第9章 海洋重力测量
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海洋测量学001海洋测量marine survey002海洋大地测量marine geodetic survey003海底控制网submarine control network004岛陆联测island-mainland connection survey005海洋水准测量marine leveling006当地平均海面local mean sea level007日平均海面daily mean sea level008月平均海面monthly mean sea level009年平均海面yearly mean sea level010多年平均海面multi-year mean sea level011平均海面季节改正seasonal correction of mean sea level012海面地形sea surface topography013海洋测量定位marine survey positioning014光学[仪器]定位optical instrument positioning015卫星定位satellite positioning016无线电定位radio positioning017水声定位acoustic positioning018组合定位integrated positioning019圆一圆定位(又称“距离一距离定位”)range-range positioning 020双曲线定位(又称“测距差定位”)hyperbolic positioning021极坐标定位(又称“距离方位定位”)polar coordinate positioning 022差分法定位differentiation positioning023位置线line of position, LOP024位置线方程equation of LOP025位置[线交]角intersection angle of LOP026位置面surface of position,SOP027定位点间距positioning space028等角定位格网equiangular positioning grid029辐射线格网radial positioning grid030双曲线格网hyperbolic positioning grid031等距圆弧格网equilong circle arc grid032等精度[曲线]图equiaccuracy chart033岸台(又称“固定台”)base station034船台(又称“移动台”)mobile station035跟踪台track station036监测台(又称“检查台”)monitor station,check station 037台链station chain038主台main station039副台slave station040相位周(又称“巷”)phase cycle,lane041相位周值(又称“巷宽”)phase cycle value,lane width 042相位稳定性phase stability043相位多值性phase ambiguity044相位漂移phase drift045固定相移fixed phase drift046联测比对comparison survey047联测比对点point of comparison survey048接收中心receiving center (注:船台接收岸台发射的无线电信号的实接收点,该点有时与天线位置不一致。
海洋重力测量科技名词定义中文名称:海洋重力测量英文名称:marine gravimetry定义:在海洋范围内测定重力加速度的工作。
所属学科:测绘学(一级学科);海洋测绘(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布是在海上或海底进行连续或定点观测的—种重力测量方法,为探矿目的而进行的海洋重力测量又称海洋重力勘探。
近几年来,随着先进技术的发展,轻便而精密的海洋重力仪不断出观,海洋重力得到了迅速的发展。
海洋重力测量的方式有:用海底重力仪进行定点观测;用海洋重力仪在船上进行连续重力测量;用海洋振摆仪在船上或潜艇内进行定点观测。
后者效率较低,精度也较差。
目前主要采用前两种方法。
目录编辑本段海洋重力测量(maine gravimetric survey )是海洋地球物理测量方法之一。
重力测量以牛顿万有引力定律为理论基础,以组成地壳和上地幔各种岩层的密度差异所引起的重力变化为前题,通过专门仪器测定地球水域的重力场数值,给出重力异常分布特征和变化规律,进而研究地质构造、地壳结构、地球形态和勘探海底矿产等。
编辑本段发展1903年,德国地球物理学家O.黑克尔最早在海船上用气压计进行重力测量,但未能获得好的结果。
1920年荷兰大地测量和地球物理学家F.A.芬宁²梅因纳斯提出海洋摆仪理论并制出可消除干扰加速度影响的三摆仪;20~30年代,在他的主持下使用潜艇进行了大西洋、印度洋和爪哇海域的海洋摆仪测量,获取了大量海洋重力资料,发现在海沟处有明显的负重力异常。
50年代相继制造出几种装在水面船只上,航行时做连续观测的船上重力仪。
至60年代中期,这类仪器日臻完善,观测精度高,使用简便,从而逐渐取代了摆仪,加速了海洋重力测量的发展。
编辑本段测量原理地球上的一切物体都要受到地球的吸引力和地球自转所产生的惯性离心力的作用。
两者的向量和即为重力。
重力测量即测定地球上重力加速度(重力测量中,习惯以单位质量的质点所具有的重量定义为重力加速度,通称重力)或其增量。
海洋测绘海洋测绘(Hydrographic Survey and Charting)是海洋测量和海洋制图的总称。
其任务是对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查,获取海洋基础地理信息,编制各种海图和航海资料,为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。
海洋测绘的主要内容有:海洋大地测量、水深测量、海洋工程测量、海底地形测量、障碍物探测、水文要素调查、海洋重/磁力测量,海洋专题测量和海区资料调查;以及各种海图、海图集、海洋资料的编制和出版,海洋地理信息的分析、处理及应用。
海洋测绘特点:1、陆地上所测定点的三维坐标是分别用不同的方法,不同的仪器设备分别测定的,但在海洋测量中垂直坐标是和船体的平面位置同步测定的。
2、陆上的测站点与在海上的测站点相比,可以说是固定不动的。
但海上的测站点是在不断的运动过程中的。
3、在陆地测量中一般必须使用电磁波信号,而在海水中,则采用声波信号。
4、陆地上测定的是高程,即某点高出大地水准面多少,而在海上测定的是海底某点的深度即其低于大地水准面或水深基准面多少。
5、在陆地的观测点往往通过多次重复测量,得到一组观测值,经平差后可得该组观测值的最或是值。
但在海上,测量工作必须在不断运动着的海面上进行。
6、陆地地形测量及工程制图大多采用高斯-克吕格投影,而海洋制图还有墨卡托、UTM投影等,尤其海图投影基本采用墨卡托投影。
海洋测量的任务既可以是科学任务,如研究地球的形状、研究海底地质构造的运动、海洋环境等,也可以是一些实用任务,如自然资源的勘探与海洋工程、航运救捞与航道、近岸工程、渔业捕捞划界等等,具体涉及到的内容包括海洋重力测量、海洋磁力测量、海水面的测定、大地控制与海底控制、定位、测深、海底地形勘测、制图与MGIS等等。
海底地形测绘涉及到常用的规范主要有:《海道测量规范》、《海洋工程地形测量规范》、《水运工程测量规范》、《中国海图图式》、《三四等水准测量规范》、《全球定位系统GPS测量规范》...水深测量经历的发展阶段:测绳重锤测量(点测量)——>单频单波束测深(点测量)——>双频单波束测深(点测量)——>多波束测深(面测量)——>机载激光、遥感测深(面测量)。
海洋地球物理学名词解释一、海洋地球物理学总论海洋地球物理学marine geophysics:研究地球被海水覆盖部分的物理性质及其与地球组成、构造关系的地球物理学分支学科。
海洋地球物理勘探marine geophysics prospecting:简称“海洋物探”。
通过地球物理勘探方法研究海洋和海洋地质的工作。
海洋地球物理调查marine geophysical survey:利用物理学方法和仪器,测量海底地球物理性质及其变化特征,从而得出海底地质构造和矿产分布的调查方法。
海洋大地测量学marine geodesy:研究和确定海面地形、海底地形和海洋重力场及其变化的大地测量学分支学科。
海洋地质学marine geology:研究地壳被海水覆盖部分的物质组成、地质构造和演化规律的地质学与海洋学的边缘分支学科。
研究内容涉及海岸与海底的地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源。
导航系统navigation system:覆盖全球的自主地理空间定位的卫星系统。
可以用小巧的电子接收器确定它的所在位置(经度、纬度和高度),并且经由卫星广播沿着视线方向传送的时间信号精确到10m的范围内。
接收机计算的精确时间以及位置,可以作为科学实验的参考。
多普勒极定位Doppler pole position:利用多普勒频移效应进行定位的方法。
多普勒导航系统Doppler navigation system:利用多普勒频移效应实现无线电导航的机载设备。
由多普勒雷达、天线阵列、导航计算机和控制显示器组成。
惯性导航inertial navigation:依据惯性原理,利用惯性元件(加速度计)测量运载体本身的加速度,经过积分等运算得到速度和位置,从而达到对运载体导航定位目的的工作。
海上定位系统marine positioning system:为船舶安全航行、海道测量、海洋资源勘探等提供精准定位服务的系统。
海洋重力测量的特殊问题及解决途径林哲远(中国海洋大学青岛邮编:26610)摘要进入21世纪,海洋勘探工作得到国家和各部门的重视。
在海洋测量中,海洋重力测量日渐成为比较重要的手段之一。
海洋重力测量是在测量平台不断运动状态下进行的一种动态测量,这是海洋重力测量区别于陆地重力测量的最大特点。
海洋重力测量时瘦运动载体和海洋环境的影响比较显著,这些干扰因素造成的影响远大于观测重力,因此,需要对这些影响因素进行细致的分析,以了解这些干扰因素形成的机理并掌握消除这些影响的措施]1[。
关键词海洋重力测量;海洋重力仪;水平干扰;垂直干扰;c-c效应;爱特维斯改正文章主要分析了海洋重力测量中的水平干扰、垂直干扰、粗差分析及提高精度、厄特弗斯改正项等,从这几个方面提高海洋重力测量值的精度。
1.海洋重力测量误差产生原因(1)沿水平地面向东运动的物体,其重量一定要减轻]2[。
例如,船向东航行时,船速增大了作用在重力仪上的地球自转向心加速度,而向西航行时,船速减小这种向心加速度。
这种导致重力视变化的作用称为厄缶(爱特维斯)效应,又称为科里奥利加速度影响。
此误差与航向、航速和船只所处的地理纬度有关。
(2)因波浪或机器等因素引起测量船在水平方向上的周期性加速度对重力的影响,引起仪器的摆杆与水平方向的夹角发生变化,从而引起水平加速度的影响]3[。
(3)因波浪或机器等因素引起测量船在垂直方向上的周期性加速度对重力的影响。
理论上,在一段时间内进行测量,可以通过取观测的平均值消除垂直加速度,实际上,垂直加速度的振幅往往很大,远远超出重力仪的读数范围。
(4)现有海洋重力仪弹性系统的结构多是绕水平轴旋转的横摆系统,且有很强的阻尼。
如果这类重力仪放置在陀螺平台或长周期常平架上,在一定条件下弹性系统还产生一种所谓交叉耦合效应,或C.C.效应。
2.海洋重力测量误差的消除方法下面结合仪器结构讨论。
一.常平架海上重力测量一般在常平架(现多为陀螺平台)上进行。
海洋海洋的定义:地球表面包围大陆和岛屿的广大连续的含盐水域,是由作为海洋主体的海水水体、溶解和悬浮其中的物质、生活于其中的海洋生物、邻近海面上空的大气、围绕海洋周缘的海岸和海底等部分组成的统一体。
海岸:陆地与海洋相互作用、相互交界的地带。
海岸带:海陆交互的地带。
海岸线:近似于多年平均大潮高潮的痕迹所形成的水陆分界线。
海洋地形海岸带:海陆交互作用的地带,其地貌是在波浪、潮汐、海流等作用下形成的。
大陆边缘:大陆与大洋连接的边缘地带。
大陆架:大陆周围被海水淹没的浅水地带,是大陆向海洋底的自然延伸,其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止。
大陆坡:大陆架外缘陡倾的全球性巨大斜坡,其下限为坡度突然变小的地方。
大陆隆:从大陆坡下界向大洋底缓慢倾斜的地带,又称大陆基或大陆裙。
大洋底:大陆边缘之间的大洋全部部分,由大洋中脊和大洋盆地组成。
大洋中脊:贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的巨大海底山脉系列。
大洋盆地:大洋中脊和大陆边缘之间的宽广洋底。
海洋中储存的能源:海洋能、矿物资源、生物资源。
海洋测绘海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称。
海洋大地测量的定义:研究海洋大地控制点网及确定地球形状大小,研究海面形状变化的科学,包括与海面、海底以及海面附近进行精密测量和定位有关的海事活动。
任务是:对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查;获取海洋基础地理信息;编制各种海图和航海资料;为航海、国防建设、海洋开发和海洋研究服务。
主要内容有:海洋大地测量、水深测量、海洋工程测量、海底地形测量、障碍物探测、水文要素调查、海洋重力测量、海洋磁力测量、海洋专题测量和海区资料调查。
主要目的是:在给定的坐标参考系中确定船舶的位置,或者在给定的参考坐标系中确定海底某点的位置。
影响因素:海水温度、盐度、密度。
精度要求主要考虑定位的精度要求。
精度的衡量指标:相对精度、绝对精度。
海洋大地控制网海洋大地控制网是陆上大地网向海域的扩展。
重力测量什么叫重力基准点?指绝对重力值已知的重力点,作为相对重力测量(两点间重力差的重力测量)的起始点。
中国于1956~1957年建立了全国范围的第一个国家重力基准,称为1957年国家重力基本网,该网由21个基本点和82个一等点组成。
1985年,中国重新建立了国家重力基准。
它由6个基准重力点,46个基本重力点和5个因点组成,称为1985年国家重力基本网。
重力测量是根据不同的目的和要求,使用重力仪测量地面某点的重力加速度。
50年代中期,我国建立了由27个基本重力点和80个一等重力点构成的第一个重力控制网,该网是以苏联的阿拉木图、伊尔库茨克和赤塔为起始点,其绝对值为国际波茨坦系统。
1981年,国家测绘总局在福州市溪口省测绘局外业大队北楼室内,埋设了重力基准点,根据中意科技文化合作协定,由国家测绘总局与意大利都灵计量研究所合作,用该所研制的可移动式绝对重力仪,测定了该点的绝对重力值,重力成果达到了微伽级的高精度。
它是按照国务院1978年84号文件《关于重建我国高精度重力控制网的决定》而建立的“85国家重力基本网”的6个基准点之一(另5个是北京、广州、南宁、昆明、青岛)。
该网还包括64个基本重力点和5个引点,充分利用全球的重力测量成果,同国际重力测量委员会建立的“1971年国际重力系统”进行了北京—日本,北京—巴黎的国际联测和北京—香港联测,联测精度为15~20微伽,平差后点重力值精度为±8微伽,新网建立后,代替了原来采用的具有较大系统误差的波茨坦重力系统。
zhongli celiang重力测量gravimetric survey测定重力加速度值的工作。
重力测量结果广泛地用于测绘、地质勘探、地球物理研究以及空间科学技术等方面。
重力作用在地球表面任一质点的重力□是引力□和惯性离心力□的合力(见图地球重力示意图)。
根据牛顿万有引力定律,整个地球质量产生引力,地球自转则产生惯性离心力。
引力的方向指向地球质心,惯性离心力的方向垂直于地球自转轴向外,而重力的方向则为两者合力的方向,即垂线的方向。