海洋重力测量方法介绍

1、主讲人：吴祺育主讲人：吴祺育 海洋重力测量为研究地球形状，精化大地水准面提 供重力异常数据。为地球物理和地质方面的研究提供重 力资料。在军事方面，可为空间飞行器的轨道计算和惯 性导航服务，提高远程导弹的命中率。 海洋重力测量的意义 海洋重力测量是在海上测定重力加速度的工作。按 照施测的区域可分为: l海底重力测量（沉箱法和潜水法） l海面（船载）重力测量 l海洋航空重力测量 l卫星海洋重力测量 海洋重力测量的方式 海面重力测量是将仪器安装在航行的船上，在计划 航线上连续进行观测。 海面重力测量 海洋重力仪工作时，受动态外部环境的影响很大。 水平加速度的影响 垂直加速度的影响 厄缶效应的影响 交

2、叉-耦合效应（C效应）的影响 水平加速度的影响水平加速度的影响 重力测量船在实施重力测量时，与海水面平行 的任意方向如果存在加速度，则会对重力测量成 果产生一定的影响，这种影响称为水平加速度的 影响。 产生水平加速度的原因主要是测量船航向和 航速的变化。为了消除水平加速度的影响，船应 尽量保持匀速直线运动。同时，海洋重力仪应在 结构上采用相应的措施，限制传感器在水平方向 的运动，使水平加速度的影响尽可能减小。 海洋重力测量的干扰影响 垂直加速度的影响垂直加速度的影响 受波浪的作用，测量船在航行过程时不可避 免地会产生垂直方向的涌动，该运动作用在海 洋重力仪的传感器上就反映出垂直方向的附加 加速

3、度。 理论上讲，只要在一段时间内连续进行观测并 取其平均值就可以消除垂直附加加速度的影响。 但实际上由于垂直附加加速度的量级大大超过了 重力仪的测程，单靠取平均值是无法消除的。 海洋重力仪的传感器都采用强阻尼的办法来削 弱这种周期性垂直加速度的幅度。 厄缶效应的影响厄缶效应的影响 作用在重力仪弹性系统上的离心力是地球 自转惯性离心力和测量船速形成的离心力的 合力，导致测量重力值不等于实际重力值， 这种现象称之为厄缶效应。 只要测出船的航速V和航向角A，就可按公 式算出厄缶改正。 交叉交叉-耦合效应的影响（耦合效应的影响（C-C效应）效应） 海洋重力仪在测量时受到的扰动加速度 虽然分为垂直加速度

4、和水平加速度两种。但 当它们相互作用在摆杆型重力仪上时，一旦 满足特定的条件就会产生附加的重力扰动。 这种现象称为交叉耦合效应，简称为C效应。 将两台重力仪摆杆的方向相反做相对排 列，通过取出各重力仪输出之和也能消除C 误差。 船姿倾斜的影响船姿倾斜的影响 测量船的横摇和纵摇都破坏了海洋重力仪的 垂直状态，这对海洋重力测量有很大的影响。 只有通过增设附属设备，使得重力仪在测量 船摆动的状态下仍然保持垂直。 在平面上表示出测网及其上每个观测点的布格重力异常值，可用平滑的 曲线将相同的布格重力异常值连结起来，得出等值线。这样，根据比例尺 要求，按一定等值线距组成的等值线平面分布图，即布格重力异常图

5、。 引起布格重力异常的地质因素很多，其中主要的有： 1、地壳的深部结构 布格重力异常与地壳厚度关系 海洋重力异常的解释 2、结晶基底的起伏 （1）基底内部结构对重力异常的反映 基底的重力异常曲线 （2）基底断裂对重力异常的反映 断裂在重力资料中的表现 形式是多样的，其主要形式 有重力等异常线的密集带和 异常曲线的扭曲带。 重力异常密集带示意图 （3）结晶基底表面起伏的重力异常反映 基底表面起伏就可以成为引起 重力异常的主要地质因素，这时 的重力异常可以用一个密度界面 的公式，计算基底表面的起伏。 我国某地区布格重力异常平面图 3、沉积岩层的结构 （1） 重力异常与沉积盖层内部结构的间接联系 具体表现为：重力异常走向常与构造走向相一致。 构造轴的位置有时在重力异常边缘的重力梯度高值 带上，或者与异常近似重合。 （2） 重力异常对沉积盖层内部的直接反映。 一些实际资料表明，重力异常也会与沉积盖层 之间存在着直接的联系，例如重力值大反映的是隆 起，重力值小反映的是凹陷，或者相反。 其它如断层等地质因素也同样存在着直接联系， 不过存在这种情况需要条件：结晶基底埋藏较深； 在沉积盖层中存在着明显的密度界面；沉积盖 层中的构造幅度大；无显著的区域重力背景干扰。 尽管上述地质几何形体能够给出相应重