內(nèi)容摘要： 地震流動重力測量通常使用車載運(yùn)輸重力儀器脯丝，通過固定測點(diǎn)/線的往返實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取燎含。通常測量以相對重力儀為主，測點(diǎn)之間距離在十幾km到幾十km之間军援，為保障測量結(jié)果的可靠性仅淑，通常至少兩臺儀器同步外業(yè)工作。通過每臺儀器之間的自差和互差校驗(yàn)還保證測量質(zhì)量盖溺。今天我們主要談?wù)劻鲃又亓ζ讲顢?shù)據(jù)資料的分析思路漓糙，因?yàn)檫@是用好平差程序的關(guān)鍵。
1烘嘱、冗余測量
相對于勘探重力測量昆禽，地震重力測量對數(shù)據(jù)精度和質(zhì)量的控制要求更高。圖1是從9個方面的對比蝇庭，從信噪比上面看醉鳖，地震重力是典型的弱信號提取和控制問題。
地震重力外業(yè)工作哮内，通常是雙儀器同步測量盗棵、單點(diǎn)全閉合、每個點(diǎn)儀器讀數(shù)至少為三個北发。因此纹因，如果單從地震重力測量的數(shù)據(jù)采集量來看，地震重力測量的冗余數(shù)據(jù)很多琳拨。這無疑為后續(xù)的處理和建模分析提供了基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)保證瞭恰。
那應(yīng)該從那些方面來構(gòu)建數(shù)據(jù)分析模型呢？
2狱庇、殘差序列
通過不同的平差算法惊畏，對實(shí)際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算之后，可以得到每個測點(diǎn)的殘差重力值密任，讓我們先看看下面的圖2颜启。該圖為實(shí)際數(shù)據(jù)，用不同平差方法得到的計(jì)算結(jié)果浪讳。
首先缰盏，我們看圖2b為采用線性漂移模型平差計(jì)算得到的殘差序列，圖中紅線左右分別為兩臺儀器的殘差結(jié)果。橫坐標(biāo)按照每個測量段差的時間順序排列口猜。在圖2b中形葬，可以看到如果假定在一個測量周期內(nèi)，儀器漂移為線性暮的，那么明顯殘差序列中包含著非隨機(jī)的信號笙以。
那這與高斯平差模型中，對于干擾為白噪聲的假設(shè)就存在區(qū)別冻辩。而如果采用非線性漂移的貝葉斯模型猖腕，殘差序列如圖2a所示。兩臺儀器的殘差序列更符合隨機(jī)特征恨闪。
圖4c是兩種不同方法的殘差直方圖結(jié)果倘感，通過對比可以看出兩者直方圖特征沒有明顯區(qū)別。圖4d是貝葉斯方法估計(jì)的儀器在測量周期內(nèi)的非線性漂移特征咙咽，在16天的測量周期內(nèi)老玛，這兩臺儀器每日的漂移率變化明顯有一定的變化，通過在華北地區(qū)的研究表明钧敞，而這種變化對測量結(jié)果可能產(chǎn)生幾微伽到十幾微伽的影響蜡豹。
當(dāng)然，這種影響對于勘探重力測量來講可以忽略不計(jì)溉苛，而對于研究時變重力信號的重力測量來講镜廉，則至關(guān)重要。
因此愚战，段差序列的殘差分析和對比娇唯，可以作為評價平差方法和數(shù)據(jù)質(zhì)量的第一個關(guān)鍵指標(biāo)。
3寂玲、互差與段差
除了相對重力儀的非線性漂移問題塔插，還有每臺儀器的格值或一次項(xiàng)系數(shù)也至關(guān)重要。因?yàn)橥赜矗颗_相對重力儀都需要進(jìn)行定期標(biāo)定想许，高精度的重力測量，需要通過格值系數(shù)換算后才能轉(zhuǎn)換為重力值彰檬。
假設(shè)一臺儀器的格值精度為伸刃，那么對于一個
段差而言谎砾，就是
的不確定性逢倍。兩個測點(diǎn)之間的段差能達(dá)到
，這在山區(qū)和地形起伏較大的地區(qū)非常常見景图。而從一些已有研究來看较雕，有些相對重力儀的變化可能達(dá)到
水平。
在實(shí)際的重力外野工作中，我們經(jīng)常會遇到自差符合很好亮蒋，但是互差超限的情況扣典，這就可能與儀器的格值系數(shù)不準(zhǔn)確有關(guān)。
我們再看一下圖3慎玖，圖中為實(shí)際數(shù)據(jù)繪制得到贮尖。圖中橫坐標(biāo)為每個測段之間的段差，縱坐標(biāo)為兩臺儀器測量同一個測段得到的結(jié)果之間的差異趁怔。藍(lán)色圖標(biāo)為用先驗(yàn)格值系數(shù)進(jìn)行平差后得到的結(jié)果湿硝，線性擬合的結(jié)果可以看出，其互差與段差出現(xiàn)了明顯的線性相關(guān)特征（藍(lán)色虛線）润努。而如果通過格值系數(shù)的貝葉斯優(yōu)化关斜，這這種相關(guān)性可以顯著降低。
這種優(yōu)化如何實(shí)現(xiàn)的呢铺浇？因?yàn)楝F(xiàn)代的流動重力測網(wǎng)中痢畜，包含多個絕對重力點(diǎn)或起算基點(diǎn)，通過這些引入這些基點(diǎn)可以在測量中對標(biāo)定不準(zhǔn)確的格值系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化鳍侣。別看這一點(diǎn)點(diǎn)的優(yōu)化丁稀，通常在大段差地區(qū)（比如200-500mGal大小段差測網(wǎng)）可以減小幾十微伽量級的測量誤差。
因此倚聚，儀器之間互差與段差之間的線性分析二驰，可以作為評價平差方法和數(shù)據(jù)質(zhì)量的第二個關(guān)鍵指標(biāo)。
一句話總結(jié)：今天討論的兩個殘差分析方法秉沼，是評價地震流動重力數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)桶雀。當(dāng)然，也可以用來選擇平差方法和判斷數(shù)據(jù)測量是否可靠唬复。而用專門的一節(jié)課討論這個問題就是要為后續(xù)程序的設(shè)計(jì)和使用提供基礎(chǔ)知識矗积，其實(shí)任何數(shù)據(jù)處理方法都是越簡單越好，能用簡單模型解決的問題一定不要用復(fù)雜模型敞咧，如果您的數(shù)據(jù)在用簡單模型或平差方法處理后棘捣，其殘差特征沒有以上分析的兩個特征，那就說明您選擇的平差方法是合適的休建，沒必要再做過多的分析和處理乍恐。
