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海洋重力▏水下重力测量技术进展地球重力场是地球重要的基本物理特征之一，地球重力场测量对推动地球物理学、地球动力学、大地测量学、海洋测量学、空间科学等学科的发展具有重要作用。
海洋占据了地球表面的71%，是地球重力场测量的重要对象，海洋重力测量是地球重力场建模的主要数据来源。
目前广泛采用的海洋重力测量技术为船载重力测量技术，具有一定的局限性：根据谐波分析，海底重力信号强度按照e＝2πΔz/λ的衰减规律向海面传播，其中，Δz为观测距离，即重力场源与重力测量设备之间的距离，λ为重力信号各傅里叶分量的波长。
因此，在船载重力测量中，水层像一个巨大的低通滤波器，随着观测距离的增加，海底重力信号中的高频(短波)分量会迅速衰减并率先消失，故而水面并不是理想的观测位置。
如果将观测位置从水面移到水下，在近海底甚至是海底进行重力测量，就可以避免高频分量的衰减，还能够获得更高强度的重力信号，这就是水下重力测量。
根据重力仪的运动状态，又可分为水下静态重力测量和水下动态重力测量。
重力信号中的低频分量主要受地球深部质量影响，反映地壳深处地质特征；高频分量主要受地球浅部质量影响，反映地壳表层地质特征。
船测重力数据无法探测到海底重力信号中的高频信息且其测得的信号强度较弱，只能用于研究有关地壳深处地质特征的理论，无法满足洋底地壳表层研究需求。
在军事领域，潜艇的水下长航时潜航需要高精度的水下导航系统，其核心是高性能惯性导航系统，随着惯性器件精度的提高，由惯性器件误差引起的定位误差所占比重逐渐减小，重力异常将成为制约高性能惯导精度的主要因素。
为进一步提高惯导精度，需要进行重力异常补偿，重力异常补偿有两种途径：一是潜艇搭载重力仪进行实时重力测量，二是利用先验重力海图进行补偿，以上两种方法都需要发展水下重力测量技术。
地球重力场还可以用于水下重力匹配导航，如采用船测重力海图作匹配参考，需将船测重力数据向下延拓至潜航器工作深度，这一过程是发散的，会引入很大误差，甚至可能导致匹配失败，水下重力测量则可直接构建水下近海底重力场模型，重力辅助导航可直接使用测量深度附近的重力场数据作为参考或采用向上延拓算法延拓至工作深度，免除了向下延拓计算存在的发散问题，提高了重力匹配导航的精度。
地球物理学在海洋资源勘探中的应用地球物理学是研究地球内部结构和物质性质的学科，它在海洋资源勘探中发挥着重要的作用。
通过地球物理学的方法，我们可以获得海洋地下物质的分布情况，进一步指导海洋资源的勘探与开发。
本文将介绍地球物理学在海洋资源勘探中的应用。
1. 地震勘探技术地震勘探技术是海洋资源勘探中最常用的一种方法。
它通过在海底或海面上布设震源和接收器，利用地震波在地下不同介质中传播速度不同的特性，解释和分析地震波的反射、折射、散射等现象，进而得到海底地形、地下构造等信息。
这些信息对于海洋石油、天然气等资源的勘探非常重要。
地震勘探技术的实施步骤一般包括震源激发、接收器接收和信号处理等环节。
震源激发可以采用爆炸物、空气枪等方式，在海底或海面上产生压力波，从而引发地震波。
接收器接收地震波的反射信号，并将其转化为电信号进行记录。
信号处理过程中，地震学家将反射信号进行分析和揭示，以获得海底地质构造的信息。
2. 电磁法勘探技术电磁法勘探技术是利用地下不同导电性介质对电磁场的响应特性，来推断地下结构与构造的一种方法。
该技术在海洋资源勘探中也有重要应用。
电磁法勘探技术可以通过在海面或海底上布设电磁发射源和接收器，发射电磁波并观测反射和散射信号来获取地下构造的信息。
电磁法勘探技术的应用范围广泛，可以用于石油、天然气等矿产资源的勘探和定位。
通过分析电磁场的反射、散射等现象，可以确定地下储层的存在、性质和分布情况，为资源的勘探和开发提供重要的依据。
3. 重力测量技术重力测量技术也是地球物理学在海洋资源勘探中常用的方法之一。
利用重力测量技术可以测量地球重力场的分布情况，从而推断出地下构造的变化。
在海洋资源勘探中，重力测量技术可以用于确定海底地形的变化、地下构造的分布情况等。
重力测量技术一般通过测量重力加速度的变化来推断地下构造的性质。
在海洋中，可以通过在船上或飞机上测量重力加速度的变化，然后与基准值进行对比，从而得到海底地形和地下构造的信息。
常规测绘技术目录 (1)几个基本概念 (1)测量工作的程序 (2)水准测量 (3)三角高程测量 (6)角度和方向测量 (6)距离测量 (9)测量误差 (10)控制测量................................................................. 1 1 导线控制测量. (12)传统地形测量方法 (13)数字测图技术 (14)地形图的应用 (15) (16)水利工程测量 (16)桥梁工程测量 (17)路线工程测量 (17)工程的变形监测 (18)工业与民用建造测量 (19)地下工程测量 (19)矿山测量 (20)隧道工程测量............................................................. 2 1 工业设备的安装及检校测量(三维工业测量) .. (22)海洋测绘 (22)地籍测量 (24)房地产测绘 (27)摄影测量 (27)【垂线】重力的作用线称为铅垂线，简称垂线。
【水准面】某一时刻处于没有风浪的海洋水面，称为水准面。
【大地水准面】在高度不同的水准面中选择一个高度适中的水准面作为平均海水面，这个平均海水面就称为大地水准面。
它是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面，是一个重力等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功，是通过验潮站对海水面长期观测得到。
大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面，也是海拔高程系统的起算面。
大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息。
【高程基准】是推算国家统一高程控制网中所有水准高程的起算依据，它包括一个水准基面和一个永久性水准原点。
确定水准基面则是取验潮站长期观测结果计算出来的平均海面。
中国以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的水准基面，即零高程面。
中国水准原点建立在青岛验潮站附近，并构成原点网。
用精密水准测量测定水准原点相对于黄海平均海面的高差，即水准原点的高程，定为全国高程控制网的起算高程。
海底地形测量的原理与方法海底地形测量是一项重要的海洋探测技术，它能够揭示海洋中的各种地形特征，如山脉、峡谷、海洋深渊等，为海洋科学研究和海洋资源开发提供了重要的数据支持。
本文将介绍海底地形测量的原理与方法。
一、海底地形测量原理1.声学原理声学原理是目前海洋地形测量中最普遍的方法，它利用声波在水中传播的特性进行测量。
声波在水中传播速度很快，而且能穿过深海底部的沉积物，因此是一种理想的测量手段。
声学原理中常用的方法是通过声纳向下发射声波，当声波碰到海底时会产生回波。
根据回波的时间、强度和形状等信息，可以推测出海底地形特征。
此方法通常被称为单光束测量技术。
2.重力原理重力原理是一种通过测量重力场变化来探测海底地形的技术。
这个方法的原理是把被测区域看成一个由若干小区域组成的密度不均匀的介质，通过测量海水质量和密度变化来推测海底地形特征。
该方法的主要优点是只需要在船上进行操作，无需特殊设备。
但是，由于测量范围受限制，该方法只能用于较小的海区，且精度有限。
二、海底地形测量方法1.单光束测量技术单光束测量技术是目前最常用的海底地形测量方法. 单光束测量技术即通过单个声纳向下发射一束声波，声波在水中传播到海底，然后产生回波。
这些回波被接收并解析以推测出海底地形特征。
该方法测量精度有限，误差通常在几米至几百米之间，测量速度较快，数据处理相对简单。
但是，由于单光束声纳测量范围比较窄,其覆盖范围相对较小，不能对整个海域进行测量.2.多光束测量技术多光束测量技术是一种利用多个声纳发射声波来测量海底地形的方法。
多光束声纳向下同时发射多束声波，利用回波测量海洋中点的深度和形态。
不同于单光束声纳，多光束声纳可在船舶行驶时获得更宽的海底数据，使其能够以更高的精度和可靠性获取更广阔的海底数据。
和单光束测量技术相比，多光束测量技术覆盖面广，精度较高。
在海底地形测量中，有些海域中存在复杂的地形特征，如悬崖、峡谷等，单光束测量技术难以精确掌握，但多光束测量技术能够解决这些问题，并在船舶行驶时获得更宽广的海底数据，使利用回波测量海洋中点的深度和形态。
第一章绪论1.名词解释(1)海洋测绘/海洋测绘学：研究海洋定位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布，及编制各种海图的理论和技术的学科。
(2)海洋：海洋是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。
(3)海岸带：海陆交互的地带，其外界应在15~20m等深浅一带，这里既是波浪、潮汐对海底作用有明显影响的范围，也是人们活动频繁的区域；其内界，海岸部分为特大潮汐(包括风暴潮)影响的范围，河口部分则为盐水入侵的上界。
(4)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。
(5)潮上带(海岸)：高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间里裸露于海水面之上，仅在特大风暴潮时才被淹没，故又称为潮上带。
⑹潮间带(海滩)：高低潮之间的地带，高潮时被水淹没，低潮时露出水面，故又称为潮间带。
(7)潮下带(水下岸坡)：低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分，又称为潮下带。
(8)大陆边缘：大陆与大洋连接的边缘地带，也是大陆与大洋之间的过渡带。
通常由大陆架、大陆坡、大陆隆及海沟组成。
(9)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(大陆架外缘)为止。
(10)内海：亦称内水，指领海基线以内的水域。
(11)领海:沿海国主权之下的、与其陆地或内海相邻接的一定宽度的水域。
(12)领海基线：沿海国家测算领海宽度的起算线。
(13)毗连区：一种毗连国家领海并在领海外划定的一定宽度、供沿海国行使关于海关、财政、卫生和移民等方面管制权的一个特定区域。
(14)大陆专属经济区：领海以外并邻接领海，介于领海与公海之间，具有特定法律制度的国家管辖水域。
(15)绝对精度(点位精度)：指确定的点相对于某一参考点或坐标系的可靠性，属于外符合精度。
硬核科普Ocean World2019硬核科普Ocean World2019仕么是;®海洋测绘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。
闲话少说，让我们先看看海洋测量通常有哪些内容吧！4、海港工程测量海港工程设计、施工和管理阶段的测量。
为海港工程建设提供资料，保证工程按设计竣工和进行有效的管理。
2、军事海洋测绘为满足国防建设和军队作战需要，研究对海洋和江河湖泊水域及其沿岸地带进行测量和制图的理论和技术。
其成果主要为作战、训练、航行安全和海洋军事工程的建设提供保障，还可广泛应用于国民经济建设和海洋科学研究的各个领域。
军事海洋测绘主要包括海洋大地测量、海道测量、海底地形测量和海图制图。
3、海道测量为保证舰队战斗行动和航行安全对海洋和江河湖泊所进行的测量和调查。
包括港湾测量、沿岸测量、近海测量和远海测量。
获得的各种资料主要用于编制航海图。
4、测深仪器测量地球表面水体深度的仪器。
广泛应用于海洋测量和海洋考察工作中。
有测深杆、水轮、回声测深仪、多波束测深系统、遥感测深系统和磁测深系统。
5、水声定位系统使用水下声标（应答器）测定舰船或其他目标相对位置的系统。
由固设于海底的水下声标和船上的换能器、接收发射机及其终端所组成。
具有携带方便、独立使用和定位精度较高等优点。
主要用于海洋大地测量和海洋工程测量，也可用于扫布雷和打捞定位。
6、海底地形测量测量海底起伏形态的方法。
是陆地地形测量在海洋上的延伸。
其内容包括获取海底地貌形态信息，探测海底沉积物的分层结构，收集露出水面、悬浮水中或固定于底土的植物等，为编制海底地形图提供基本资料。
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。
海洋重力辅助导航方法及应用海洋重力辅助导航（Marine Gravity-Aided Navigation）是一种基于海洋重力场的导航方法。
通过利用地球引力梯度的变化来确定船舶、无人潜水器（ROV）或潜水器的位置和姿态。
这种基于海洋重力场的导航方法广泛应用于海洋调查、海洋勘探、海底地质研究等领域。
海洋重力场是指地球引力在海洋表面和海底的分布情况。
海洋重力辅助导航方法利用海洋重力场的变化来确定位置和姿态。
海洋重力扰动主要来源于地球引力梯度的变化和海底地形的变化。
地球引力梯度是指地球引力的垂直变化率，可以通过船舶或潜水器上的测量仪器进行测量。
海底地形的变化会影响重力场的分布，进而影响导航结果。
海洋重力辅助导航方法的基本原理是测量引力梯度，通过解算引力梯度场的变化来确定位置和姿态。
常用的测量设备包括重力仪、惯性导航系统、全球定位系统（GPS）和声纳系统等。
重力仪用于测量引力梯度场的变化，惯性导航系统用于确定初始位置和姿态，GPS用于获取地球表面的位置信息，声纳系统用于测量海底地形的变化。
海洋重力辅助导航方法的应用非常广泛。
在海洋调查方面，它可以用于获取海洋地球物理、海洋地质和海洋生物学的数据，并提供精确的位置和姿态信息。
在海洋勘探方面，它可以用于确定石油和天然气资源的分布情况，帮助企业制定开发方案。
在海底地质研究方面，它可以用于探测海底地壳运动和海底地质构造的变化，帮助科学家研究地球动力学和地质灾害。
海洋重力辅助导航方法具有以下优点：首先，它能够提供高精度的位置和姿态信息，有助于准确测量海洋地理现象。
其次，它不受天气条件的限制，可以在恶劣的海洋环境下进行导航。
再次，它不需要依赖地面设施和外部信号，具有独立性和自主性。
然而，海洋重力辅助导航方法仍然面临一些挑战。
首先，测量设备的制造成本较高，需要精密器件和高级算法来实现高精度的测量。
其次，由于海洋环境的复杂性，海洋重力场的变化会受到多种因素的干扰，如潮汐、洋流、海洋生物等。
