测绘百科▏海洋重力测量与重力基准

海洋重力测量  hɑiyɑnɡ zhonɡlichɑnɡ海洋重力测量（marine gravimetry）测定海域重力加速度值的技术。海洋测量的组成部分。为研究地球形状和地球内部构造、探查海洋资源、保障航天和战略武器发射等应用领域提供海洋重力场资料。海洋重力测量有海底重力测量、海面船载重力测量、海洋航空重力测量、卫星海洋重力测量四种方法。海底重力测量是将重力仪安置在海底，利用遥测装置进行测定，适用于深度浅于200米的海域作业。特点是几乎不受海上各种动态环境因素的影响，观测值为离散点值，精度高，可达±0.02×10^-5ms^-2～±0.2×10^-5ms^-2，但实施技术难度大，效率低，已逐渐被淘汰。海面船载重力测量是将海洋重力仪安装在测量船上，在航行中进行重力测量，是海洋重力测量的基本方法。海面船载重力测量的测线网一般布设成正交形状，主测线尽量垂直于区域地质构造线方向，作业时，测量船尽量按计划测线匀速航行。测量精度主要取决于重力仪的观测精度和定位精度。仪器受到的干扰加速度影响主要有：①厄特沃什效应。又称科里奥利加速度影响。因载体相对于地球运动，改变了作用在重力仪上的惯性离心力而对重力观测值产生的影响。②水平加速度影响。因波浪、海流和机器震动等因素，引起载体在水平方向上的周期性干扰加速度对重力观测的影响。③垂直加速度影响。因波浪、海流和机器震动等因素，引起载体在垂直方向上的周期性干扰加速度对重力观测的影响。④交叉耦合效应。又称CC效应。摆杆型重力仪安置在陀螺稳定平台上进行测量时，由于周期相同、相位差π/2的垂直加速度和水平加速度共同作用在摆杆上产生的一种效应。海面船载重力测量是获取高频海洋重力场信息的主要方法，其分辨率可达1～2千米，测量精度可达±1×10^-5ms^-2～±2×10^-5ms^-2。海洋航空重力测量是将重力测量系统安装在飞机上，在飞行过程中实施的重力测量，是20世纪末定位技术、激光技术、计算技术和数据采集技术在重力测量领域高度集成的产物。系统主要包括重力传感器分系统、定位传感器分系统、数据采集记录分系统和高度、姿态测量等辅助分系统。重力传感器分系统用于测定瞬时比力，定位传感器分系统用于测定载体的位置、速度和加速度。海洋航空重力测量与海面船载重力测量一样，同属动态重力测量，需对观测数据进行垂直加速度改正、厄特沃什改正、水平加速度改正和姿态改正，为了获得海面点的重力值还需将空中重力值向下延拓，但海洋航空重力测量数据处理的技术难度要比海面船载重力测量复杂。海洋航空重力可快速获取海陆交界的滩涂地带及浅水区域等困难区域的高频重力场信息，其分辨率可达10千米，测量精度可达±2×10^-5ms^-2。卫星海洋重力测量，又称空间重力测量。由卫星搭载的仪器直接测定或由其观测值反演计算而得。主要方法有：①卫星测高法。利用雷达测高仪测得卫星到海平面的距离，运用数值计算方法反演得到海面重力值。②卫星重力梯度测量法。通过在卫星上安装重力梯度仪，直接测定海面重力场参数。③卫星跟踪测量法。通过观测两颗卫星之间的距离变化，直接敏感地球重力场的细部结构，进而反演海面重力场参数。卫星测高法极好地解决了海洋重力场的确定问题，但在近海、两极等地区仍存在盲区。卫星重力梯度测量法和卫星跟踪测量法只能测定地球重力场的中长波分量，所推求的地球重力场模型相应地面分辨率可达80千米。海洋重力观测值经空间改正、布格改正、均衡改正，并引入正常重力场改正，可分别计算出空间异常、布格异常、均衡异常，绘制出相应的重力异常平面图或剖面图。根据重力异常资料，还可计算出海洋高程异常和垂线偏差数值。重力基准zhonɡli jizhun重力基准（gravity datum）绝对重力值已知的重力点，作为相对重力测量的起始点。分单点基准和多点基准（基本网）。世界公认的起始重力点称为国际重力基准。各国进行重力测量时都尽量与国际重力基准相联系，以检验其重力测量的精度并保证测量成果的统一。国际通用的重力基准有1909年波茨坦重力测量基准和1971年的国际重力基准网（IGSN--71）。中国于1956～1957年建立了全国范围的第一个国家重力基准，称为1957年国家重力基本网，该网由21个基本点和82个一等点组成。1985年，中国重新建立了国家重力基准。它由6个基准重力点，46个基本重力点和5个因点组成，称为1985年国家重力基本网。1998年11月～2002年11月，国家测绘局、总参测绘局和中国地震局联合组织实施了我国跨世纪重大测绘工程—“2000国家重力基本网”建设。该网由21个基准点、126个基本点和112个基本点引点共计259点组成。同时，还确立了1个国家重力仪标定基线网（点位与2000网重力点重合），复测了国家重力仪格值标定场、（短基线）6处（计60个重力点），新建了国家重力短基线2处（计4个重力点），以及附加联测了85网、中国地壳运动观测网络重力网等重力点66个。

■致谢：本文来自中国大百科全书出版社出版的《中国海军百科全书（第二版）军事海洋环境门类分册》，刊发在《海洋测绘》2016年第2期内。由海司编研部主编，《海洋测绘》编辑部提供，在此万分感谢《海洋测绘》编辑部对我微信公众平台的支持与厚爱！其他公众平台如若想转发本文，请备注出处。

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