导文件
04
平差用4个数据文件的建立
4个文件的建立—①格值文件表
Table.dat文件（每台仪器24行，以88888隔开，不用的仪 器放在99999后备用）
4个文件的建立—②观测数据文件
✓测区名,运输工具。 ✓仪器号,观测员,年月日时分,点号,读数,气压,外温。 ✓44444 静掉观测,中途停顿；55555 一天观测完毕；66666 数据突跳；99999 数据结束 注意：1.一天的数据不得多于24组。
预处理结果的整理
C
执行FRST.EXE段差、自差、互差计算程序，将平差报告文件中输 出的经过预处理后的段差的自差、互差和经线性漂移改正后段差 的均值以及相应的精度等一并列表写入段差的自差和互差检验结 果报告中。
0 格值表文件（TABLE.DAT） 1
观测数据文件
（每台仪器建立一个文件）
0
2
03 测区测点信息文件
91500
0.0000
0.0050
99999
WHHB1006.808
WHHB1006.818
99999
2.每台仪器一个数据文件，使用几台仪器就建立几个观测数据文件
hb CAR G808 GCYM 1006051548 93300 2647.534 1014.0 28.0 G808 GCYM 1006051746 93500 2621.720 1014.0 27.0 G808 GCYM 1006051928 93300 2647.485 1012.0 26.0 55555 G808 GCYM 1006060836 93300 2647.401 1018.0 26.0 G808 GCYM 1006061030 91400 2604.676 1011.0 26.0 G808 GCYM 1006061221 91600 2565.230 1008.0 33.0 66666 G808 GCYM 1006061449 91400 2604.639 1010.0 29.0 44444 G808 GCYM 1006061456 91400 2604.649 1010.0 29.0 G808 GCYM 1006061646 93300 2647.430 1012.0 29.0 G808 GCYM 1006061755 93600 2566.195 975.0 26.0 G808 GCYM 1006061910 93300 2647.375 1013.0 26.0 99999
主要解决测量误差的合理分配问题，获取一个最佳的
最小二乘原则 相对网形，与测网采用什么起算基准无关。也就是采 取哪种平差方法都不会影响平差改正数值,网形的相对 关系也不会改变。但是，这个最佳的相对位置固定的 网形在没有确定其空间起算基准之前是上下浮动的， 于是有了第二个准则。
最小范数条件
它的作用是作网外配置，也就是选择平差 起算基准，有了这个起算基准才能固定网 形的空间绝对位置。 第一个准则是三种平差方法的共同点，第 二个准则是差异之处。
4个文件的建立—③测点信息文件
测站号,测站名,纬度,经度,高程,概略重力值。 以99999结束 注意：当对重力网做拟稳平差时，拟稳点应排在最后，即在99999的前 面依次排列。
9001 9002 9003 9004 9005 9006 9007 9008 9009 9010 9011 9012 9013 9014 9015 99999
重力网平差方法
经典平差 最宽松；
拟稳平差 网中具有相对稳定点群的情况似乎要多一 些，在加强稳定点分析和研究的基础上， 应用效果较好。
拟稳平差
次之； 经典平差
自由网平 差最苛刻。
如能配以同步观测的绝对重力测量，则 强制到绝对重力基准上最好，否则，会 引入起算基准的扰动效应。
自由网平差
比较适合于局部重力网和微型重力网， 由于应用条件过于苛刻，建议慎重使用。
G808 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 (周期误差改正参数x1,y1,x2,y2)
G818 LCR-818
1.000207
G818 0.0100 0.0050 -.0000 1 0 0 0 0 0
99999
1 0.0050 (0无已知点,拟稳或自由网平差;1,2经典平差,已知值等或不等精度)
自由网平差
采用的是重心基准，它是假定网中所有 点的重力值都是变化的，而且这种变化 是等概率发生的。如果网形不变，则起 算基准相同，否则，起算基准不同；
拟稳平差
采用的是拟稳基准，它是将网中的测点 分为拟稳区和非拟稳区两个部分，拟稳 区内的点相对于非拟稳区的点而言是稳 定的。
重力网平差方法
平差方法
由平差理论的发展可以知道：自由网平差 是拟稳平差的一个特例，而经典平差又是 自由网平差的一种特殊情形，三种平差方 法都遵循两个基本准则：
基本概念与平差模型
平差 为什么要进行平差？
两个观测元素相互之间存在着理论关系， 而实测的结果通常不能满足这种关系，这 个矛盾主要是测量误差引起的。解决这个 矛盾的方法就是所谓的平差。
基本概念与平差模型
平差 平差模型
重力段差是相邻重力点的观测值之差，因此可以建立点
值和段差之间的理论关系，这种理论关系就是平差模型。
三种平差方法的最小范数条件
经典平差
在区域重力网中给定一个相对稳定的点， 然后假定这个点的重力值已知，通过网的 平差再由此点的已知重力值推出网中其它 各点的重力值。
自由网平差
网内全部测点重力值的改正数之和等于 零，这些点的变化等概率发生。
拟稳平差 拟稳区内的测点重力值的改正数之和等 于零，拟稳区内各点的变化等概率发生。
英山 三里畈 黄石 凤凰镇 黄陂 孝感 安陆 随州 唐县镇 枣阳市 桑庄镇 麻城 福田河 黄梅 襄樊
30.736 115.713 137.0 30.812 115.244 82.2 30.272 115.021 25.3 30.919 114.737 51.1 30.982 114.335 45.1 30.937 114.021 37.8 31.188 113.702 57.7 31.694 113.348 96.9 31.955 113.143 138.0 32.075 112.815 120.0 32.588 112.242 86.6 31.122 115.155 117.0 31.486 115.102 118.0 30.134 115.978 63.4 32.003 112.208 113.0
拟稳平差
采用的是拟稳基准，它是将网中的测点 分为拟稳区和非拟稳区两个部分，拟稳 区内的点相对于非拟稳区的点而言是稳 定的。
平差计算步骤
平差用观测数据文件的建立
A
准备好重力网平差需要的4个数据文件
平差计算
B
执行ADJ.EXE观测数据平差程序，系统自动进行平差 计算并生成平差报告，将重力网平差处理获得的各项结 果逐一列入报告中。
m
p
F (Zi ) gik Eh Am cos(nZi n )
k 1
n 1
这个模型是根据重力仪的结构特征建立的。式中右边第 一项是用厂家提供的格值表将观测值转换成重力值后再 分别乘以多项式各次的系数并求和。第二项是用三角多 项式来模拟传动螺杆和齿轮组系统的轴线偏心和刻度不 均匀引起的周期误差。
重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
重力数据预处理与平差方法
数据预处理
0
0 2
03
04
05
1
固 体 潮 汐 改
气 仪器格 重 压 值系统 力 改 误差改 仪 正 正和周 高
期误差 度
零 漂 改 正
正
改正
改
正
经典平差 采用的是固定基准，它是假定网中有重力 值固定不变的起算基准；
华北测网的测量平差 (LCR-G808 G818 2010.06)
00000
0.0100 1.1724 0 (拟稳点数)
WHHB1006.DZJ
气压系数 一次 二次 三次
G808 LCR-808
0.0000000 1.000643 0.0000 0.0000
G808 0.0100 0.0050 -.0000 1 0 0 0 0 2 (零漂,一、二、三次,周期标定否)
重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
重力网平差方法 经典平差 采用的是固定基准，它是假定网中有重力
值固定不变的起算基准；
自由网平差
采用的是重心基准，它是假定网中所有 点的重力值都是变化的，而且这种变化 是等概率发生的。如果网形不变，则起 算基准相同，否则，起算基准不同；
重力观测数据处理
百度文库 重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
基本概念与平差模型
重力 测点之间的重力差值，由相对 段差 重力仪观测得到
基本概念
重力 点值
测点的重力值，由绝对重力仪测定
平差
按一定的原理确定观测值的误差改正数， 使得平差后的观测值之间符合它们在网 中的理论关系。
4个文件的建立—④引导文件
1.平差计算题目。 2.输出文件内容的控制参数。 3.总体先验中误差，潮汐因子，拟稳点数。 4.测区测点信息文件名。 5.重力仪信息。(仪器各项改正系数、仪器先验中误差，仪器标定与否控制参数等) 6.已知重力值测点信息。(控制参数、已知值总体精度、已知值点号、点名、点值及精度) 7.各台仪器观测数据文件名。
（观测数据中所有参与平差计算 的点，包括已知的绝对点的测站 信息必须全部输入）
平差引导文件
04
平差用4个数据文件的建立
4个文件的建立—①格值文件表
Table.dat文件（每台仪器24行，以88888隔开，不用的仪 器放在99999后备用）
4个文件的建立—②观测数据文件
✓测区名,运输工具。 ✓仪器号,观测员,年月日时分,点号,读数,气压,外温。 ✓44444 静掉观测,中途停顿；55555 一天观测完毕；66666 数据突跳；99999 数据结束 注意：1.一天的数据不得多于24组。
预处理结果的整理
C
执行FRST.EXE段差、自差、互差计算程序，将平差报告文件中输 出的经过预处理后的段差的自差、互差和经线性漂移改正后段差 的均值以及相应的精度等一并列表写入段差的自差和互差检验结 果报告中。
0 格值表文件（TABLE.DAT） 1
观测数据文件
（每台仪器建立一个文件）
0
2
03 测区测点信息文件
91500
0.0000
0.0050
99999
WHHB1006.808
WHHB1006.818
99999
2.每台仪器一个数据文件，使用几台仪器就建立几个观测数据文件
hb CAR G808 GCYM 1006051548 93300 2647.534 1014.0 28.0 G808 GCYM 1006051746 93500 2621.720 1014.0 27.0 G808 GCYM 1006051928 93300 2647.485 1012.0 26.0 55555 G808 GCYM 1006060836 93300 2647.401 1018.0 26.0 G808 GCYM 1006061030 91400 2604.676 1011.0 26.0 G808 GCYM 1006061221 91600 2565.230 1008.0 33.0 66666 G808 GCYM 1006061449 91400 2604.639 1010.0 29.0 44444 G808 GCYM 1006061456 91400 2604.649 1010.0 29.0 G808 GCYM 1006061646 93300 2647.430 1012.0 29.0 G808 GCYM 1006061755 93600 2566.195 975.0 26.0 G808 GCYM 1006061910 93300 2647.375 1013.0 26.0 99999
主要解决测量误差的合理分配问题，获取一个最佳的
最小二乘原则 相对网形，与测网采用什么起算基准无关。也就是采 取哪种平差方法都不会影响平差改正数值,网形的相对 关系也不会改变。但是，这个最佳的相对位置固定的 网形在没有确定其空间起算基准之前是上下浮动的， 于是有了第二个准则。
最小范数条件
它的作用是作网外配置，也就是选择平差 起算基准，有了这个起算基准才能固定网 形的空间绝对位置。 第一个准则是三种平差方法的共同点，第 二个准则是差异之处。
4个文件的建立—③测点信息文件
测站号,测站名,纬度,经度,高程,概略重力值。 以99999结束 注意：当对重力网做拟稳平差时，拟稳点应排在最后，即在99999的前 面依次排列。
9001 9002 9003 9004 9005 9006 9007 9008 9009 9010 9011 9012 9013 9014 9015 99999
重力网平差方法
经典平差 最宽松；
拟稳平差 网中具有相对稳定点群的情况似乎要多一 些，在加强稳定点分析和研究的基础上， 应用效果较好。
拟稳平差
次之； 经典平差
自由网平 差最苛刻。
如能配以同步观测的绝对重力测量，则 强制到绝对重力基准上最好，否则，会 引入起算基准的扰动效应。
自由网平差
比较适合于局部重力网和微型重力网， 由于应用条件过于苛刻，建议慎重使用。
G808 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 (周期误差改正参数x1,y1,x2,y2)
G818 LCR-818
1.000207
G818 0.0100 0.0050 -.0000 1 0 0 0 0 0
99999
1 0.0050 (0无已知点,拟稳或自由网平差;1,2经典平差,已知值等或不等精度)
自由网平差
采用的是重心基准，它是假定网中所有 点的重力值都是变化的，而且这种变化 是等概率发生的。如果网形不变，则起 算基准相同，否则，起算基准不同；
拟稳平差
采用的是拟稳基准，它是将网中的测点 分为拟稳区和非拟稳区两个部分，拟稳 区内的点相对于非拟稳区的点而言是稳 定的。
重力网平差方法
平差方法
由平差理论的发展可以知道：自由网平差 是拟稳平差的一个特例，而经典平差又是 自由网平差的一种特殊情形，三种平差方 法都遵循两个基本准则：
基本概念与平差模型
平差 为什么要进行平差？
两个观测元素相互之间存在着理论关系， 而实测的结果通常不能满足这种关系，这 个矛盾主要是测量误差引起的。解决这个 矛盾的方法就是所谓的平差。
基本概念与平差模型
平差 平差模型
重力段差是相邻重力点的观测值之差，因此可以建立点
值和段差之间的理论关系，这种理论关系就是平差模型。
三种平差方法的最小范数条件
经典平差
在区域重力网中给定一个相对稳定的点， 然后假定这个点的重力值已知，通过网的 平差再由此点的已知重力值推出网中其它 各点的重力值。
自由网平差
网内全部测点重力值的改正数之和等于 零，这些点的变化等概率发生。
拟稳平差 拟稳区内的测点重力值的改正数之和等 于零，拟稳区内各点的变化等概率发生。
英山 三里畈 黄石 凤凰镇 黄陂 孝感 安陆 随州 唐县镇 枣阳市 桑庄镇 麻城 福田河 黄梅 襄樊
30.736 115.713 137.0 30.812 115.244 82.2 30.272 115.021 25.3 30.919 114.737 51.1 30.982 114.335 45.1 30.937 114.021 37.8 31.188 113.702 57.7 31.694 113.348 96.9 31.955 113.143 138.0 32.075 112.815 120.0 32.588 112.242 86.6 31.122 115.155 117.0 31.486 115.102 118.0 30.134 115.978 63.4 32.003 112.208 113.0
拟稳平差
采用的是拟稳基准，它是将网中的测点 分为拟稳区和非拟稳区两个部分，拟稳 区内的点相对于非拟稳区的点而言是稳 定的。
平差计算步骤
平差用观测数据文件的建立
A
准备好重力网平差需要的4个数据文件
平差计算
B
执行ADJ.EXE观测数据平差程序，系统自动进行平差 计算并生成平差报告，将重力网平差处理获得的各项结 果逐一列入报告中。
m
p
F (Zi ) gik Eh Am cos(nZi n )
k 1
n 1
这个模型是根据重力仪的结构特征建立的。式中右边第 一项是用厂家提供的格值表将观测值转换成重力值后再 分别乘以多项式各次的系数并求和。第二项是用三角多 项式来模拟传动螺杆和齿轮组系统的轴线偏心和刻度不 均匀引起的周期误差。
重
力
数 据
02 重力数据预处理与平差方法 预处理与方法的使用性
处
理
重力数据预处理与平差方法
数据预处理
0
0 2
03
04
05
1
固 体 潮 汐 改
气 仪器格 重 压 值系统 力 改 误差改 仪 正 正和周 高
期误差 度
零 漂 改 正
正
改正
改
正
经典平差 采用的是固定基准，它是假定网中有重力 值固定不变的起算基准；
华北测网的测量平差 (LCR-G808 G818 2010.06)
00000
0.0100 1.1724 0 (拟稳点数)
WHHB1006.DZJ
气压系数 一次 二次 三次
G808 LCR-808
0.0000000 1.000643 0.0000 0.0000
G808 0.0100 0.0050 -.0000 1 0 0 0 0 2 (零漂,一、二、三次,周期标定否)