重力勘探数据处理

二. 重力基点网平差
考虑1环的平差： 在1环的公共边FC上，将2环的平差值变 号加到该边上，这样1环的闭合差为： g1 0.060 0.024 0.036
二. 重力基点网平差
1环的平差系数：K1 0.036 /161 各边的平差值为： C F : gCF K1 51 0.011 D C : g DC K1 32 0.007 E D : g ED K1 45 0.010 F E : g FE K1 33 0.008 再将公共边平差值变化分配转入2环， 按上述方法持续下去，直到所有环路完全闭合。
三. 重力异常计算和图示
1. 重力观测结果的内部校正
由重力测量经过零点改正后所得到的结果是测点相对于
某点的重力差值，通过基点的重力值可以推算出所有的测
点绝对重力值，也称为重力观测值。基点的重力值可以通 过将基点网中任一基点与国家基点联测得到。各测点的重
力观测值中包含着地质因素以外额外部条件变化的影响。
2) 地形较正
测点A周围的地形起伏对A点 观测值的影响可用右图说明.与 地面平坦相比,高于A点的 质量 对A点的引力使A点的重力值 减小;低于A点的地形,由于缺 少物质,也使A点重力减小.所以 ,地形影响的校正总是正值.但 在大范围测量和海洋测量中,地
内部校正包括:温度校正,零点校正,气压校正,地磁校正,目前主 要作前两项校正 校正后值=观测值+校正值 校正值=-影响值
1. 重力观测结果的内部校正
(1) 温度校正
线性校正：
T 0 (Ti T0 )
非线性校正: T 0 (Ti T0 )2 Ti仪器读数时的内部温度； T0仪器标定的工作温度；
0仪器标定温度下的
校正系数；
1. 重力观测结果的内部校正
(2) 零点校正
■用于勘探的重力仪都有零点变化的现象，在一定精度要求下 ，一定时间间隔内重力仪的零点变化可以看成是与时间成线 性关系，可以相应的通过改正来消除零点变化的影响。 ■进行零点改正的方法是：重力测量工作前，在全测区均匀布 置一些基点，这些基点间的重力差值采用高一级精度重力仪 器或者较为复杂的工作方法首先测出。 ■在进行测点重力测量时，首先在基点上观测，然后对测点进 行观测，在规定的重力仪器线性零位变化的时间间隔内再到 基点上观测，当然也可以回到工作开始的那个基点观测。
二. 重力基点网平差
2）基点网的闭合差的计算 第一，环路统计 第二，环路各边重力增量计算 第三，各环路闭合差的计算
第一环 :
g1 gi 1.520 1.261
1.361 1.540 0.060mGal 第二环 :
g 2 gi 1.370 1.681
二. 重力基点网平差
此时，2环又有－0.011的闭合差，平差系数为： K 2 0.011/171, 各边的平差值分别为： B-A: BA －K 2 42 －0.003 C-B: CB －K 2 36 －0.007 F-C: FC K 2 51 －0.010 A-F: AF K 2 42 －0.008 将各边的平差值写在各边的对应位置上将公共边上 的平差值变号转入1环，1环又有了0.003的闭合差， 继续对1环平差。
1) 中间层校正
●图中B为总基点,A’为A的投影,与B处于同一大地水准面上 ,A与B的高差为h(A的海拔高程). ●A与B相比,多了一个密度为 的,厚度为h的物质层,称为中 间层的引力作用. ●由于各测点的高度不同,中间层引力的垂直分量的影响也不 同,因此,必须进行中间层校正.
2. 重力观测的外部校正
二. 重力基点网平差
（a) 对单独一个闭合环路的平差计算： 若闭合环路测量总时间为： t= t i 平差系数为 g K= ti 若某一边的闭合时间为t i，则改边的平差值：
g i Kt i
各边平差数之和必须满足：
g－K t i 0
二. 重力基点网平差
(b) 对上例的两个闭合环路的平差计算： 公共边FC必须公用条件：
2 R h dv zR d dRdz V 2 0 0 0 2 2 3/ 2 (R z ) z
2. 重力观测的外部校正
1) 中间层校正
g G
2 0

0
R
h
0
zR d dRdz 2 2 3/ 2 (R z )
对于原盘片的引力垂直分量： g 2 G R h - R 2 h 2 当R远大于h时： 1 h2 R 2 h 2 R(1 ) 2 2R g 2 G 1- h /(2 R) h 0.419 h ( R )
因此，因此，由重力观测值得到反映地质因素的重力异常 ，需要经过一系列的校正。
下边介绍各项校正的方法和由此得到的各种异常的地球
物理意义。
1. 重力观测结果的内部校正 1) 内部校正概述
野外测量通常采用多台仪器,其测量值包含实际的重
力值,及前边提到的各种影响因素. 其中由仪器的结构
不完善造成的干扰称为仪器的内部影响,对内部影响的 校正称为内部校正.
对中小比例尺测量,这一整理称为混合零点校正; 对大比例尺测量,要先进行固体潮校正,对余下的纯零 点校正和温度影响做零点校正;
一. 观测资料的整理和质量评价
2) 基点网观测资料的整理和质量评价
在消除仪器零点变化后,求得各相邻两基点的
重力差值(一个边段的段差).常用三重小
循环法,由于测量时间差小,可以较好地监
第三讲 重力资料、重力异常的获得及 均衡重力异常
1. 2. 3. 4.
观测资料的整理和质量评价
重力基点网平差
重力异常计算和图示 均衡及均衡重力异常
一. 观测资料的整理和质量评价
重力仪器观测数据的初步整理的内容是通过改正（ 消除）重力场以外的一些因素引起的重力仪观测数
据的变换，
这种变化是由仪器本身的特性和工作方法引起的。
A点读数的时间为t A , B点读数的时间为t B , 则仪器的零点变化率为：
1. 重力观测结果的内部校正
2) 零点校正
因此，从t A至t B的时间内, 仪器的零漂变化率为: g g AB AB K , tB t A 从t A至t B的任一时间内, 零漂的校正量为: ti K (ti t A )
1. 重力观测结果的内部校正 2) 零点校正
单次观测的零点校正方法 (1)同一个基点上的两次观测的时间为
t0和t0，测量结果分别为g和g,则单位时间内 零点的变化率为： g g K , gi K (ti t0 ) t0 t0
(2)校对两个不同基点A和B,而且两个基点的 重力差已知为 g AB 由校对基点读数算出的结果是 g AB
1. 重力观测结果的内部校正
4)用这些线束的端点数据进行最小二乘拟合得到一条拟合 直线,拟合直线的斜率即为该时间段内的零点变化率.
y Kx a Q ( yi Kx i a ) 2
i 1 m
Q Q 0, 0 K a
重力的组成和影响因素
2. 重力观测的外部校正
1. 重力观测结果的内部校正
2) 零点校正
当重力仪的零点变化只是近似线性变化,而不是线性变化,而且, 在一天的工作中校对的三个基点进行了重复观测，这时零点校 正应按如下方法进行： 1)在方格纸上,以读数或g为纵坐标,时间t为横坐标将重 复观测点按比例点在图上; 2)将相同点用直线连接,形成大致平行的直线; 3)以最长的一条线的中点为标准,过中点作所有连线的平 行线,形成一组线束;
c) 对多闭合环路的波波夫逐次逼近法平差计算： (1)边对应的重力差标记在圆括号内，闭合时间 标记在方括号内； (2)按顺时针方向计算各环路的闭合差； (3)计算各环路的总闭合时间； (4)从闭合差最大的环路开始平差；
二. 重力基点网平差
下边还是以上边讲的两个环路为例讲解 方法的实现： 1环的总时间： t1 45 32 51 33 161分 2环的总时间： t2 42 36 51 42 171分
百度文库
二. 重力基点网平差
2环的平差系数为： K 2 0.080 /171 各边的平差值分别为： B-A: BA K 2 42 0.020 C-B: CB K 2 36 0.016 F-C: FC K 2 51 0.024 A-F: AF K 2 42 0.020 将各边的平差值写在各边的对应位置上
二. 重力基点网平差
二. 重力基点网平差
3） 求各基点相对于总基点的重力差
设总基点为A 则各基点相对于总基点的重力差为

B点:g B 0 1.664 －1.664 C点:gC 1.664 1.765 0.101 D点:g D 1.664 1.765 1.289 －1.188 E点:g E 1.664 1.765 1.289 1.350 0.162 F点:g F 1.664 1.765 1.289 1.350 1.549 1.387
测重力仪的零点漂移,且视为线性变化.
二. 重力基点网平差
1.基点网观测
对基点：在基点上观测读数，可以在同一基点， 也可以在不同基点。基点数约为普通观测点数 的1/50或1/300
2. 基点网观测的数据整理
1）基点网的闭合差
g
i
0
实际测量中，因观测误差和校正中的各种误差， 上述关系往往不满足，经常存在某一大于0或小 于0的数，这个数称为基点网的闭合差。
1) 中间层校正 dv dv F G G 2 2
V

V

f ( x, y, z )dxdydz f ( R cos , R sin , z )Rd d dz
V V 2 2 2 2
在我们的问题中： =(x- ) (y- ) (z- ) 且 0， 0， 0, 2 ( R 2 z 2 ) 重力为引力的垂直分量：g Fz
g1 K1 ti K 2t FC , g 2 K 2 ti K1t FC
i 1 i 1
m
m
g1 , g 2分别是两个环路的闭合差；
t FC 是FC边的闭合时间； K1，K 2是待求的系数； 公共边的平差为 ( K1 , K 2 )t FC
二. 重力基点网平差
1.751 1.520 0.080mGal
二. 重力基点网平差
2） 基点网的平差
基点网的平差即将基点网的闭合差按一定的方 法分配到各个边上，使基点网环路闭合，即
g 0
i
gi为平差后各相邻点的重力差；
二. 重力基点网平差
重力闭合差的来源： a)重力仪的观测精度； b)偶然或随机误差； 通常它们与仪器的零点位移关系密切； 因此，闭合差的分配应与各点的闭合 时间成正比，即将闭合差按时间分配 到各点。
2. 重力观测的外部校正
1) 中间层校正
中间层的影响与一个水平层的影响相似： 水平板的重力异常：g 0.419 h 则中间层的校正为：1 g 0.419 h h 0, 1 g 0; h 0, 1 g 0
当地形起伏不大，下图中（2）部分的影响可以忽略不计，
2. 重力观测的外部校正
例如 零点变化及海洋、航空重力测量工作中航速，航向的
影响和垂直加速度干扰等异常。
一. 观测资料的整理和质量评价
1)
普通点观测资料的整理和质量评价
对重力值;
● 消除仪器的零点漂移,求取各测点相对与基点的相 ● 仪器的零点漂移: (a)纯零点漂移(弹性元器件疲劳等造成的读数变化)
(b)重力日变(重力固体潮的变化)和温度影响未消除 部分等叠加在一起的混合零点漂移;