3重力与地形变实训指导书2016.doc
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实验一 、精密水准仪（ni002、ni007）的认识与操作 实验目的：了解各种型号水准仪的工作原理，掌握各种水准仪的使用方法。 实验内容：1.认识三种水准仪结构及各部分作用。 2.学会三种水准仪相应的水准尺读数方法。 3.学会三种水准仪测量高差方法。 实验原理：水准仪的使用包括：水准仪的安置、整平、瞄准、读数四个步骤。 1. 安置： 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。 首先打开三 脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打 开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2. 整平：利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中。具体方法：用仪器练习。在整平 过程中，气泡移动的方向与大拇指运动的方向一致。 3. 瞄准： 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。 首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转 动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，用瞄准 器对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地 落在楔形丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 4. 读数：用楔形丝夹住水准尺上cm刻度块，并读出楔形丝在水准尺上的读数（3位数）， 分别是米、分米、厘米，再读取水准仪上测微尺的读数，一般读2 位，第一 位是毫米。水准仪读数共5位，分辨力为0.1毫米。 、 基本要求：1.每组4人，每人独立安置仪器，测定地面两点间高差； 2.换人后，改变仪器高再观测该两点的高差 3.每人所测高差的最大互差要小于1.0mm。 4.实验结束时，要求每人观测一次高差的时间要小于7分钟，且误差小于1.0mm。 通过上述工作，掌握三种水准仪操作。 实验仪器与设备：水准仪一台、脚架一副、水准尺一对、尺垫一对、记录本、铅笔一支 实验步骤：1.每组领仪器,并检查仪器设备状态,若有问题,及时与教师联系,更换或修理 仪器。 2．在教师指导下认识每种水准尺，并学会扶尺、读数 3．按水准测量的要求选好测量场地，架设水准仪并整平仪器。 4．用瞄准器初步瞄准水准尺，并调焦距。 1 5．用楔形丝卡准标尺刻度，并读数、记录。 6．计算每人所测高差及每组最大互差。 实验学时：4学时 规范要求：每组计算其最大互差。 保养与维修： 1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用 2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器 3．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理 4．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 记录表： 观测日期： 测站 后尺读数 时间： 天气： 前尺读数 高差 仪器型号： 最大互差 备注 实验二、 数字水准仪digital level（Trimble DiNi ）认识与操作 实验原理：电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的，它采用 条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用，光学水准中用到的许多原理和方法 在电子水准中需要用到。读数方法采用了自动电子读数：即利用仪器里的十字丝瞄准的电子 照相机，当您按下了Measure 测量键时，仪器就会把您瞄准并调焦好的尺子上的条码图片来一 个快照，然后把她和仪器内存中的同样的尺子条码图片进行比较和计算。这样，一个尺子的 读数就可以计算出来并且保存在内存中了。 实验目的：了解数字水准仪的结构，掌握水准仪的参数设置与面板操作。 实验内容：完成水准仪的设置，完成一点的测量工作 2 实验步骤： 1、认识Trimble DiNi数字水准仪，填写下图各部件名称 2、认识主菜单各项功能与作用，理解菜单各部分功能及意义 3、练习文件管理、配置项目、测量等模块操作 4、完成一个测点的操作，测量某点的高度、水平距离，并作好测量结果的记录与同组同 学的测量结果进行比较分析。 实验学时：2学时 实验三 、水准仪i角的检验与 校正 实验目的：了解水准i角概念，掌握水准仪的检查与校正方法。 实验内容： 1.i角的场地布设要求； 2.i角测定的操作程序； 3 3.i角的计算、检核、i角的校正方法。 实验原理：见教材 实验步骤：1.每组领仪器,并检查仪器设备状态,若有问题,及时与教师联系,更换或修理 仪器。 2．按要求布设检测场地，使J 1 A=AB=BJ 2 =20.6米 3. 分别在J 1 、J 2 测站上架设仪器，整平、分别在A、B点放尺 4．读A、B尺的读数并记录，要求每组每人读数一次，取其平均值。 5．计算i角大小，按规范要求，判断是否合格 。 4.若i角超差，校正仪器的水准器 仪器型号： 日期： 仪器站 仪器号 ： 时间： 温度： 呈像： 观测者 基 小组： 高差 标尺读数 A尺读数 本 B尺读数 要 求： 1. J1 按 << 水 准 测 量 规 范 J2 >> 要 求 进行检验； 2.每组4—5人，测定两次i角，互相比较，互差不得大于2´´； 4 3.当i角超限时，要算出a´2 和b´2，并说明校正方法 4.实验后编写实验报告 实验仪器与设备：水准仪一台、脚架一副、水准尺一对、尺垫一对、记录表一张、铅笔一 支 实验学时：2学时 规范要求：定期检查水准仪i角，i角应小于是15″。 实验四、定点地 壳垂直形 变（水准）观测 实验目的：掌握定点地壳垂直形变（水准）观测方法，测定AB两点的水准高差。 实验内容：1.选择场地，安装仪器并读数记录。 2.进行测站数据检验。 3.换测站进行观测 4.计算高差及闭合差 实验原理:见教材 实验步骤：1.每组领仪器,并检查仪器设备状态,若有问题,及时与教师联系,更换或修理 仪器。 2．按要求布设检测场地,一般设6-8个站的往返测量场地。 3．按规范规定的作业规定动作和限差要求，依次在每个测站上进行测量、记 录、检验。 4．计算各中转点的高差，及往返AB的高差、闭合差。 5．根据规范判断测量成果是不合格 基本要求：测得两点合格水准高差，若不合格分析原因，返工。 编写实验报告 实验仪器与设备：水准仪一台、脚架一副、水准尺一对、尺垫一对、记录表二张、铅笔 一支，钢卷尺一支 实验学时：4学时 规范要求：各测站限差及闭合差按规范执行 5 精密水准测量记录表 测自 时刻：始 温度： 天气： 至 时 分 云量： 土质： 20 年 末 时 风向风速： 太阳方向： 月 分 日 成像 基+K 测 后 下丝 前 下丝 方尺 标尺读数 站 尺 上丝 尺 上丝 及 基本分划 辅助分划 减辅 编 后 距 前 距 向号 ① ② ①--② 号 视距差 d ∑d 后 前 后--前 h 后 前 后--前 h 后 前 后--前 h 后 前 后--前 h 后 前 后--前 h 6 第 页 备注 实验五、光电测 距（全站 仪测距） 实验目的：掌握全站仪测距原理与方法、测量AB两点的长度及两条线水平角。 实验内容：1.认识全站结构 2.进行测站测距参数设置。 3.测量三角形边长与夹角。 实验原理:见教材 实验步骤：1. 选择场地，选三个点构成一个三角形，要有较好的通视条件，两点相对距 离小于1000米。 2.分别在三点安放全站仪的主机和棱镜、整平并对中。 3．开机，检查电池。 4．瞄准棱镜（调焦），设置测距参数（温度、气压）。 5．自动测量。 6．记录。 7．换人换点重新安置主机与棱镜，重复上述测。 基本要求：计算测距、测角的相对误差，并分析互差来源 实验仪器:电子全站仪一台、棱镜二副、脚架两副、记录纸与铅笔。 实验学时：2学时 规范要求： 记录表： 日期： 测站 天气： AB 长 边 AB 边 高 温度： BC边长 差 A B C A 计算：1、三个内角闭合差 2、三条边高差闭合差 7 气压： BC 边 高 CA 边 差 长 CA高差 三角形夹角 实验六、 DSQ、 FSQ型 水管仪安 装与调试 实验目的：了解水管倾斜仪安装方法及数据采集方法。 实验内容：1.认识水管仪结构及各部分功能与作用。 2.理解标定装置工作原理。 3.理解水管仪传感器的作用。 4.测定水管仪灵敏度。 实验原理:见教材 实验步骤:1.对照工作原理图,认识浮子水管仪主体、水管与空气管路和电子系统。 2．理解标定装置的工作原理，并计算本实验室的装置参数： Ф棒=12.0mm, Ф钵E=167.58mm Ф钵N=Ф钵S=170.54mm Ф钵W=166.79mm L EW =L NS =6.46 计算:当标定棒水位变化20mm时,两个方向钵体水位变化 3.掌握格值的计算公式,理解传感器的灵敏度n,要求n=2mV/μm±10% 调试传感器的灵敏度: 4.填表计算格值 n EW , n SN 基本要求：掌握水管仪的工作原理及标定原理，并测定水管仪灵敏度 实验设备: FSQ型\DSQ型浮子水管仪及电子设备，辅助测量设备、数字万用表、铅笔、计 算器。 实验学时：4学时 思考题:1.磁传感器由哪几部分组成?各部分处于何位置? 2.磁感器灵敏度是怎样定义,它与发磁体与检测头之间的间距有何关系? 3.水管仪的前置放大器由哪几部分组成?其作用是什么? 22 ____型浮子水管仪格值标定记录表 标定时期 端号 衰减倍数 标定者： 时间 H棒/mm H水/mm E W S N 9 uc/mm ∆uc/mv ∆uc均/mv 实验七 DSQ、FSQ型水 管仪数字 采集 实验目的：理解水管仪格值概念及数据采集方法。 实验内容：1.采集一天或整点地倾斜值 2.计算某时刻地倾斜大小及方位 实验原理:见教材 基本要求：测定水管仪格值及倾斜矢量。 实验步骤：1.熟悉前兆台站设备(电源、避雷、数采、通信、CPS对时接收机)。 2．熟悉前兆通信控制软件，采集前一天和当前水管仪观测数据（原 始文件）。 3．输入标定格值，将原始文件转换为前兆文件。 4．计算每天12点相对零点的地倾斜大小及方位，并画图。 实验设备: FSQ型\DSQ型浮子水管仪及电子设备，辅助测量设备、数字万用表、DSQ—1型 地震前兆台站（网）公用数字化设备、铅笔、计算器、现场微机、地震前兆通 信控制软件。 实验学时：4学时 思考题：1.形变台站日常工作有哪些? 2.数采器的采样率是怎样设置的? 3.原始文件与前兆文件的格式是什么? 实验八 TJ-2钻 孔型体应 变仪格值 标定 实验目的：了解TJ-2钻孔体应变仪安装方法及数据采集方法，学会其格值标定方法。 实验内容：1.认识钻孔体应变仪井下部分结构及功能。 2.理解标定装置工作原理，并掌握其标定方法。 3.理解钻孔体应变仪传感器的特性与作用 实验原理: 标定用热电阻丝完成，其工作过程：在隔板下方有一组很细的电阻丝，浸在下腔室的 硅油液中，当地面仪器启动标定电路时，电阻丝被短暂通电2S，电阻丝发热并将热能散 布于硅油中，硅油因受热而“膨胀”。实际上由于下腔室内没有可膨胀的空间，这一膨 胀只能转化为硅油压力的变化，并由差动传感器所感受。这一转换过程（电能-热能膨胀）可以从热力学定律及相关的测试给予严格检定，因而由标定电路的通电时间 （2S）、通电电流参数，即可得知每次标定所相应的标定幅度。 10 实验步骤： 1.理解体积式钻孔应变仪结构、工作原理。 2．理解标定装置工作原理。 3．了解对钻孔应变的干扰因素。 4．掌握电动阀门作用及操作、注意问题。 5．掌握格值标定原理及方法。 6．理解标定常数及标定记录计算。 标定与格值的计算步骤： 1．确认仪器电磁阀门处于关闭位置即“手动开阀”的右边钮，处于抬起的位置。 2．打开面板显示，待探头漂移慢后，可以进行标定，并读取标定前的输出电压值u1. 3．轻轻按动一下标定按钮，则仪器自动送给井下一个2秒的恒定电流信号，注意，按下 按钮的时间不要超过1秒。注意视面板表（后三位数值）的变化，约在2 秒钟时即 可读取面板表显示的最大值（即u2.） 4．计算格值b和灵敏度A： (10 -9 /mV) b=(ΔV/V)/( u2- u1) ΔV/V=ke.I.R.t ke由传感器结构确定的一个常数，本台仪器为ke=4.59*10 -8 , I为通电电流，本仪器为I=0.152A。 t为通电时间，各仪器一律为2S。 R-热电阻，本仪器为31.3;于是本仪器的标定应变幅度为 ΔV/V=8.60*10 -8 , A=1/b 5．实验记录： 标定日期： 标定次数 标定时间： U1 U2 标定者： u2 –u1 b 基本要求：标定格值 实验设备：TJ-2型钻孔应变仪、数字万用表、记录表、铅笔 实验学时：2学时 11 ΔV/V= A 重复性 思考题： 1.为什么在运输过程中要开启电动阀门 2.体应变测量的量是什么?单位是什么? 3.TJ-2配两个传感器的目的是什么? 4.TJ-2井下部分安装的步骤? 实验九 SS—Y型伸缩仪 认识与格 值标定 实验目的： 了解SS—Y型伸缩仪安装及构成，理解SS-Y伸缩仪格值概念及自动标定原理。 实验内容： 1. 了解SS—Y型伸缩仪安装、各部分功能及应变测量原理 2．认识伸缩仪自动标定装置，理解自动标定原理。 3．进行格值的标定。 4．确定标定参数，测量其基线长度并计算格值及误差 实验原理:见教材 实验步骤:1.熟悉SS-Y伸缩仪的整体结构、掌握其电涡流传感器的工作原理。 2．熟悉SS-Y伸缩仪标定装置，并掌握斜楔块法标定原理与方法。 3．调节金属极片与传感器检测头之间的距离，使其电压输出初值为+50mV。 4．打开自动标定控制器，确定标定常数，记录电压值并填记录表。 5．测量基线长。 6．计算SS-Y伸缩仪的电子格值。 基本要求：按规范要求准确标定出格值，并计算其标定的精度。 实验设备：SS-Y伸缩仪一套、电子万用表一台、钢卷尺、计算器、计算表、铅笔。 实验时间：2学时 思考题： 1. 标定时采用大步距单项标定法有何意义? 2. SS-Y伸缩仪电子格值的定义是什么?单位是什么? 3. 基线与吊丝安装时应注意什么问题? 4. SS-Y型伸缩仪比SSY-Ⅱ石英伸缩仪有何优点? 12 水准仪 i 角检验与校正记录计算表 仪器： No： 观测者： 时间： 温度： 记录者： 日期 呈像： 检查者： 仪器站 观测次序 标尺读数 A 尺读数 B 尺读数 1 J1 2 3 4 5 6 7 8 中数 1 2 3 J2 4 5 6 7 8 中数 SS-Y伸缩仪格值标定记录表 标定方位 标定时期 13 高差 （a-b） （m / /2） i 角的计算 读数次数 输出电压值mv 电压变化值mv 格值计算 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 实验十、定点地壳形变观测资料的处理与计算 实验目的：掌握基本的定点地壳形变观测资料的处理原理与方法 实验内容：1. 面膨胀计算 2. 短水准的倾斜矢量坐标计算 3.断层位移的计算 实验原理:见教材 实验仪器:计算器. 资料来源:收集地震台观测数据 例一： 在华北某地、由GPS进行某三角基线观测，其中两期的数据见表，试计算2002相对2000年的面膨胀。 边长观测记录表 日期/年 2001 2002 a 11401.78 b c 6788.12 8785.34 .64 .18 计算： 例二： 已知某台三角短水准的倾斜矢量坐标公式为 14 30 x=2.76ΔhA-0.09ΔhB, y=0.19ΔhA+2.25ΔhB 各期观测数据如表，计算各期倾斜矢量的坐标x,y；各期相对基值的倾斜量ψ和倾斜方位角α；绘 出倾斜矢量图。（计算结果保留两位小数） 观测日 hcA ΔhA hcB ΔhB X× Y× 期 /mm /mm /mm /mm 10-6 10-6 1990.1 +3.28146 -1.46704 2 038 718 3 064 730 4 100 749 ψ α 例三： 某台站跨断层测边三角形的已知数据和各期观测成果见下表。计算P点各期相对于基值的坐标 位移时及中误差，并做出点位水平位移矢量图和优势位移矢量。 边长/mm 1980年 a 101946.80 b 148257.60 S=83039.31mm 1981年 1982年 1983年 6.40 6.55 6.30 7.55 5.65 6.50 m=1.5mm 实验十一、地壳形变连续观测数据的处理与计算 实验目的：掌握基本的地壳形变连续观测资料的处理原理与方法 实验内容： 1. 连续观测整时值的补缺 2. 均值计算 3.仪器零漂的计算 4.异常的判断 实验原理:见教材 实验仪器:计算器. 资料来源:收集地震台观测数据 15 例一： 连续观测整时值的补缺 1．±48h补值法 在整时值连续缺失不超过24h情况下，可利用前后两天的完整观测记录，计算补值，其公式为: yi= 4(yi+24 + yi-24 ) － (yi+48 + yi-48 ) 6 其中，{ yi }为观测序列，i=1，2，…，N。 计算5个小时的整点值的补值。 2．日均值、五日均值的补缺 日均值、五日均值缺失时，如有平行设置的另一套同类仪器，仍可继续沿用上述介绍的方法，即根 据己有仪器的记录进行插补;或是采用在观测序列中与缺值相邻的前后值进行补插。但不论何种补插方 法，补值精度将随连续缺失数个数的增多而降低。下面列出利用观测序列本身插补计算时缺值4个值以 内的补值公式。 ①缺一个数值时，采用与插补整点值类似的公式，使用前后各两天的数值进行补值。 yi= 4(yi+1 + yi-1 ) － (yi+2 + yi-2 ) 6 ②连续两个缺值： yi+1= 10yi+2 +5 yi-1 －3yi+3－ 2yi-2 ) 10 yi= （ 10yi-1 +5 yi+2 －3yi-2 － 2yi+3 ) 10 ③连续三个缺值： yi+1= yi= yi-1= 12yi+2 +4 yi-2 9yi-2 +9 yi+2 －4yi+3 － 2yi-3 ) 10 －4yi+3 － 4yi-3 ) 10 12yi-2 +4 yi+2 －4yi-3 － 2yi+3 10 3．某台8月份日均值： 16 465.8、483.3、497.6、514.1、533.3、552.7、570.6、589.2、611.6、629.1、642.4、 662.1、682.2、698.5、712.2、722.6、738.5、759.1、782.3、804.1、827.4、846.9、 862.0、875.8、887.9、900.0、914.7、932.0、951.6、973.9、995.9 实验要求： A、求8月的日均差值、五日均值 B、若缺6日的日均值，求其补值 C、若缺6、7日的日均值，求其补值 4．某台1日观测整点值： 508.3、512.3、510.3、500.3、481.0、454.1、421.6、389.6、363.5、348.9、348.6、362.2、 389.6、423.4、460.2、493.2、517.8、533.2、538.2、535.2、528.1、520.9、518.1、520.1 2日观测整点值： 525.5、533.2、538.6、535.6、523.2、499.4、465.9、427.7、391.4、364.1、351.9、357.3、 377.3、411.8、453.0、494.5、528.9、551.6、561.6、560.1、549.3、538.6、630.9、528.4 3日观测整点值： 533.8、543.4、553.8、560.0、555.4、538.8、507.7、468.7、424.6、386.4、360.4、353.8、 366.4、397.1、440.0、486.2、529.2、561.0、578.9、581.5、572.2、558.4、545.4、538.5 4日观测整点值： 540.0、550.6、565.0、578.7、584.2、575.5、552.0、514.6、467.6、421.7、384.7、364.3、 366.0、388.8、429.4、478.1、527.4、567.6、592.2、601.1、595.0、579.9、583.0、550.5 5日的0点至4点观测整点值：548.0、556.1、572.2、590.7、605.3 实验要求： A、求3日的日均值 B、利用彼尔采夫组合法，计算仪器的零漂 17 C、若缺3日的0点2点的值,求其补值. 例二: 用彼尔采夫法计算宝坻地震台重力1986年6月10日重力零漂值。 1986年6月9、10、11日整点值为： 287.1 285.5 291.9 305.3 318.6 326.5 324.3 306.5 273.9 229.4 181.6 139.4 109.8 99.4 109.4 139.4 181.6 230.5 274.3 307.9 326.3 331.9 326.0 314.6 303.7 298.5 301.3 3194.9 328.2 335.5 335.7 326.0 301.9 264.9 221.7 177.1 140.0 118.3 114.9 131.2 164.9 208.1 252.8 290.3 317.5 330.5 331.6 324.7 314.3 210.9 336.2 306.2 172.2 335.6 303.4 144.1 307.7 316.6 326.5 333.3 330.8 315.8 288.6 251.6 131.2 136.2 157.4 191.7 233.5 273.9 306.7 327.4 6月10日重力零漂值： 例三: 以上题三天数据的平滑处理数据作为正常动态变化序列，并用观测系统的异常信息分辨能力Rp 判断1986年6月10日数据，哪些是异常值。(其中Q=2) 实验十二 、 重力仪的认识与操作 实验目的：认识ZSM型、CG型、GS型、DZW型重力仪的结构及其功能，学会ZSM型、CG型石英 弹簧重力仪的操作。 实验内容：熟悉ZSM型、CG型重力仪的操作面板，完成重力仪在一个点上的读数。 基本要求：每人分别完成一个点上的读数、记录任务。每人一个点上的读数的自差不大于0.4 格。 实验步骤： （1）了解重力仪运输防震设备、防震措施、建立重力仪运输、使用的安全意识。 （2）认识重力仪面板：计数器、目镜、纵、横水泡了望孔、电源与照明系统、脚螺旋。 （3）整平仪器：先调横脚螺旋，使横水泡居中，然后调纵脚螺旋，使纵水泡居中。 （4）旋转计数器使亮线与刻度盘零线对齐。 18 （5）取计数器的读数，读数为5位有效数字，三位整数，最后一位是估读的。 （6）重复（3）、（4）、（5）读取第二、三次读数。 （7）判断：三次读数最大值与最小值不大于0.2时，取其三次平均值作为本点重力读数。当 三次读数最大值与最小值大于0.2时,增加读数至到满足上述要求为至。 记录表： 观测时间： 观测者： 观测次数 重力仪读数 均值 回答思考题，理解零点补偿读数原理。 实验学时：2学时 规范要求：三次读数互差不超过0.2格 思考题： 1、同一时刻不同的重力仪读数相同等吗？，为什么？ 2、同一台重力仪不同时刻读数相同吗？，为什么？ 3、当三次读数超差时，怎么办？ 4、在整平仪器时，为什么要先调横脚螺旋，使横水泡居中，然后调纵脚螺旋，使纵水 泡居中？ 实验十三 、重力仪的水准器的检查与调节 实验目的：了解水准器的工作原理，掌握水准器的检查与调节的方法。 实验内容：（1）检查仪器面板相对脚螺丝的位置是否正确。 （2）检查纵、横水准器的安装是否正确。 （3）纵、横水准器调节。 实验步骤： （1）将纵、横水泡居中，亮线与零线对齐。 （2）移动纵脚螺旋，使水泡上下移动，观察亮线，若亮线均向右移动，说明纵水准 器安装正确，否则，纵水泡安装错误。 （3）同样方法检查横水准器，注意：每次移动横水泡时，要将纵水泡居中，再观察 亮线移动方向。 （4）当纵、横水准器安装均正确时，则水准器安置正确。 19 为了更好安装水准器也可以做水泡曲线，其步骤为： 当检查纵水准器时，移动纵脚对准标志线，读取纵脚上的刻度n，调亮线与零线对齐读 取重力仪的读数s。再移动纵脚，读取n和S。直到找到重力仪读数的最大值为至。以n为横坐 标，以S为纵坐标，做纵水泡曲线，曲线的最大值nmax位置即为重力仪水平位置，此时，若纵 水泡居中，说明纵水准器位置正确。 同理，可以检查横水准器，注意在检查横水准器时保证纵水泡居中。 当水准器位置不正确时，应调节，其方法为： 将脚螺旋调到最大值位置，此时用小改锥伸进相应的脚螺旋调节孔，将水泡装居中。 记录： 刻度n 重力仪读S 基本要求：通过上述工作，使重力仪的水准器处在正确位置。 实验学时：2学时 规范要求：定期检查水准器。 实验设备：重力仪、改锥、坐标纸、铅笔 思考题： 1、水泡居中位置就是重力仪水平位置吗？ 2、做水泡曲线时，当纵脚移动到某一位置时，会出现重力仪读数不稳定情况？怎 么解释这种情况？ 实验十四 、石英弹簧重力仪的亮线灵敏度的检查与调节 实验目的：通过实验理解重力仪灵敏度的物理意义，掌握亮线灵敏度的检查与调节方法，掌 握一般误差分析方法。 实验内容：（1）检查亮线灵敏度是否在最佳值（16—20格）范围。 (2）分别用两种方法调节重力仪的灵敏度，并讨论误差来源和大小。 基本要求：（1）改变纵脚螺丝，观察灵敏度与纵向倾角的变化关系，并找出临界角的位置。 （2）比较调节前后零点读数的差异，说明其原因。 （3）若用倾斜法调节灵敏度，测定倾斜误差，并分析它对观测的影响。 实验学时：2学时 规范要求：亮线灵敏度：要求16格～20格为正常 20 观测次数 S左1 S0 S右 E光 E光均值 实验步骤： 1、调节脚螺旋，整平重力仪仪器。 2、调节亮线，使亮线分别对齐刻度盘的左1格、零线、右1格读取重力仪读数，填写下列记 录表。 3、计算亮线灵敏度：E光=1/2（S右1- S0+ S0- S左） 4、重复上述步骤，取E光均值 判断：当E光≥20格时，重力仪灵敏度太低，当E光≤16格时，重力仪灵敏度太高。 当灵敏度不适中时，进行灵敏度的调节。 实验十五、重力仪的格值的标定 实验目的：理解重力仪格值的概念，掌握格值K的标定方法，并评价标定结果。 实验内容： （1）使用“基线法”标定仪器。 （2）根据标定数据，计算仪器的格值。 （3）计算标定的精度，参照规范评价标定结果。 基本要求： （1）选两个基点，连续取往返三个单程观测作为一个独立结果，每小组作二个 独立结果，收集其它小组结果，取六个合格独立结果的中数为本仪器的格值。 （2）为了减小仪器的零漂影响，每个独立结果应在短时间内闭合，对有较大“掉 格”的结果应舍弃。 实验学时：2学时 规范要求：最少取六个以上合格独立结果的均值，一个测回记录如下 重力仪格值测定记录表 日期： 点号 重 年 力 仪 月 日 仪器号： 读 数 1 21 运输工具： 天气： 中数 观测时间 备注 2 1 2 1 计算：已知：两点重力差为4.980mGaL，求重力值格值。 实验十六、重力仪静态、动态零漂的检验 实验目的：了解重力仪“掉格”现象，掌握重力仪静态、动态零漂的检验方法，学会定量分 析零漂规律。培养学生分析问题、解决问题能力。 实验内容：（1）做仪器的静态零漂实验，做重力仪静态零漂曲线，确定零漂率，并评价仪 器。 （2）在选定的两个基点上做仪器的动态零漂实验，做重力仪动态零漂曲线，确定 动态零漂率，计算动态观测精度，并评价仪器。 基本要求：（1）做静态试验时选择环境温度不大于1℃，无振动干扰的稳定地点，每半小时 读数一次。 （2）对所有观测值进行固体潮改正。 （3）对试验持续时间可根据实际条件调整。 实验学时：6学时 规范要求：两次读数时间间隔为半小时，持续时间为48小时 实验十七、重力 仪一致性试验 实验目的：掌握仪器一致性比测的原理和方法，培养学生计算、综合分析问题能力。 实验内容：（1）在选好的基点（10个以上）上，进行比测。 （2）在一张图上画出各台仪的重力差对比曲线，并比 较仪器的性能。 （ 3）计算每台仪器的均方差，并评价仪器。 基本要求：所选的点应有较大的重力差。对一致性差较大的仪器分析其误差来源。 实验学时：4学时 实验步骤： （1）在选好的有一定重力差的标定基线上（10个以上的点），待检测的重力仪同时在各基点上读 数，要求三次读数互差不在于0.4格,填写记录表。 （2）计算各点相对某一点（基准点）的重力差。 22 （3）以基点点号做出横坐标，各点仪器的重力差为纵坐标，绘出各台仪器重力差曲线（对比 图）。 （4）分析各台仪器的一致性，并计算台仪器的均方差，并作为衡量其一致性精度指标，按规范的 要求评价各台仪器 观测时间： 点号 重力仪读数 重力仪一致性试验记录、计算表 仪器号： 观测者： 计算者： 均值 格数差 重力差 重 力 差 的 均 偏差 值 实验十八、CG-5型重力仪认识与参 数设置 实验目的：掌握 CG-5 重力仪野外的准备工作、理解仪器参数的物理意义，掌握仪 器参数的设置。 实验内容：（1）重力仪供电装置与供电 （2）仪器安放与启动 （3）仪器参数的设定 （4）选项参数的设置 实验要求：每小组完成CG-5重力仪野外准备工作，保证仪器能正常进行野外测量工作。 实验学时：2学时 实验步骤： （1）仪器供电装置与仪器充电 （2）仪器安放与启动 23 （3）仪器操作面板的认识与参数理解 （4）学习参数设置方法，并设定实验时刻重力实验室的重力仪参数，作好野外测量工作准备。 实验十九 、重 力网的平 差----波 波夫平差 实验目的：通过实验，理解重力网的闭合差、平差的概念。掌握重力网平差的一种方法----波波 夫平差法。 实验内容： （1）给定一个由7个重力点3个环组成重力自由网。 （2）计算各环的闭合差。 （3）确定平差分配系数。 （4）对各环进行闭合差的分配，并检查分配结果。 （5）求各边平差后的重力差值。 （6）求重力网观测精度。 基本要求：平差系数取边数分之一即等权分配。若已知某点的重力绝对值，推算其它各点的绝对 重力值，参照规范要求评价重力网的观测结果。 实验学时：2学时 规范要求：尾数可调整，平差计算的精度为观测数据最后一位 步骤: 1、计算各环闭合差。 2、确定各边分配权即“红数” 3、进行初次分配（从闭合差最大开始） 4、重新计算各环的新闭合差并分配直至分配完。 5、求各边分配总值 24 6、检查分配是否有误，可用下式： 本圈原始闭合差=本圈各边分配总值之和 7、计算各边改正值 8、计算各边平差后重力差值 9、计算重力网的精度 参考第83页（5-9）、（5-10） ε= 式中：Vi为各边的分配总值 S为网的圈数 M为总边数 N为基点数 10、若：G1=0，求各点的绝对重力值 实验二十、人为 因素高程 变化重力效应的计 算 25 实验目的：学会分析人为因素对重力观测的影响。学会人为因素造成观测点高程变化对重力观测 影响值的定量计算。 实验内容：（1）根据实际情况，确定高程变化对重力影响的具体关系式。 （2）根据大仓形变观测资料，用相关分析法确定大仓点高程变化规律。 （3）求出该点各时间段内重力变化的拟合值，及相关系数。 （4）计算各对应时间段内高程变化的重力效应。 （5）计算各对应时间段内改正后的重力变化。 基本要求：加深理解在异常分析中排除干扰的重要性。根据所给的观测点观测资料，重力变化和 高程变化均视可视为线性变化。按要求填写计算表格。 实验学时：2学时 测点大仓自1981年12月到1989年10月共进行了21期重力测量。由各期测量得到的重力变化量列于 表1第3列。据调查大仓地区因大量抽取地下水而造成地壳明显下沉，如表1所示。要求对高程变化 造成的重力效应进行计算并填下表其它项内容。 表1 重力变化观测值及改正计算表 观测时刻 日期 高程变化 重力变化 相对长度 观测值 1981．12 0 1982．3 -2 1982．6 76 1982．9 2 1982．12 102 1983．3 26 1983．6 23 1983．9 128 1983．12 74 1984．3 91 1984．11 138 1985．3 -8 1986．3 190 1987．3 192 1987．6 178 1987．7 171 1987．11 182 1988．1 184 1988．6 206 1988．7 208 拟合值 26 高程变化 重力效应 改正后重 力变化 1988．10 209 表2 大仓测点高程变化 观测时刻 高程变化 日期 相对长度 观测值 1980．10 0 1981．7 -78.9 1983．7 1988．7 -198.9 -492.9 似合值 分析，由表可以看出，大仓地区在近七年中，重力变化一直上升高达209毫伽，经效正且近似线 性变化，该变化是否与地震有关？经调查本地地质、地形变等各方面资料，得知，本地区大量抽水而 造成地壳明显下沉是造成重力变化的主要原因，认为是人为因素造成的重力变化，在异常分析中应作 为干扰予以排除。 由重力效应公式： δg=-0.197ΔH (mGal) 其中ΔH以厘米为单位 为了将离散的重力变化量转换为连续变化量，同时也消除偶然误差，获得可靠的重力变化信息， 对本地区变化及地形变化进行趋势性变化拟合分析得到如下方程： δg=5.2+2.57t 相关系数 R=0.889 δ= -19-5.2t 相关系数 R=0.998式中t以月为单位，可见重力变化、高程变化均与时间呈线性相关。 实验二十一、重复重力观测数据的初步处理 实验目的：理解各项重力改正的物理意义，掌握改正方法，培养学生分析问题能力。 实验内容：1、将仪器读数换算成毫伽值 2、进行固体潮改正 3、分别进行仪器高改正、零漂改正、气压改正 4、计算改正后的A、B两点的重力差。 实验要求： 已知重复重力测量的A、B两点的重力观测记录如下，数据见下表 ，该地潮汐因子取1.16，重 力理论值8至12的整点值为-91.1、48.5、 73.3、79.9、68.2单位为μGal，该地区重力垂直梯度为 27 0.3068mGal/m，气压改正系数为-0.43μGal/102Pa，仪器零漂系数为0.12μGal/小时，该仪器的一 次项系数为：1.0000617。厂家给定格值: R F1 … 1700 1800 1900 2000 F2 … … 1710.713 1.00679 1811.392 1.00683 1912.075 1.00687 2012.765 1.00688 试分别对各点进行固体潮改正、气压改正、仪器高改正、零漂改正并填表，并求改正后两点 改正后重力差。 点号 观测时 间 重力仪 读数 气压 102Pa 仪 高 (cm) 毫伽值 固体潮 改正 气压改 正 仪高改 正值 A B 实验二十二 重力台站参观实习 实习目的：了解重力台站仪器与设备与日常工作 实习内容： （1）了解前兆仪器、台网公共设备、辅助观测设备及组装 （2）了解重力台站建设与观测环境 （3）了解重力台日常工作情况 学时：4学时（灵活安排） 填写下表： 地震台站实习记录表 实习台站： 实习时间： 台站性质： 实习人姓名： 实习指导教师： 台站地理位 置 28 零漂改 正 台站地质构 造情况 台站观测 手段 地震仪器名 称，型号 辅助观测设 备与仪器 台站观测的 共公设 台站观测工 作状态 台站观测环 境与主要干 扰情况， 29 实习体会： （台站建设 方面、台站工 作、 生活条件、 数字化改造， 台站工作人 的职业素质） （写不下可 另加页） 30 附件 1 CG-5 重力仪使用手册（简写本） 目 录 准备工作 ..........................................................................................................................3 一、重力仪供电............................................................................................................3 二、冷启动及热启动 ....................................................................................................3 仪器的安置与开机............................................................................................................4 一、仪器安置 ...............................................................................................................4 二、重力仪开机............................................................................................................4 参数设置 ..........................................................................................................................4 一、测量参数设置 ........................................................................................................4 1．测量标题确定 ..................................................................................................5 2．GPS 使用 ........................................................................................................5 3．测站标记确定 ..................................................................................................5 二、仪器参数设置 ........................................................................................................6 三、选项参数设置 ........................................................................................................6 调平与测量 ......................................................................................................................7 1.测站点号输入 ......................................................................................................7 2.调平.....................................................................................................................8 数据采集 ..........................................................................................................................8 传输数据 ..........................................................................................................................9 注意事项： ....................................................................................................................10 常见故障及排除方法 ......................................................................................................11 31 准备工作 一、重力仪供电 CG-5 重力仪有两种供电方式：由 15V 外接电源供电或由仪器配备的两个智能电池供电。 1、 外接电源供电 外接电源供电步骤： 1) 外接电源适配器的输入端与供电网连接（100V~240V 交流，47~63Hz） 2) 将 15V 直流输出连接到 CG-5 重力仪面板背后两针插座。 2、 智能电池供电 CG-5 重力仪使用可充电“智能”锂电池。电池标称电压 11.1V，标称容量 6.6Ah，工作温度范围-20 ℃~60℃。两个充满电的电池可供 CG-5 重力仪在外界温度 25℃时连续工作超过 14 小时。电池的容量 会随着温度的下降相应的减少，当电池剩余电量低于电池电量的 10%时，仪器会以间隔 15s 的提示音 予以提示，此时应及时连接外接电源或更换电池。若无法更换电池或连接外接电源，则应该取出电池 以防止电池电量耗尽，否则当电池电量耗尽，会导致电池标定参数丢失，电池容量减少。若发生上述 情况，可用 CG-5 重力仪配套充电器重新标定。 智能电池安装步骤： （a） 从仪器侧边打开电池仓盖。 （b） 连接器在电池仓的底部。插入电池使之与连接器紧密结合。 （c） 将电池仓盖重新盖好。 若以错误的方式插入电池，则无法盖好电池仓盖。 CG-5 重力仪配有智能电池充电器，以便对电池单独充电，每个电池需要连续充电大约 4 小时充满。 在 CG-5 重力仪断电超过 48 小时后，重新使用前，仪器需要通电 48 小时以上，其中预热 4 小时仪 器才能达到运行温度，加热 48 小时后仪器才能稳定。 二、冷启动及热启动 1、冷启动 仪器出厂后第一次使用时，应该进行冷启动来重新设置仪器。以后的使用过程中，一般不再进行 冷启动。需要注意的是数据在冷启动时将丢失，所以进行冷启动前要及时传输测量数据。 冷启动步骤： （a） 同时按下【setup/4】键和【ON/OFF】键启动仪器，系统将提示是否恢复为仪器缺省设置。 （b） 按【9】键进行冷启动。 或者按【recall/5】键取消冷启动。 2、热启动 仪器使用过程中出现死机现象，例如页面无法更新、功能无法实现等，需要进行热启动，同时按 【ON/OFF】键和【F1】键，系统将热启动。按住【setup】键，所有数据将被删除。 32 仪器的安置与开机 一、仪器安置 1.安放三角架 在测点处一块平地上，用力按下三角架，使每条腿的钢尖插入地面，方向为“T”字形，这样方便 调节底部的螺旋调平仪器。 2.仪器安置 将仪器平稳的放在三角架上，确保仪器底面的 V 形凹槽、锥形凹槽正好和三角架脚螺旋的球形端 结合，这样仪器固定在三角架上，并且能够自由调平。 右手提住重力仪，左手扶住重力仪左前方的锥形凹槽，先将锥形凹槽与三角架左前方的球形端结 合，然后轻微旋转仪器，将重力仪右前方的 V 形凹槽与三角架右前方的球型端结合，最后完全放稳仪 器。 二、重力仪开机 按【ON/OFF】键启动 CG-5 重力仪的显示器及微处理器。只要仪器中安装了至少一块电池或连接 了外接电源，无论仪器是否开机，其内部的温度控制器及绝大多数电子元器件都始终保持通电状态， 不受影响。 如果操作中要用到 GPS，则先连接 GPS 接收天线到 COM2 接口，再开机。 参数设置 CG-5 重力仪进行测量前，必须进行各种参数设置，这些参数是：测量参数、仪器参数、读数和循 环及基准站选项、时钟参数、传输参数、内存。 按【SETUP】键，进入设置界面，主要包括 Survey（测量），Autograv（仪器） ，Options（选项）， Clock（时钟），Dump（传输） ，Memory（内存） ，Service（服务）选项。 采集数据前，一般需要设置三套初始化参数，包括：测量参数、仪器参数和选项参数。 一、测量参数设置 选择 Survey（测量）选项，按 F5 进入该菜单，进行测量参数的设置。 1．测量标题确定 首先，在 Survey Header 界面上，对 Survey ID（测量标记）、Customer（单位名称），Operator（操 作者）进行测量标题参数的设置。如下图所示。 33 测量标记是一次测量项目的总称，测量项目中包括许多点的测量，因为数据是以测量标记为单位 进行存储，所以除非数据已经传输到计算机，并且清除了存储器，其它情况下命名测量标记时，不允 许重复使用同一个测量标记名称。所以在开始一个新的测量项目时，必须要重新命名。 2．GPS 使用 在测量中需要使用 GPS 信号时，要先在关机状态下连接 GPS 接收天线到 COM2 接口，然后开机， 在设置界面按【CHECK GPS】 ，如下图所示，出现一个卫星接收情况及坐标的提示框，内容为 UTC（世 界时）、Latitude（纬度）、Longitude（经度） 、Altitude（高程）、Satellite（卫星数）和 Hdop（平面位置 精度因子）。 待坐标值稳定后，选择 Survey，进入 Survey Header 界面，按【READ GPS】键，则界面中 Grid Reference 项中的纬度（Latitude）与经度（Longitude）值就会自动改正，其余项需要手动设置的，将光 标移动到需要更改的参数处，按【FUNCT/EDIT】键，选择 EDIT 功能，进行手动设置即可，其中，Azimuth 为方位角值，Elevation 为高程，UTM Zone 为基准网格点的 UTM 带，GMT Diff 为所在时区与 UTC 的 时间差，该值应设为-8。 3．测站标记确定 系统允许使用如下六种模式以设置测站标记，分别为 NSEWm（北南东西，以米为单位），NSEWft （北南东西，以英尺为单位），XYm（以米为单位），XYft（以英尺为单位），UTMm（以米为单位） 和 LAT/LONG（纬度/经度） 。 在 Survey Header 界 面 ， 按 【 F1/PARAMS 】 参 数 键 ， 进 入 测 站 设 计 系 统 （ Station Designation System），按【F3/FUNC/EDIT】选中 EDIT 功能，选中“system”，按左或右键在标记系统间转换，选 择测站坐标系统为 XYm。选择后 OK，返回 Survey 选项。 34 二、仪器参数设置 进入 Autograv（仪器）选项，进行仪器参数设置，如下图所示，分别为 Tide Correct（潮汐改正）、 Cont Tilt Corr（连续倾斜改正） 、Auto Reject（自动舍弃）、Terrain Corr（地形改正） 、Seismic Filter（地 震滤波）、Save Raw Data（存储原始数据）。Tide Corr.：利用经度、纬度以及与 UTC 的时间差通过 Longman 公式计算地球潮汐校正。 Cont. Tilt. Corr.：在不稳定的地面观测读数时，以 6Hz 的频率计算微小的垂直方向倾斜变化以进行 持续的补偿、若此功能关闭，则将使用读数最后 1s 的倾斜值进行改正。 Auto Reject：自动舍弃高频率的噪声，通常高于 4 倍标准偏差的噪声被舍弃。通过地震滤波时高于 6 倍标准偏差的噪声将被舍弃。 Terrain Corr：通过标准的 Hammer 计算，改正地形对重力的影响。 Seismic Filter：地震滤波器过滤由地震和其它震动引起的低频噪声。地震滤波器是一个带有锥形孔 的平均值滤波器。 Save Raw Data：以 6Hz 的频率存储原始数据。 测量时，一般选择第 1、2、3、5 项为“YES”，第 4、6 项为“NO”，按左或右键开启或关闭参数。 设置完毕后，按 RECORD（记录）键存储并返回。 三、选项参数设置 进入 Options 选项，设置读数时间、循环时间、循环次数、启动延时、测线间隔、测站间隔、测站 编号自动增加、LCD 加温器和记录环境温度等内容，如下图所示。 35 Read Time：读数时间，指测量数据的持续时间，单位为秒，输入范围为 1~256。 Cycle Time：循环时间，是以秒计算的在重复读数时的时间间隔、允许值范围可到 99999s。若在设 置 100s 的读数时间同时，设置 200s 的循环时间。CG-5 会用 100s 来读数，再等待 100s 后进行下一次 读数。需要注意的是考虑到一起相关的数据管理，循环时间至少比设置的读数时间值大 20s。例如，Read Time 设为 55 秒，实际运行时间为 60 秒，而循环时间设为 75s。 #of Cycle：循环次数，自动重复模式下读数次数自动重复，也可以通过输入 99999 时采用基准站模 式。允许范围是 0~99998. Start Delay：读数延迟，读数前，操作员希望仪器周围场地稳定需要的时间，允许范围是 0~99s。 Line separation：测线间隔，以米为单位。 Station separation：测站间隔，以米为单位。通过输入一个值并且在 Auto station increment 设置为 ON 时使用。 Auto station Inc.：测站编号自动增加功能。可选择使用或禁止。使用时，一个测量循环完成后，测 站编号自动增加。 Chart scale：图表比例尺。 Measurement：测量过程显示界面。可选择 NUMERIC（数字）或 GRAPHIC（图解）方式的测量显 示界面。 LCD Heater：LCD 加温器。寒冷环境中操作仪器时，开启 LCD 加温器。 Record Amb.Temp：环境温度记录。选择记录环境温度后，记录高程的位置为记录环境温度。 一般设置 Read Time 为 55，Cycle Time 为 75，#of cycles 为 99998，Start delay 为 5，Auto station inc 为 YES，Measurement 为 NUMERIC，设置完毕，OK 返回。 到目前为止，仪器的测量参数设置完毕！ 调平与测量 1.测站点号输入 开机后，或设置好参数后按 MEASURE/CLR 键，会进入 station designation 界面，如下图所示，在 此界面中，可输入 Station（测站）、Line（测线）以及 Elevation（高程）信息。其中，若在 Options 设 36 置时，Auto station Inc.测站编号自动增加功能选择 YES，则使用时，一个测量循环完成后，测站编号 自动增加，不需进行手动进行更改。 2.调平 按【F5/LEVEL】键进入仪器调平，如下图所示，可以按照屏幕顶部焦炉图标指示的方向，旋转三 角架的脚螺旋进行仪器调平。水平状态由十字丝和屏幕底部的弧秒显示。连续旋转脚螺旋直到交叉点 进入中心小圆的内部（±10”），屏幕出现笑脸图标即可。注意先调平 Y 轴（垂直十字丝），再调节 X 轴。 至此，仪器做好采集数据的准备！ 按【F5/READ GRAV】键开始测量。 数据采集 在 OPTION 选 项 界 面 中 选 择 了 Numeric （ 数 字 ） 测 量 模 式 、 精 确 调 平 了 仪 器 以 及 在 station designation 界面下确定了测站及测线信息后，会进入数字显示界面。如下图所示。 其中 3773.222mGal 为未经过任何改正的重力值，表格 1、2、3、4、5 为前几组采样经改正后的重 力结果及时间信息。图下方给出时间、温度、误差、标准差、倾斜改正、温度补偿等信息。 37 按 F5（Final Data) 结束测量，进入以下菜单。 其中，Current 栏为当前数据，包含了经过滤波和应用了所有改正后的当前重力值、时间和测站信 息。 通过方向上或下键，在 Preceding 栏可查看之前的数据。按 RECORD 保存当前数据， 同时返回到 station designation 界面以便进行下一次测量；按 CANCEL 放弃当前数据，系统将不存储数据直接范围设置界 面。 传输数据 CG-5重力仪可以通过RS-232端口或USB端口将数据传输到计算机上。 1.通过 USB 端口传输数据 使用USB端口传输数据，CG-5重力仪不需要进行任何参数设置。只需要在计算机上安装USB驱动 程序及软件SCTUTIL程序，在SCTUTIL程序的“Com 接口参数”的窗口，选中“USB interface”即可。 数据传输步骤： （a）首先按【ON/OFF】键开启CG-5重力仪，USB数据线一端连接在CG-5的USB接口，另一端连 接在计算机的USB口，如果是第一次使用USB口传输数据，计算机识别新硬件后会提示安装USB驱动 程序，CG-5重力仪的USB驱动程序位于SCTUTIL光碟上。需要注意的是，必须严格安装上面的连接顺 序进行，否则数据无法进行传输。 （b）待计算机识别了设备后，打开SCTUTIL程序的传输窗口，直接点【START DUMP】（开始传 输），程序将根据当前的时间信息（年、月、日、小时、分）生成一个文件名*.raw文件，选择保存路径， 38 传输完成后，点【CONVERT】转换数据格式，原始数据*.raw文件将被转换为*.sgd、*.txt和*.smp文件。 2.数据文件格式及内容 1. *.raw：原始数据文件，为二进制的数据文件，用户无法打开。 2. *.sgd：SGD格式文件。该文件时必须传输的文件，为二进制的数据文件。 3. *.smp：包含了未经处理的以6Hz为频率的重力值、X轴的偏移、Y轴的偏移和温度传感器记录。 仪器界面中如果Save Raw Data也就是保存原始数据中设置为否，*.smp文件为空文档。 4. *.txt：为传输的文本文件。内容如下图，前面三部分为测量之前进行各项参数设置内容，记录的 观测数据分别是LINE（测线编号），STATION（测站编号） ，ALT.（高程） ，GRAV.（相对重力值） ， SD.（标准差） ，TILTX（X轴倾斜），TILTY（Y轴倾斜） ，TEMP（温度） ，TIDE（潮汐改正），DUR （读数时间） ，REJ（舍弃数量） ，TIME（时间），DEC.TIME+DATE（十进制时间） ，TERRAIN（地形 改正） ，DATE（观测日期）。 注意事项： 轻拿轻放，平稳地放到三脚架上，以不发出声响为标准。 测量运输途中尽量保持仪器直立，能减少恢复时间。 在测量时，最好同时手动记录点号、重力值及时间。 测量参数设置好后，在下个点或者下次野外作业的时候，一般不需要做改动。 常见故障及排除方法 出现的问题 可能的原因 可能的解决方法 重力仪无法启动 电池耗尽 插上充电器进行充电或换上充好电的电池。 屏幕全亮或全暗 没调整到合适的 按【DISPLAY】键，再按【F2（50%） 】键。 对比度 屏幕或键盘无法工 内部计算机需要 同时按【ON/OFF】和【F1】键进行重力仪热 39 作 重置 启动。 用手指轻轻敲几下面板上的Autograv字样的位 读数超出范围或读 置。 数接近GCAL1值以及 传感器锁定 进行一次新的读数，仪器不会测出错误结果。 ERR/SD过低 若读数仍然有误， 重复第一步反复轻敲重力仪， 知道传感器解锁。 电池不能正常的显 示其状态及正常 充放电，例如：电池 电池校准丢失 使用充电器重新校准。 需要重新设置内 拿掉一个电池或断开外接电源电缆几秒钟来 比正常情况下充电快，而 容量却减少。 电池在CG-5重力仪 的屏幕不能显示其正常 部电池充电器 重新设置电池控制器。 的状态 显示器显示变化缓 慢 环境温度过度，显 示器无法正常工作 在Options界面下或通过先后按下【DISPLAY】 键及【F1】键，打开屏幕加热器。 仪器和计算机间 连接数据线。 未连接RS-232或USB 数据线 数据无法传输 RS-232或USB数 连接数据线。 据线未连接到计算机 上 文件传输程序未 检查SCTUTIL程序是否正确。 能正确安装 即使按以上描述重 置后，仪器还是无法工作 仪器需要冷启动 用【ON/OFF】键关掉仪器。再通过同时按下 【ON/OFF】键和【SETUP】键。如果希望恢复最 初的设置，首先将数据传输到计算机。 40 重力固体潮理论值计算 实验目的：理解地球固体潮理论，掌握重力固体潮计算方法。 实验原理： （1）重力固体潮理论值计算公式 dg T r c 164.8681 ( m )3(cos2 zm 1/ 3) r a dm r c a dm r c 75.9234 ( s )3(cos2 zs 1/ 3) a ds 1.3678 ( )2 ( m )4 (5cos2 zm 3) （２）计算步骤 （１）计算r/a, r / a 0.998327 0.00167 cos2B （２）计算观测时刻的儒略世纪数：Ｔ （３）计算６个天文参数 s p N h p ε参考４３页计算公式 （４）计算：cm/ dm、 cs/ ds、βm 、βs ， 参考４５页公式 （５）计算地方恒星时θ θ＝（t-8)*15°+h+L-180° 其中 Ｌ为计算点的经度，t是北京时间 cosZm=sinΦ(sinεcosβsinλ+cosεsinβ)+ cos Φ (cosλcos β cos θ +sin θ (sinλ cos β cosε-sin ε sin β)) Φ=B-0.192396sin2B Φ地心纬度 Ｂ地理纬度 coszs=sin Φ sin ε sin λs +cos Φ(cos λs θ cos ε sin λs ) 将上面值代入基本公式即得重力固体潮理论值 41 cos θ +sin 重力固体潮计算程序 #include