武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院物理大地測(cè)量學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、課程編號(hào)： 課程性質(zhì)：必修物理大地測(cè)量學(xué)課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)院： 測(cè)繪學(xué)院 專業(yè)： 測(cè)繪工程 地點(diǎn)： 校內(nèi) 班級(jí)： 2011 級(jí)0X班 組號(hào)： 07 姓名： XXX 學(xué)號(hào)：XXX 教師：徐新禹、趙珞成2014年04月09日至2013年 04月22日一.實(shí)習(xí)目的和任務(wù)1.實(shí)習(xí)目的理論聯(lián)系實(shí)際,將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐之中.培養(yǎng)實(shí)事求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,樹(shù)立勇于探險(xiǎn)不畏艱苦的工作作風(fēng);培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。并在綜合分析問(wèn)題是得到訓(xùn)練;培養(yǎng)獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)品質(zhì)和協(xié)同工作的團(tuán)隊(duì)精神。2.實(shí)習(xí)要求(1).掌握重力測(cè)量原理和重力儀的基本使用方法。 (2).掌握相對(duì)重力測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法,了

2、解誤差的來(lái)源以及誤差的處理方法。 (3).利用重力場(chǎng)模型和相關(guān)資料計(jì)算及分析重力場(chǎng)參數(shù)。二.實(shí)習(xí)內(nèi)容.1.實(shí)習(xí)地點(diǎn)(1)重力基點(diǎn)聯(lián)測(cè)在武漢大學(xué)信息學(xué)部進(jìn)行。(2)重力垂直梯度測(cè)量在武漢大學(xué)信息學(xué)部實(shí)驗(yàn)大樓進(jìn)行。(3)重力網(wǎng)格測(cè)量在武漢大學(xué)除醫(yī)學(xué)部之外的校區(qū)進(jìn)行。2.實(shí)習(xí)時(shí)間 實(shí)習(xí)時(shí)間為2014年4月09日到4月22日,共兩周。1. 實(shí)習(xí)任務(wù)以小組為單位進(jìn)行測(cè)量。我組尹建鵬（組長(zhǎng)），周仁宇（副組長(zhǎng)），李靈，劉琦，揭元翔五人為一組。實(shí)習(xí)共分為三大部分。（1）重力基點(diǎn)聯(lián)測(cè)重力基點(diǎn)聯(lián)測(cè)為從一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始依次測(cè)量各個(gè)點(diǎn)，最后閉合到起始點(diǎn)，基點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn)位分布示意圖如下：2號(hào)點(diǎn)：天文臺(tái)，夏堅(jiān)白銅像后，水泥板上；3號(hào)

3、點(diǎn)：保衛(wèi)處前花園中心，小路旁；4號(hào)點(diǎn)：教工11棟南邊，花壇北面；5號(hào)點(diǎn)：游泳池東邊，路邊亭子內(nèi)；6號(hào)點(diǎn)：學(xué)生二食堂東側(cè)，天橋下，門前7號(hào)點(diǎn)：重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室至星湖小路上，臺(tái)階上8號(hào)點(diǎn)：3號(hào)教學(xué)樓與五號(hào)教學(xué)樓之間，花壇中心，涼亭內(nèi)（注：2號(hào)點(diǎn)為已知點(diǎn)，g=.3 uGal3 uGal）。（2）重力垂直梯度測(cè)量在實(shí)驗(yàn)大樓的1,5,10,15樓測(cè)定重力及高差，計(jì)算樓層間的重力變化和垂直方向上的重力梯度。（3）重力網(wǎng)格測(cè)量在武漢大學(xué)校區(qū)內(nèi)，按照網(wǎng)格設(shè)計(jì)圖，每組8個(gè)點(diǎn)，從重力基點(diǎn)2號(hào)點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量。并計(jì)算絕對(duì)重力，繪制等值線圖或者分布圖并且計(jì)算重力場(chǎng)參量。點(diǎn)位坐標(biāo)從GoogleEarth上讀取。我組測(cè)量點(diǎn)如下圖：共

4、8個(gè)點(diǎn)三.實(shí)習(xí)成果1.重力基點(diǎn)聯(lián)測(cè)重力基點(diǎn)網(wǎng)測(cè)量原始數(shù)據(jù)及單位轉(zhuǎn)換、潮汐改正、零飄改正、相鄰點(diǎn)重力差計(jì)算公式及其結(jié)果匯總表如下：計(jì)數(shù)器單位換算：Rmgal=a0+a1*(Rm-R0);潮汐改正：按照觀測(cè)時(shí)間ti在潮汐數(shù)據(jù)表中查取ti前后各一個(gè)潮汐值(t1,gt1,t2,gt2)，潮汐改正gti=gt1+(gt2-gt1)*(ti-t1)/(t2-t1)，潮汐改正后RmgalT=Rmgal-gti;零飄改正：零飄率k=(RmgalTn-RmgalT1)/(tn-t1)，零飄改正dgv0=k*(ti-t1)，零飄改正后的Rmgalk=RmgalT-dgv0;利用2號(hào)點(diǎn)的絕對(duì)重力值可以計(jì)算各點(diǎn)的近似

5、絕對(duì)重力值（單位：mGal）：2：.18333：.22654：.24745：.23586：.08367：.20638：.1625沿著測(cè)量路徑，兩點(diǎn)間高差為觀測(cè)值,數(shù)學(xué)模型觀測(cè)方程：L1+v1=X5-X4 L2+v2=X6-X5 L3+v3=X3-X6L4+v4=X2-X3 L5+v5=X4-X2 L6+v6=X3-X4L7+v7=X7-X3 L8+v8=X6-X7 L9+v9=X8-X6 L10+v10=X7-X8 L11+v11=X8-X7 L12+v12=X2-X8L13+v13=X7-X2 L14+v14=X3-X7 L15+v15=X5-X3注意到2號(hào)點(diǎn)是已知點(diǎn)，利用上面算出的初值，可

6、以把觀測(cè)方程寫成：V=Bx-l的形式，其中：隨機(jī)模型權(quán)陣P使用單位陣。經(jīng)過(guò)間接平差計(jì)算，結(jié)果如下（單位：mGal）：點(diǎn)號(hào)平差值改正數(shù)中誤差2.183003.186-0.0410.0154.195-0.0530.0175.188-0.0480.0186.1820.0990.0187.182-0.0240.0158.1840.0210.0162.重力垂直梯度測(cè)量原始數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果如下表，重力及重力梯度隨高度的變化如下圖：可以看出隨著高度的增加，重力大小逐漸減小，而重力垂直梯度基本不變。3.重力網(wǎng)格測(cè)量重力網(wǎng)格測(cè)量數(shù)據(jù)處理以及各組測(cè)量結(jié)果匯總見(jiàn)后表。對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，我采用了兩種歸算方法計(jì)算重力異常，空

7、間重力異常：g=g+1g-0；布格重力異常：g=g+1g+2g-0.其中空間改正1g=0.3086H-0.72X10-7H2(mGal),層間改正2g=-0.1116H(mGal)用程序算出的重力異常減去自己算的重力異常得出差值，對(duì)于空間改正，差值的平均值-27.3896mGal，最大最小值-24.8092mGal和-33.0783mGal，標(biāo)準(zhǔn)差2.0683；對(duì)于布格改正，差值的平均值-22.8114mGal，最大最小值-18.9078mGal和-24.0995mGal，標(biāo)準(zhǔn)差0.9794。可見(jiàn)程序算出的結(jié)果和實(shí)測(cè)歸算所得的結(jié)果有較大的偏差，估計(jì)EGM96模型的精度不足以反映小范圍的重力異常

8、變化。測(cè)區(qū)的等高線圖和重力異常等值線圖見(jiàn)圖1-圖4.本組格網(wǎng)重力測(cè)量數(shù)據(jù)處理表：各組格網(wǎng)重力測(cè)量結(jié)果匯總：圖1：測(cè)區(qū)海拔（單位：m）圖2：測(cè)區(qū)重力異常實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)空間改正 (單位：mGal）圖3：測(cè)區(qū)重力異常實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)布格改正 （單位：mGal）圖4：測(cè)區(qū)重力異常EGM96模型計(jì)算得出 （單位：mGal）從上面實(shí)測(cè)重力異常等值線圖容易看出，重力異常的大小和海拔有明顯的正相關(guān)，特別是空間重力異常。四實(shí)習(xí)總結(jié)1本次實(shí)習(xí)天氣狀況不佳，常常下雨，在一定程度上影響了進(jìn)度。2.本組使用的重力儀一個(gè)角螺旋是壞的，而且可能由于螺旋的螺絲沒(méi)有擰緊，重力儀的讀數(shù)常常發(fā)生“突變”，多次導(dǎo)致我們組重測(cè)。這也影響了觀測(cè)數(shù)據(jù)的

9、質(zhì)量。3.儀器比較靈敏，有車輛經(jīng)過(guò)的時(shí)候影響很大，有時(shí)甚至人來(lái)回走動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生影響，因此在選擇重力點(diǎn)的時(shí)候應(yīng)該盡量找人流稀少的地方。4.重力梯度測(cè)量的結(jié)果不是很理想，一個(gè)重要的原因應(yīng)該是我們樓層高測(cè)量不準(zhǔn)。5.重力網(wǎng)格測(cè)量中，最后發(fā)現(xiàn)自己算出的重力異常和EGM96模型算出的重力異常有不小的偏差，由于EGM96模型算出的各點(diǎn)結(jié)果之間相差最大僅僅1mGal我認(rèn)為EGM96模型的精度尚不足以反映小范圍的重力變化，至于相差較大，可能和重力歸算的方式、正常重力參數(shù)的選取有關(guān)。6.我采用了兩種重力歸算方式求得了空間重力異常和布格重力異常，最后發(fā)現(xiàn)空間重力異常和地形的相關(guān)性很明顯，海拔高的地方空間重力異常較大；但是布格重力異常和地形的相關(guān)性則弱得多，可能是由于地形起伏較大，布格重力異常假設(shè)地面點(diǎn)