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1、 物理大地测量学实习实习报告 课程编号： 课程性质：必修 物理大地测量学实习 实习报告 目录 一、 实习目的及要求 . 1 二、 实习地点及时间安排 . 1 三、 实习内容及方法 . 2 实习内容概要 . 2 重力基点联测 . 2 重力网格测量 . 4 重力垂直梯度测量. 6 重力场参量计算 . 7 四、实习数据处理方法及成果展示 . 7 重力测量数据处理方法 . 7 重力基点联测成果. 8 重力网格测量成果. 11 重力垂直梯度测量成果 . 13 重力场参量计算成果 . 15 五、实习总结及体会 . 19 一、 实习目的及要求 1、实习目的 本次物理大地测量学实习旨在培养学生树立实事求是、认
2、真严肃的科学态度以及勇于探索、不畏艰苦的工作作风，培养学生的动手能力以及分析和解决问题的能力，并在综合分析问题的方面得到初步训练；实习要求学生理论联系实际，巩固理论学习知识，将理论知识运用于实践之中，训练和培养学生独立思考、文字表达和口头表达的能力，以及协同工作的团队精神。 2、实习要求 掌握重力测量的原理和相对重力仪的工作原理， 学会重力仪的使用操作和检验； 掌握相对重力测量数据的处理方法及过程,了解测量及处理误差的来源以及误差的处理方法，如潮汐改正和零飘改正的计算方法等； 掌握利用重力场模型和相关资料计算并分析重力场参数的原理、方法及过程。 二、 实习地点及时间安排 整个实习是在武汉大学校
3、园内进行，其中主要部分是在信息学部校区。整个实习时间为xx年1月11号至xx年1月23号。 1 三、实习内容及方法 实习内容概要 整个实习内容包括：相对重力仪的基本操作使用、重力基点联测、重力网格测量、重力垂直梯度测量、重力场参量计算，以及相对重力仪测量的数据处理、重力网平差和潮汐改正等误差改正。 实习仪器：相对重力仪L&R G型重力仪和Burris重力仪。 参考规范：国家重力控制测量规范GB/T 20256-2006。 本次实习执行的技术参数：重力读数限差 重力基点联测 1、实习内容及要求 重力基点网联测从一个点开始，沿设计路线依次测量各点，最后闭合到起始点。 本次实习仅测量2、3、4、5、
4、6、7、8号点。 实习要求重力基点网联测从一个点开始依次测量各点，最后闭合到起始点。每个边必须有直接观测的测量结果，每个组员必须有自己的独立观测数据。利用相对重力测量仪测得每个基准点的重力值，根据要求进行平差计算，解算出各重力基准点的绝对重力值。 基点网点位分布示意图如下。 2 2、测量及数据处理方案 我们第14小组设计的方案是将路线分成三个环环一：2-8-7-3-4-2、环二：2-4-5-3-6-8-2、环三：2-7-6-5-3-2。这条路线共测了17个点，有16条边，其优点是每个环都从已知点2号点起测，其中只有2、3号点重复测量三次或以上，只有三条边重复测量，这样既可以保证每条边都能测到，
5、又使得测量工作量最大化的减轻，且方便计算。 我们组使用型号为B60的重力仪，依次从2号点按照上述路线测量，直至2号点结束测量，完成整个重力基点网的联测。在数据处理过程中首先将原始观测数据的单位转换为mGal，依次经过潮汐及零飘改正，再利用所设计的平差模型，平差解算出各重力基点的绝对重力值。 3 重力网格测量 1、实习内容及要求 在设计的格网点上进行重力测量，分析测区重力变化的特征。 武汉大学校区，网格图点位坐标见“格网图点位坐标表”，每组测一条测线，一条测线有9个测点，测量需要从基点网的已知重力值2号点开始测量。 格网图点位坐标表 线号 1 2 3 4 5 6经度 11421东 11421东
6、11421东 11421东 11421东 11421东点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 纬度 3031北 3031北 3031北 3032北 3032北 3032北 3032北 3032北 3032北 网格测量测线小组分配表 测线1 1 7 13 测线2 2 8 14 测线3 3 9 15 测线4 4 10 16 测线5 5 11 17 测线6 6 12 计算网格点绝对重力值，绘制整个测区重力等值线图。注：测量时，根据“格网图点位坐标表”的设计点位，在实地寻找合适的观测位置，并在图上标记实际点位，点位坐标在室内从GoogleEarth上读取。 4 2、测量及数据处理方案 根据安排，我们
7、14小组测的是2号测线。首先，我们在GoogleEarth上打开点位信息kmz文件，找出2号线的测区范围，并在图上标记出更精确的点位，记录得到点之记。 我们组的路线是从已知点2号点开始，依次测得2号线的9个点，再回到2号点，以便计算零飘改正值和绝对重力值。在实地测量中，我们尽可能的在标记的范围里寻找合适的观测位置，使用型号为B60的重力仪，依次从2号点按照上述路线测量，直至2号点结束测量。 在数据处理过程中首先将原始观测数据的单位转换为mGal，依次经过潮汐及零飘改正，相减得到相邻点的重力差，再已知点的绝对重力值计算得到测线上9个点的绝对重力值。 结合自己的数据以及其它5条测线共6组的数据，将
8、其计算得到的绝对重力值一并导入Matlab中，在Matlab中利用contourf( )函数绘制出整个网格测区的重力等值图，查看并分析结果。 2号测线点位总图： 5 重力垂直梯度测量 1、 实习内容及要求 重力垂直梯度测量，用于测量重力值在垂直方向上的变化。本次实习的测量地点为实验大楼的1、6、11、16层楼，本次实习以测量楼层间的重力差以及楼层间的高差来反演重力的垂直变化规律，要求计算各测量层间的高差和重力差，计算重力垂直梯度，画出重力垂直梯度的垂直方向的变化曲线。 2、 测量及数据处理方案 我们小组以实验大楼的楼道为测量地点。于测量时起始楼层1楼楼道较 为拥挤，其他小组也同时在测量，而且如
9、果选择靠近楼梯口的位置来测量相对重力，虽然有利于高差的测量，但是因为来往行人行走时的震动会使得重力仪表盘指针不稳定，很容易造成读数偏差等测量误差，所以我们选择各楼道上偏靠墙角的相应的某一点位置。 我们使用型号为G1027的相对重力仪，依次测量1层楼-6层楼-11层楼-16层楼-11层楼-6层楼-1层楼 各楼道上所选择点的重力值。在测量高差时，将该点平移到楼梯口，将实验室提供的50米测绳在扶梯间上下可通视的缝隙中释放，尽量保持垂直拉伸，依次读取1-6、6-11、11-16楼层间的高度差，求得往返测量的平均值作为楼层高差。 在数据处理过程中首先将原始观测数据的单位转换为mGal，依次经过潮汐及零飘
10、改正，通过楼层结果相减等计算得出楼层间差、段差结果，再根据公式垂直梯度=dg/dh求得相邻楼层间的重力垂直梯度。 6 重力场参量计算 1、实习内容及要求 利用提供的软件及参考模型，计算纬度30度31度，经度114度115度，网格距离为6分的网格点的大地水准面差距、重力异常、重力扰动和垂线偏差。 绘制大地水准面差距、重力异常、重力扰动和垂线偏差的等值图，并对等值图给出相应的描述和评价。 2、实习方法及过程 双击运行提供的软件GRAVT_，导入参考模型EGM96后回车，根据屏幕提示选择所要计算的项目，然后依次输入经纬度范围、网格间距及数目、平均高度，回车即可运行出计算结果，结果可在OUT文件中查看。 将上述计算出的五个OUT文件(大地水准面差距、重力异常、重力扰动、垂线偏差东西方向和南北方向分量)转换成txt文件并导入Matlab中，在Matlab中利用contourf()函数依次绘制出大地水准面差距、重力异常、重力扰动和垂线偏差的等值图，查看并分析结果。 四、实习数据处理方法及成果展示
