第三篇重力测量方法.ppt

3．温宁．量乃兹(Veni。8Metnsz F．A)均衡模型 温宁·曼乃兹修正了艾里的假设，将完全、均匀、局部补偿调整为完全、均匀、区域补偿。把 池壳当成弹性薄板，山脉加载在弹性湾板上，山脉的质量把地壳向下压弯，地壳向下弯曲陷入 壳下层的流体物质上，形成与山脉相对应的区域山根，山根造成的补偿质量等于山脉的地形质 量(图3—19)。计算表明当高山的横向宽度大于25km时，才能将莫霍面压弯，这已为实践所证 B Lu 温十·5月茁均衡模9；t目 艾里和温宁·曼乃兹模型假说的基本持点都是山很陷入岩浆中，不同的是温宁·曼乃兹 引入了大区域性的补偿概念，以弹性理论为基础，克服了地壳划分为许多独立柱体的困难，从 理论上更为合理，但计算更为复杂，所以实际工作中很少采用温宁·曼乃兹模型。 对重力值加入均衡改正，就是求出各个柱体的抵偿密度为? ρ的质量对计算点的引力。目的是依据某种均衡模型调整地壳。它不象布格改正那样，把地形质量完全去掉，而是将这些质量移到大地水准面的内部去，以弥补山下的质量亏损。在普拉特和海福特均衡模型中，地形质量被填补在海水面与补偿面之间，使地壳的密度从原来的值，增加到标准值ρ0 。在艾里—海斯卡涅模型中，地形质量用来补填大陆的根， 把它的密度从， ρ0 =2.67 提到ρ1 ＝3.27克／厘米3。换句话说，就是地形部分移去时，补偿也同时去掉。最后结果是有一个想象的密度为ρ0 的均匀地壳。它的厚度为 D (普拉特-海福持)或T (艾里-海斯卡涅)。 所以，总的来说是采用三个步骤 l. 移去地形部分； 2. 替换补偿部分； 3. 加空间改正归化到大地水准面上 3-5 均衡改正 普拉特—海福特系统 这一方法和地形改正一样，补偿的吸引出仍用下式计算 * 第三章 重力测量方法 在固体地球物理学和海洋学研究、人造卫星精密轨道计算和其他空间技术中，地球重力场是必要数据。就固体地球物理学来说，从地幔过程产生的长波信号，到大陆岩石圈和海底地壳的局部特征，无不反映在地球重力场中；为了解释有关地球物理性质、地球内部构造和动力过程的信息，探求岩石圈下对流的证据来解释板块运动，必须深化对于地球重力场及其变化的认识。在海洋学中．实际海面与大地水准面的差距，表示与大洋总环流有联系的近洋面压力梯度；为了由海洋卫星测高结果求定大洋环流，需要有精确的海洋大地水准面。卫星大地测量定位的精度取决于卫星定轨的精度．而重力场模型则是精密定轨的基础。 大地测量采用各种不同的仪器和观测技术来获取重力场信息。地面、海面重力测量和机载重力测量是用重力仪直接感触重力场；由地面跟踪卫星技术是利用重力场所引起的卫星轨道摄动来反求重力场；卫星雷达测高技术是利用所测定的海洋大地水准面反求重力场；由高一低模式的卫星跟踪卫星(简称卫一卫跟踪)技术测定扰动重力场或低一低模式的卫一卫跟踪技术测定两卫星之间的相对速度变化所求得的引力位变化来确定位系数；利用机载或星载重力梯度仪求得的引力位二阶导数张量来求定位系数。 3-1 重力的归化 在地球表面测量的重力g，不能直接和椭球面上的正常重力γ 比较，必须将g 归算到大地水准面上。 在确定大地水准面形状的基本原理中，有两个前提，一个是大地水准面外部必须没有质量，另一个是所用的实测重力值 g 应当是大地水准面上的数值 g0，但事实上大地水准面外部有大陆存在，而观测也是在地面上进行的。为了满足上述要求，必须将地球进行一些调整，使得全部质量都包含在大地水准面内部；同时将重力值归算到大地水准面上，然后再来确定大地水准面形状。由于进行了调整，因此有些书上称这样确定出来的大地水准面为调整后的大地水准面形状，或调整后地球形状。 调整后地球与真正地球的区别就是将所有高出大地水准面的质量去掉，将它们移到大地水准面内部或大地水准面下面某一位置。但是在移动质量的时候应考虑到不要改变地球的总质量、质心位置以及大地水准面的形状。目前虽然归算方法很多，但没有一种归算能符合所有要求。 所谓重力归化，就是将地球调整以后的影响计算出来，在重力观测值中加以改正。这种归化方法随地形质量的处理方法不同而有所不同。 重力归化的三个主要目的： 1．求定大地水准面， 2．内插和外推重力值， 3．研究地壳 重力归化包括以下步骤： 首先将大地水准面外部的地形质量全部去掉，或者移到海水面以下去，然后再将重力站从地面降低到大地水准面上。 3-2 辅 助 公 式 计算一个半径为a、高为b 的匀质圆柱在P 点的垂直引力 A 和位U，设 P 点位于其轴上，离基底的高为c (图3-2)。 P点在圆柱外 首先假定 P在圆柱之外上方，c b，则根据计算位的一般