[发明专利]一种阵列式陆地时变重力和梯度场的观测方法和系统

权利要求书

1.一种阵列式陆地时变重力和梯度场的观测方法，其特征在于，在陆地测量场地室外设置观测墩阵列以及陆地测量场地室内设置基准点，所述观测墩阵列包括若干根据场源敏感性阵列式排布的观测墩，各观测墩下端均固定于地下，观测墩上端露于地面上，露于地面上的观测墩的墩底和墩面均设置测量点，所述方法还包括下述步骤：

绝对重力测量步骤，将一绝对重力仪设置于所述基准点，进而测量基准点的重力点值以提供陆地测量场地的绝对重力基准，所述基准点为所有相对重力联测的首个测点；

定位步骤，对各观测墩进行GNSS定位，得到各测量点位置的经度、纬度、高程和相对高程；

相对重力测量步骤，将一相对重力仪从基准点开始沿各观测墩的各测量点依次进行相对重力联测，重力联测路径至少在各测量点往返一次并返回所述基准点，得到相对重力仪在基准点和各测量点的重力读数，通过直角排列阵列获得XY两个方向重力水平梯度，每个有底面、顶面的等高观测墩皆获得Z方向的重力垂直梯度，完成重力水平梯度和垂直梯度测量；

数据处理步骤，由一数据处理终端获取相对重力仪的重力读数并结合定位步骤得到的数据以及绝对重力仪提供的基准点的重力点值进行计算处理，得到各测量点的重力点值、重力水平梯度和重力垂直梯度。

2.如权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述相对重力测量步骤的重力联测路径是从基准点到第一个观测墩的墩底的测量点，并在所述第一个观测墩上以墩底—墩面—墩底的测量点往返一次后，前往第二个观测墩的墩底的测量点，并在所述第二个观测墩上以墩底—墩面—墩底的测量点往返一次后前往下一个观测墩的墩底的测量点，以此类推，直至在最后一个观测墩上以墩底—墩面—墩底的测量点往返一次后再前往第一个观测墩的墩底，再返回最后一个观测墩的墩底的测量点，然后从所述最后一个观测墩的墩底的测量点依次返回各观测墩的墩底的测量点，直至返回至第一个观测墩的墩底的测量点进而返回至所述基准点。

3.如权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述相对重力测量步骤的重力联测路径是从基准点到第一个观测墩的墩面的测量点，并在所述第一个观测墩上以墩面—墩底—墩面的测量点往返一次后，前往第二个观测墩的墩面的测量点，并在所述第二个观测墩上以墩面—墩底—墩面的测量点往返一次后前往下一个观测墩的墩面的测量点，以此类推，直至在最后一个观测墩上以墩面—墩底—墩面的测量点往返一次后再前往第一个观测墩的墩面，再返回最后一个观测墩的墩面的测量点，然后从所述最后一个观测墩的墩面的测量点依次返回各观测墩的墩面的测量点，直至返回至第一个观测墩的墩面的测量点进而返回至所述基准点。

4.如权利要求2或3所述的观测方法，其特征在于，所述相对重力测量步骤以上述重力联测路径进行主测量，在进行主测量后还进行辅助测量，所述辅助测量是将相对重力仪从基准点开始沿各观测墩的各测量点依次对角联测，得到相对重力仪在基准点和各测量点的重力读数，主测量结合辅助测量共同完成重力水平梯度和垂直梯度测量。

5.如权利要求4所述的观测方法，其特征在于，阵列式排布的各观测墩在地面上等高设置且阵列内的各观测墩的间距和墩高根据场地条件、场源特征、不同测量方法的场源敏感性进行调节；各观测墩呈矩形、T形、L形、或阶梯形，且至少具有一个直角排列。

6.如权利要求5所述的观测方法，其特征在于，所述观测墩阵列中观测墩为4～9个，各观测墩的间距为20～50m。

7.如权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述绝对重力测量步骤采用的绝对重力仪包括FG5绝对重力仪和/或A10绝对重力仪，所述FG5绝对重力仪测量并选取不少于12组合格数据，A10绝对重力仪测量并选取不少于24组合格数据；每组合格数据的下落次数不少于100次，合格下落次数不少于75次。

8.如权利要求6所述的观测方法，其特征在于，观测墩为4个且呈矩形，所述相对重力测量步骤进行主测量时是在重力联测路径中的基准点和测量点的9个位置共进行19次测量，进行辅助测量是在对角联测路径中的基准点和测量点的9个位置共进行13次测量。