武汉大学测绘学院物理大地测量学实习报告.docx

课程编号：1300188 课程性质：必修物理大地测量学课程设计与实习实习报告学院： 测绘学院 专业： 测绘工程 地点： 校内 班级： 2011 级0X班 组号： 07 姓名： XXX 学号：2011301610XXX 教师：徐新禹、赵珞成2014年04月09日至2013年 04月22日一.实习目的和任务1.实习目的理论联系实际,将学习的理论知识运用于实践之中.培养实事求是和严肃认真的科学态度,树立勇于探险不畏艰苦的工作作风;培养分析和解决实际问题的能力。并在综合分析问题是得到训练;培养独立思考的学习品质和协同工作的团队精神。2.实习要求(1).掌握重力测量原理和重力仪的基本使用方法。 (2).掌握相对重力测量数据的处理方法,了解误差的来源以及误差的处理方法。 (3).利用重力场模型和相关资料计算及分析重力场参数。二.实习内容.1.实习地点(1)重力基点联测在武汉大学信息学部进行。(2)重力垂直梯度测量在武汉大学信息学部实验大楼进行。(3)重力网格测量在武汉大学除医学部之外的校区进行。2.实习时间 实习时间为2014年4月09日到4月22日,共两周。1. 实习任务以小组为单位进行测量。我组尹建鹏（组长），周仁宇（副组长），李灵，刘琦，揭元翔五人为一组。实习共分为三大部分。（1）重力基点联测重力基点联测为从一个点开始依次测量各个点，最后闭合到起始点，基点网点位分布示意图如下：2号点：天文台，夏坚白铜像后，水泥板上；3号点：保卫处前花园中心，小路旁；4号点：教工11栋南边，花坛北面；5号点：游泳池东边，路边亭子内；6号点：学生二食堂东侧，天桥下，门前7号点：重点实验室至星湖小路上，台阶上8号点：3号教学楼与五号教学楼之间，花坛中心，凉亭内（注：2号点为已知点，g=979349183.3 uGal3 uGal）。（2）重力垂直梯度测量在实验大楼的1,5,10,15楼测定重力及高差，计算楼层间的重力变化和垂直方向上的重力梯度。（3）重力网格测量在武汉大学校区内，按照网格设计图，每组8个点，从重力基点2号点开始测量。并计算绝对重力，绘制等值线图或者分布图并且计算重力场参量。点位坐标从GoogleEarth上读取。我组测量点如下图：共8个点三.实习成果1.重力基点联测重力基点网测量原始数据及单位转换、潮汐改正、零飘改正、相邻点重力差计算公式及其结果汇总表如下：计数器单位换算：Rmgal=a0+a1*(Rm-R0);潮汐改正：按照观测时间ti在潮汐数据表中查取ti前后各一个潮汐值(t1,gt1,t2,gt2)，潮汐改正gti=gt1+(gt2-gt1)*(ti-t1)/(t2-t1)，潮汐改正后RmgalT=Rmgal-gti;零飘改正：零飘率k=(RmgalTn-RmgalT1)/(tn-t1)，零飘改正dgv0=k*(ti-t1)，零飘改正后的Rmgalk=RmgalT-dgv0;利用2号点的绝对重力值可以计算各点的近似绝对重力值（单位：mGal）：2：979349.18333：979349.22654：979349.24745：979349.23586：979349.08367：979349.20638：979349.1625沿着测量路径，两点间高差为观测值,数学模型观测方程：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号点是已知点，利用上面算出的初值，可以把观测方程写成：V=Bx-l的形式，其中：随机模型权阵P使用单位阵。经过间接平差计算，结果如下（单位：mGal）：点号平差值改正数中误差2979349.183003979349.186-0.0410.0154979349.195-0.0530.0175979349.188-0.0480.0186979349.1820.0990.0187979349.182-0.0240.0158979349.1840.0210.0162.重力垂直梯度测量原始数据和计算结果如下表，重力及重力梯度随高度的变化如下图：可以看出随着高度的增加，重力大小逐渐减小，而重力垂直梯度基本不变。3.重力网格测量重力网格测量数据处理以及各组测量结果汇总见后表。对于实测数据，我采用了两种归算方法计算重力异常，空间重力异常：g=g+1g-0；布格重力异常：g=g+1g+2g-0.其中空间改正1g=0.3086H-0.72X10-7H2(mGal),层间改正2g=-0.1116H(mGal)用程序算出的重力异常减去自己算的重力异常得出差值，对于空间改正，差值的平均值-27.3896mGal，最大最小值-24.8092mGal和-33.0783mGal，标准差2.0683；对于布格改正，差值的平均值-22.8114mGal，最大最小值-18.9078mGal和-24.0995mGal，标准差0.9794。可见程序算出的结果和实测归算所得的结果有较大的偏差，估计EGM96模型的精度不足以反映小范围的重力异常变化。测区的等高线图和重力异常等值线图见图1-图4.本组格网重力测量数据处理表：各组格网重力测量结果汇总：图1：测区海拔（单位：m）图2：测区重力异常实测数据空间改正 (单位：mGal）图3：测区重力异常实测数据布格改正 （单位：mGal）图4：测区重力异常EGM96模型计算得出 （单位：mGal）12从上面实测重力异常等值线图容易看出，重力异常的大小和海拔有明显的正相关，特别是空间重力异常。四实习总结1本次实习天气状况不佳，常常下雨，在一定程度上影响了进度。2.本组使用的重力仪一个角螺旋是坏的，而且可能由于螺旋的螺丝没有拧紧，重力仪的读数常常发生“突变”，多次导致我们组重测。这也影响了观测数据的质量。3.仪器比较灵敏，有车辆经过的时候影响很大，有时甚至人来回走动都会产生影响，因此在选择重力点的时候应该尽量找人流稀少的地方。4.重力梯度测量的结果不是很理想，一个重要的原因应该是我们楼层高测量不准。5.重力网格测量中，最后发现自己算出的重力异常和EGM96模型算出的重力异常有不小的偏差，由于EGM96模型算出的各点结果之间相差最大仅仅1mGal我认为EGM96模型的精度尚不足以反映小范围的重力变化，至于相差较大，可能和重力归算的方式、正常重力参数的选取有关。6.我采用了两种重力归算方式求得了空间重力异常和布格重力异常，最后发现空间重力异常和地形的相关性很明显，海拔高的地方空间重力异常较大；但是布格重力异常和地形的相关性则弱得多，可能是由于地形起伏较大，布格重力异常假