bouguer重力异常.ppt

Geodetic and geophysical results from a Taiwan airborne gravity survey: Data reduction and accuracy assessment 授課教授：謝平城 指導教授：蕭宇伸 　　姓名：王偉龍 　日期：0513 * 大綱 前言 研究方法 精度分析 研究成果 結論 * 台灣本島高山居多，四周環海，此為重力測量工作遲遲未有重大發展的因素之一。 特別是高山地區，由於此區重力不易以陸測方式獲得，故造成重力資料極度缺乏，這對計算精準的大地起伏與高程基準非常不利。 空載重力測量是獲取密集重力資料的好方法，因其有不受地形限制的優點。 從2004年5月到2005年5月。施測範圍涵蓋整個台灣島與附近海域，期間KMS(丹麥國家測量機構)曾來台輔助外業工作與重力資料化算部分。 * 地面有8 個GPS 固定站，分別為屬於內政部的陽明山(YMSM)、北港(PKGM)、墾丁(KDNM)、鳳林(FLNM)、太麻里(TMAM)、金門(KMNM)、馬祖(MZUM)等站以及林務局位於水湳機場的站(SNAM)。 每次飛行皆在清泉崗(CCK)機場起降。 * 64條南北向航線，間隔4.5公里 22條東西向航線，間隔20公里 10條東北-西南向，間隔5公里 6條西北-東南向，間隔30公里 飛機內部有一個Trimble 5700 的GPS 接收儀，接收頻率為1Hz。飛機飛行高度約為5156 公尺，速度每小時300 公里。 * * * 飛機座標動態定位： 精確的飛機定位，速度和加速度是空載重力測量成功的關鍵。 GPSurvey：以不同的地面基站求解移動站(飛機)的坐標，並分析其坐標差異量，用於比較的地面追蹤站為陽明山站(YMSM)，並採用精密星曆計算之。 Bernese：觀測資料組成動態基線網，進行聯合平差解算的過程中二次差分相位觀察量中的一個參數，和飛機位置一起估算，未知參數以均方根值(Root-Mean-Square)求出。 * 飛行高度之理論波長： 空間解析度受飛行高度及資料雜訊影響。 * Altitude (km) 理論波長 (km) 0.5 0.862 1 1.102 2 1.577 3 2.047 4 2.513 5 2.911 6 3.363 7 3.813 8 4.261 * 與地表重力比較： 利用內政部設置的一級重力網及一些船載重力測量資料，向上延伸與空載重力比較。 在參考場的部分使用GGM02C 和EGM 96 混合之重力場資料。 誤差產生可能原因： 空載重力測量時的誤差 中央山脈及西北部海域數據密度低 向上延續時產生的誤差 * * 交叉點分析： 評估空載重力精度常用的方法之一為交叉點分析。其原理為，當飛機飛過同一地點（且高度相同），所測得之兩重力值應相同。 在交叉點之兩重力值不太可能相同，此時需要進行交叉點平差，其原理與衛星測高(altimetry)交叉點平差相似。 加權約制法(weighted constraint method) * Case Max Min Mean Rms Before adjustment 13.97 -13.33 -0.24 4.92 after adjustment 10.07 -9.17 0.00 2.88 * * 以均方根值RMS作平差校正。 平差後之標準差約為2，空間解析度為6公里。 重覆分析： 利用兩條重覆飛行的航線，Line26及Line55進行誤差分析。 在濾波寬度小於75秒時，Line26之標準差較Line55較為大。 在濾波寬度大於75秒時，Line26之標準差較Line55較為小。 採用濾波寬度150s， Line26之標準差約為3 mgal。 * * 向下延伸： 在參考場的部分使用GGM02C 和EGM 96 混合之重力場資料。 傅立葉轉換(Fourier transform) 最小二乘配置法(least-square collocation，LSC) * * 大地起伏模型： 集合所有重力資料(陸測、船測、空載、測高)，計算一精密之大地起伏模型。 為了交叉確認，實驗了傅立葉轉換及最小二乘配置法作出的大地起伏模型。 * * Bouguer重力異常： 重力儀的觀測結果，經過緯度改正、高度改正，中間層改正和地形改正以後，再減去正常重力值後所得到的重力差稱為布格重力異常。 使用標準密度2.67g/cm3（花崗岩，石灰石）儘可能準確地考慮數字地形模型（DTM）。布格異常可以表示地下岩石的不同密度影響，是理想的地球物理學方法。 * * GPS動態定位結果顯示飛機軌跡的計算已經到達10公分的精度。 分析交叉差異和重覆空載測