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1、第”卷第期武汉测 绘 科技大学 学报年了仪雌了不同固体潮改正公式及国家重力网的统一李金文摘要本文计论了不同的潮汐公式,及其引起的 重力测量计算成果不一致的问题,计算了当潮汐改 正公 式不统一时,对我国 范 围内绝对重力 测量、相时重 力 测量、重力仪长基线格值 因子标定、重力仪 短基线周期误差标 定及物探重 力拉制测量成果的影响,分析了我国重力基本网所选取的绝时重力控制点之间的 一致性、控制 点与我国网相对联测平差结果的一致性、以及网与我国一等重力按制网之 间的一致性问题。最后,为统一我国重 力控制测量成果提出了一些建议。【关键询】潮汐改正重力固体潮污、引言为研究重力测量 固体潮改正公式 的精
2、确性和合理性,重力测量工作者做了大量的研究工作,先后提出了四个用于重力测量的潮汐改正公式。许厚泽教授”推导出了精度为士潮汐改 正公式芬兰大地测量研究所编制了计算精度优于的固体潮改正理论值计算程序 并用于实际重力测量工作中“。用不同的公 式进行 固体潮改正,不仅会使重力测量成果在数值上可能产生几十微伽的差别,而且会相应地定义 出物理含义不同的重力、高程系统及大地水准面。自年以来,我国先后 与意大利、日本、芬兰等国家进行 了绝对重力测量合作。在对这些观测值进行处理时,所使用的固体潮改正公 式不一 定相同,既使是在 同一 个国家的不同学者或不 同时期,用来进行潮汐改正的公 式也可能不同。这就有可能
3、引起多种重力并存的问题。不同的固体潮改正公式最 初用来进 行重力测量潮汐改正的公式为二收稿日期戈一一式中,为根据日、月 引力和地球绕地、月系 公共质心以及地球绕地、日系公共质心转动而产生惯性离心力之和所求得 的理论潮汐值,是用莫洛金斯基地球模型计算所得 出的重力潮汐因子。经 上式改正后得到的爪力称为非潮汐重力,用表示。式中包含了一 与时间无关的永久项,并且还假定了地球永久形变是弹性的、亦即永久勒甫数与弹性勒甫数是恒同的。年,提出潮汐改正中不应包括有与时间无关的潮汐永久项,为此,他给出下面潮汐改正模式一仁一。一甲卜“式中,。表示潮汐永久项,一。称为昭。改正或项。经 上述潮汐改正后的币力称为平均重
4、力,用表示。肠改正是墓 于下面的前提条件式给出的加在被观测的重力值上的地球固体潮改正项,只是在整个地球表面上对它求和时才等于零,而在某一特定的纬度上求和时不等于零,认 为,应使按特定纬度求和时地球固体潮改正为零,因而应消除上述系统影响,应 消除的量由式给出。一采用了公式进行潮汐改正。因而它的重力值属于,。但是,用公 式进行潮汐改正给确定大地水准面带来了理论上的困难,因为在式中减去。后,相当于在重力观测值中增加了一项来自地球外部的质量影响项日、月引潮力永久项,这不符合斯托克司理论对重力值的要求。因此,提出恢复使用式进行潮汐改正“,年大会通过决议仍使用式进行潮汐改正。为了避免式的假设,同时又满足斯
5、托克司公式对重力值 的要求,二和又提出了第三个重力测量潮汐改正公 式”一一。由此得到的重力称为零重力,我们 用表示。根据式计算出的重力观测值不受大地水准面外部质量的直接 引力影响,但却包含了地球永久潮 汐形变项。年大会推荐式,国际固体潮委员会标准地球潮汐小组也于同年接受了这一公式。年,提出了顾 及地球旋转和扁率的影响的新的地球模型,该模型于年被国际标准地球潮汐委员会接受,由此计算出的潮汐因子与地理纬度有关。推导出利用该模型得到的与式理论上一致的潮汐改正公式为云,一。其中。一甲一场为了简化计算,许厚 泽“将上式简化为二。一了。而二月、习为各波群理论潮汐 因子按其振幅取加权平均所得的平均值,卜与纬
6、度有关。根据 式所求得的重力值与由式求得的重力值同属零靛力,但二者数值不同,为区别起见,用长表示。不 同潮汐改正公式对重力测,成果的影响由式不同的潮汐改正公式而得到的不 同重力之间的差异分别为一二二一甲,一。二占一一,甲二一。二一甲些一二二,一一印甲竺一。二,、一一甲甲一,、一己一甲甲实际工作 中通常近似取,二,因而式可简化为了一。一甲甲二一。一甲甲二一一甲一甲考虑到 国家垂力基木网作为控制用的重力点的分布,本文计算出巴黎、东京、北京、广州、哈尔滨等个地区利用不同潮汐改正公式所得点的重力值之差如表。香港、表不 同潮汐改正公式引起重力差异单位微伽 一一一巴黎东京香港印之。印之印念一一。一。哈尔滨
7、甲澎“一北京甲澎。一。广州甲澎。一 一。十一。一。十。一一一一一一。一一十一一一一一一产由上表看出在我 国范围内不同潮汐改正公式 引起同一重力点上绝对玉力值差异可达微伽对于相对重力值联测,如果采用不同的潮汐改正公式,其段差之 互差可 达微伽如哈尔滨到广州。目前我国用于重力仪线性格值 因子标定的长基线是广州北京哈尔滨基线。对于一型 重力仪线性格值 因子的标定一般精确到,这时应该考虑计算程序中的潮汐改正公式 与已知重力值属性一致,否则,就可能导致所求得的格值 因子产生偏离。以北京广州长从线标定为例不同潮汐改正公式可 引起线性格值因子,产 生“的偏离,这种偏差是不能忽略的。在 国家即毛平差 时“,因
8、为求解出来的仪器的中误差为一,因而顾及了该仪器的二次格值因子,这是在该网平差中唯一 顾及了二次格值 因子的一台重力仪,其它各台重力仪器 的线性格值因子的解算精度均小于一对于重力监测点的重力测量成果的处理,统一各时期的贡力潮汐改正公式是重要的。如果潮 汐改正公式不断更新,而以往的观测成果不经过重新处理,就可能得出重力值发生了变化的错误结论。对以物探为目的的重力测量工作者来说,可以不受上述不同潮汐改正公式差别的困扰。因为,即便是物探重力控制基线 测量,联测区域纬度变化不太可能超过。,用不 同潮汐改正公 式进行成果处理,最大差异也不会大于微伽,而这种误差对物探重力测量是允许 的。但是,考虑到目前观测
9、仪器精度高,物探重办测量成果可以为大地测量所应用,也应尽可能使之与国家控制重力测量的重力统一 起来。对于重力仪短基线周期误差标定,也不必去研究基线重力值属于哪种重力,不必改编已有的潮汐计算程序,因为短基线标定场的纬度变化都小于。,因而不同潮汐改正公式对段差的影响也小于微伽,这种影响对周期误差 的标定来说可以忽略。国家贡力基本网与一等重力网的重力属性问题由文献知,网采用下面 固体潮理论值公式。一若一,二梦”一号嘿。一。,一印一式中,、。分别为日、月理论潮汐为万有引力常数别为日、月质乙至地,心距离印、分别为日、月天顶距潮汐改正值用下式计算二、分别为日、月质量、分为测站至地心的距离。分析上述改正模型
10、 知,它实际上就是用式进行潮汐改正,属于,但是,在网平差时所选用的个绝对重力控制点中,网相对联测结果的重力属性一致。因而国家网相对联测结果并不是所有重力点值都与根据文献仁,网 已知重力控制点包括意大利绝对重力仪年在我国所测的个重力点其巾昆明点用意大利和中国计量院绝对重力仪观测值 的中数、日本和香港地区环太平洋国际重力联测点个及巴黎绝对重力点。意大利在我国所进行的绝对重力测量数据是经中方要求由意大利向我方提供固体计算程序,然后由我方人员自己处理的。而意大利的计算程序中含有二改正项“,因此,在网平差中作控制点用的意大利绝对重力仪所测的个绝对重力值属于。,与网相对联测 重力值分别属于不同的重力。中川
11、一 朗等的报告【未提 及用哪个固体潮改正公式对环太平洋国际重力联测值进 行潮汐改正,但作者根据对文献中成果数据表的分析比较,首先排除了用公式进行潮汐改正的可能性。因此,环太平洋联测重力值属于。、或哎之一。由于缺少应有的资料,无法进一 步确定其究竟属于哪一种 重力。重力基本网中另一个重要的绝对重力控制点是点。网平差时取该点年至工年国际台绝对 重力仪所测值的中数代入。等”的文章中指出上述所有结果都按年大会决议进行潮汐改正。因此,。点的绝对重力值是按式进行潮汐改正的,属于。作者利用按式编制的固体潮改正程序计算出点上每次观测 时的固体潮改 正值 并与文献中所列出的潮汐改 正值相比较,证 明二者一致。我
12、国一等重力控制网 已经施测完毕,目前正处于平差计算阶段。平差计算将按年国家测绘局发布的国家一等重力测量规范规定的细则进行,因此采用的潮汐改正公式将是式弓、。从而知经平差后的国家一等重力网属于套,与重力基本网不一致。一网本来属于,但按照年大会的决议在使用该网的重力值时应将项从重力值中去掉。经过这种换算后的一网重力值就相当于。了。问题与理议由于施测 时间或单位不同,重力测量成、果处理的软件不统一,使得目前我国的重力控制网中存在多种属性 的重力。建议进行重力属性归一 化工作为了将各种重力成果归化澎统一的一种重力,可用本文式一及进行换算。拟考虑用作统一后 的重力。为方便成果使用,重力测量成果表或报告中
13、应说明重力值的属性,或者给出潮汐改 正公式。重力仪长基线标定格值因子或精密重复重力测量成果处理时,应注意潮汐改正公式的统一。参考文献厂【妞,一,国家重力 基本网平差技术报告测绘科学研究所,中川一郎等拉科斯特隆贝格重力仪格值常数的精确标定 与环太平洋区域国际重力联测地 壳形变 与地 震译丛,一,江志恒等中国新的重力基本网地球物理学报,一,。许厚泽精密重力测量 的潮汐改正测绘学报,。,一,一,拉科斯特隆贝格型重力仪特性的数学模型及其在重力网平差、数据分析中的应用国家地 霞局研究所四室,一,中意联合 重力测量项目实施工作总结测绘科学研究所,厂一。了乞飞 飞,记,上己 宁,自盯,朋一,一,。,一一,、,孤【】
