《重力测量实习指导书》2007年3月赵晓燕重力仪的安全保护须知重力仪是一种精密、贵重的测试仪器，正确的、严格的保养维护是保证观测成果质量的前提，也是保证仪器安全所必须的。

（1）重力仪的保管和使用应建立严格的责任制，仪器的主管人员和使用人员应对仪器的安全负责，未经主管人员和操作者同意，别人不得随意动用仪器。

重力仪的配件和工具一般应随仪器妥善保管，不得弃置或改作它用。

(2）长距离运输重力仪时应有专人负责，并尽量设法减震，严禁将仪器大角度倾斜，操作过程中防止对仪器的任何碰撞。

仪器筒提手、挂钩和背带等应随时检查以发现隐患，予以及时消除。

仪器放在底盘上后，操作员不得离开，以防意外事故发生。

（3）在野外观测中，重力仪要防止被阳光直照、淋雨。

每日工作后应将仪器表面擦试一次，目镜应用软毛刷或擦镜纸轻轻擦拭，不准用其他不合适的代用品。

每周至每月应对脚螺丝清洗、润滑一次。

（4）存放重力仪的环境应安全、稳固、干燥，如长期不用应及时取出电池，并在放仪器的防展筒内放置干燥剂。

（5）重力仪的重大检修应送仪器厂或仪修站进行。

在野外观测过程中如发现较大故障时，不得轻率动手，随意拆卸仪器部件，而应由具有一定检修经验的人员在主管批准下，于力所能及的范围内进行处理，检修时应有一个洁静的环境，且有两人同时在场才行。

（6）在发放和验收仪器时，应作相应的仪器性能检验，双方签署记录，严格交接手续。

实训一、重力仪的认识与操作实训目的：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。

实训内容：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。

实训步骤：（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。

（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：回答思考题，理解零点补偿读数原理。

实训学时：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？实训二、重力仪的水准器的检查与调节实训目的：了解水准器的工作原理，掌握水准器的检查与调节的方法。

实训内容：（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。

实训步骤：（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。

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n max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：基本要求：通过上述工作，使重力仪的水准器处在正确位置。

实训学时：2学时规范要求：定期检查水准器。

实训设备：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？实训三、石英弹簧重力仪的亮线灵敏度的检查与调节实训目的：通过实训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。

实训内容：（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。

实训学时：2学时规范要求：亮线灵敏度：要求16格～20格为正常实训步骤：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。

实训四、重力仪的格值的标定实训目的：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。

实训内容：（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。

实训学时：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计算：已知：两点重力差为5.455mGaL，求重力值格值。

实训五、重力仪静态、动态零漂的检验实训目的：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。

实训内容：（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。

实训学时：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小时实训六、重力仪一致性试验实训目的：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。

实训内容：（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。

实训学时：4学时实训步骤：（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。

（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重力仪一致性试验记录、计算表实训七、重力网的平差----波波夫平差实训目的：通过实训，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。

实训内容：（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。

实训学时：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训八、人为因素高程变化重力效应的计算实训目的：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。

实训内容：（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。

实训学时：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=0.889δ= -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。