基于卫星测高的孟加拉湾海洋时变重力研究

针对GRACE卫星仅能探测到大空间尺度的重力变化,提出利用卫星测高数据反演高空间分辨率的海洋时变重力.首先将CryoSat-2卫星测高数据按月分组,基于每组海面高数据计算沿轨剩余大地水准面梯度和格网剩余垂线偏差,然后利用逆Vening-Meinesz公式反演月重力异常,最后基于全部月重力异常数据计算格网大小为3′的CryoSat-2时变重力.以孟加拉湾及其周边海域为例,在2011年2月—2020年4月间,CryoSat-2时变重力的周年振幅和周年相位分别为(0.10±0.03)μGal和98.84°±0.43°,同期GRACE数据的周年振幅和周年相位分别为(0.66±0.05)μGal和93.52°±0.08°,两者的周年信号基本一致;CryoSat-2和GRACE时变重力的线性趋势分别为(0.02±0.01)和(0.09±0.01)μGal/a,均表现为增长.结果表明：3′×3′格网的CryoSat-2时变重力能够反映出研究海域重力变化的季节性信号和长期趋势,验证了利用卫星测高数据反演高空间分辨率海洋时变重力的可行性.     

基于Cryosat-2数据的南海2'×2'重力异常计算与分析

利用Cryosat-2数据计算南海高空间分辨率高精度重力异常,对Cryosat-2 level 2 SIR_GDR-2A数据进行轨迹分析和交叉点分析。基于测高数据集(第1~4周期),借助加权最小范数最小二乘解计算网格剩余垂线偏差分量,然后计算中国南海海域(4°~24°,105°~120°)2'×2'重力异常。结果表明,Cryosat-2数据轨迹密度高且分布均匀规则,交叉点不符值均方根值为15.9 cm,略高于同步时间段的Jason-2 GDR数据。与船测重力相比,中国南海海域(4°~24°,105°~120°)2'×2'重力异常误差为4.5×10-5m·s-2。     

联邦滤波在RAPINS/计程仪/重力匹配组合导航系统中的应用

RAPINS/计程仪/重力匹配组合导航系统是一种简易的无源导航系统,为了改善系统的容错性能,设计了基于该组合系统的联邦滤波器,建立了系统的工作模式,给出了联邦滤波算法.在该联邦滤波器中充分利用计程仪输出的速度信息,采用不等间隔滤波来进行信息融合.采用Matlab/Simulink对该组合导航系统在分辨率为0.005°×0.005°的数字重力异常图中进行了仿真研究.理论分析和仿真结果表明,基于联邦滤波的RAPINS/计程仪/重力匹配组合系统能够改善系统的容错性,且具有与集中式滤波相似的导航精度.     

基于重力卫星数据探测核幔边界动态过程信号

使用GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）重力场数据，联合多源数据模型剔除地表过程的重力信号，以分离得到核幔边界处包含液态外核流体运动特征的重力信号，同时根据CHAOS-7地磁场模型重建核幔边界与地球表面的地核地磁场变化，以此为基础使用主成分分析（PCA）与独立主成分分析（ICA）方法对重力信号与磁场信号进行统计分解，得到2种信号的时变模态与空间模态，对比分析2种信号分解结果的相关性，研究表明，重力信号第3模式的时变模态与磁场信号第2模式的时变模态相关性较好，同时，其空间模态反映了太平洋低纬度地区较为明显的东西向“偶极子”形式的变化特征，与地磁场二阶导数在太平洋地区的空间变化特征相对应，在2014年以后重力信号的时变模态与磁场信号二阶导数的时变模态均表现出相同的线性快速变化特征，与现有的研究成果相符合。     

华北克拉通及其邻区的重力异常特征

根据全球重力模型WGM2012得出华北克拉通及其邻区的自由空气重力异常、布格重力异常和均衡重力异常,分析这3种重力异常的空间展布,并探讨重力异常与地质构造的联系.结果显示,华北克拉通及其邻区重力异常的空间展布与该地区的地质构造基本吻合.西部的重力异常的北西—东南向展布,揭示了在印度板块和欧亚板块的碰撞挤压下,对研究区地质构造造成的影响.东部的重力异常的东西向展布,揭示了研究区的地质构造受西太平洋板块俯冲亚欧大陆的碰撞影响.太行山山脉的0布格重力异常值证明了该处为印度—欧亚大陆板块碰撞和西太平洋板块俯冲的这两种运动的相互作用下达到平衡的地方.     

川滇地区重力异常分布特征的研究

川滇地区位于青藏高原东南缘,是印度板块与欧亚大陆南北向碰撞挤压的前沿地带和深部物质逃逸地带.研究川滇地区的重力异常特征,对揭示青藏高原的动力学过程有重要意义.文章利用最新高精度的全球重力场模型World Gravity Map 2012(WGM2012)分析川滇地区的自由空气重力异常、布格重力异常和均衡重力异常的空间展布特征;利用小波多尺度分析方法对布格重力异常和均衡重力异常进行分解,分析重力异常的逼近和细节特征,探讨重力场与壳内构造活动的关系.结果表明:龙门山断裂带东西两侧的四川盆地与松潘—甘孜块体之间的重力异常特征证实了青藏高原存在物质东流;滇中次级块体的重力异常分布揭示了青藏高原地壳流遇到四川盆地,一边沿龙门山断裂带向东北流,一边沿小江断裂带、红河断裂带以及澜沧江断裂向南流出.     

河北平原区地壳结构及深部断裂特征

论述了河北平原区地壳结构、深部断裂和重力异常的主要特征,并尝试根据其地壳结构和深部断裂特征做重力异常的解释,从而表明河北平原地壳结构、深部断裂及重力异常特征有着内在的联系.     

重力场中沟槽管和烧结管传热性能的实验研究

为了研究重力场中不同吸液芯微热管的传热性能,选用了沟槽式和烧结式两种吸液芯的热管为研究对象,实验测量了两者在不同重力倾角时的温差、热阻和极限功率。实验结果表明:重力倾角小于15°时,沟槽管和烧结管的传热性能受重力的影响很小,重力倾角大于15°时,沟槽管的温差和热阻上升较大,极限功率下降幅度达78%,而烧结管的温差和热阻上升很小,极限功率下降幅度为31%;重力倾角为-30°时,烧结管温差、热阻和极限功率均略有上升,沟槽管则温差、热阻上升,极限功率下降;在对不同工质的研究中,发现水比乙醇和丙酮在有重力影响下更适合作为热管工质。     

拉格斯特-隆贝格重力仪在煤田勘探上的应用

根据煤田与围岩存在密度差,会引起重力异常的实际情况,本文采用重力法进行煤田勘探,首先分析了重力勘探的可行性,然后在介绍了拉格斯特重力仪工作原理和技术指标的基础上,使用拉格斯特重力仪进行了煤田勘探,研究了煤田重力勘测的工作过程以及对重力异常的校正。     

极端海况下重力式网箱系泊系统数值模拟

开展系泊系统水动力研究对于大型深海重力式网箱在恶劣海况条件下的长期使用具有重要意义.首先采用集中质量法构建重力式网箱系泊系统简化力学模型,基于海洋工程水动力分析软件O rcaFlex建立重力式网箱数值模型,并通过水池物理模型试验验证了在规则波工况下数值模拟结果的可靠性;进而针对钦州湾20 m水深的重力式网箱系泊系统开展了极端海况下的水动力数值研究,极端海况采用了百年一遇极端波浪条件,考虑网箱结构的对称性特点,代表性地分析了0°与45°两种浪向角下系泊缆绳张力变化的差异.研究结果表明,当浪向角为0°即平行于系泊系统中轴线时,缆绳张力幅值较小且受力均匀.研究结论对同类型重力式网箱系泊系统的科学布置具有一定的参考价值,并为大型深海重力式网箱的规模化运行提供前期研究基础.     

微机上石油重磁资料实时处理解释系统

微机技术的发展和石油重磁勘探的需要，促使了石油重磁资料微机实时处理和解释系统的建立，文中根据油气勘探中的重磁资料解释了地质问题的类型设计系统的结构，计算模块的选择，注意到方法的有效性和适应性，考虑了地球物理综合解释的需要，实际应用例子说明系统建立的成功和有效性。     

基于多种位场数据及3D反演结果的综合解释方法

近期位场梯度数据在勘探地球物理观测数据解释中的作用日益增加,随着计算机等硬件设施的进步,处理大型数据能力的增强,重力数据3D反演方法也越来越多的应用到重力数据解释工作中。本文提出结合重力数据、梯度数据及重力数据3D反演结果的综合解释方法,并将此解释方法应用到虎林盆地观测数据、梯度数据及3D反演结果的综合解释工作中。本文首先讨论单个棱柱体的重力数据、梯度数据的计算方法以及重力数据3D反演方法;然后,编制了matlab程序计算重力数据、梯度张量数据并处理重力数据的3D反演;最后,根据计算的数据详细讨论了梯度九分量之间的关系及重力数据反演结果的数值特征,提出结合梯度九分量数据及重力数据3D反演方法联合解释方法。模型试算及解释结果表明重力梯度数据对进一步提高勘探地球物理观测数据的解释精度及确定埋深较浅的异常源位置及水平尺寸等信息起到重要的作用,将其与重力数据3D反演方法联合解释可更准确的刻画异常源的分布特征。最后经过此综合解释方法将虎林盆地划分为8个构造单元。     

基于卷积神经网络的重力异常反演

重力异常反演是地球勘探中常用的方法,它是通过地表观测重力异常推断地下介质的密度分布。针对传统反演方法存在的多解性、初始模型依赖和计算时间较长等问题,本文提出一种基于卷积神经网络(CNN)的重力异常反演方法,该方法首先通过大量正演计算获得训练数据集;然后采用该数据集训练CNN网络,使其建立从地表观测重力异常到地下密度模型之间的映射关系;最后将重力异常数据输入到训练好的卷积神经网络,得到对应的地下密度模型。实验结果表明,该方法能快速、准确的反演出地下重力异常体的密度、位置和形状,具有较强的泛化能力,能有效解决重力异常反演问题。     

基于积分方程正则化的重力异常超定问题解法

地球重力场的观测信息越来越丰富，求稳重力异常的超定模型将具有实用价值，据此给出了基于第一类Fredholm型积分方程离散型解法求解重力异常的超定模型，建立了地面重力、测高数据、重力梯度和垂线偏差求解重力异常的观测方程，并给出求解病态观测方程的正则化算法。     

论重力能源及其开发

通过回顾人们认识物体受地球重力作用的历史,指出了牛顿万有引力定律应用于近地球表面物体重力研究时,因忽略重力场中介质的存在而丧失了突破保守力限制的可能性。通过建立介质重力场并引入现实世界中实际存在的物体状态(密度)的变换,证明重力是保守力的固有观念是可以突破的。这一观念的突破,使重力能源成为可能。围绕着开发重力能源,研究提出了开发的手段。     

运移距离对CO2混相驱重力超覆的影响规律及表征分析

CO2驱油技术具有提高原油采收率和资源化利用与封存的双重目的,已在低渗-致密油藏得到广泛应用。为明确运移距离对CO2混相驱油过程中密度差引起的重力超覆程度的影响规律,分别采用室内物理模型和数值模型开展研究。实验结果表明,混相条件下,由于岩心长度减小,重力超覆的扩展空间受限,但油气混相程度的降低,导致重力超覆程度降低幅度较小;当岩心长度继续减小时,混相程度降低对重力超覆的影响大于岩心长度对重力超覆扩展空间限制的影响,从而使重力超覆程度加剧。数模结果表明,随着运移距离的减小,重力超覆程度减弱,混相驱采收率提高。因此,结合油田现场情况,为减缓重力超覆,应适当减小井距,缩短CO2气体运移距离,从而提高CO2驱的波及效率。研究结果对于CO2驱油现场试验方案设计和参数优化具有一定的指导意义。     

基于泰勒级数的重力异常数据快速相关成像

为了提高重力勘探中数据成像的效率，对地球物理勘探中的重力异常数据进行快速三维成像.在相关成像的理论基础上针对立方体元提出利用泰勒级数的算法，重新定义了异常值的计算模型，从而得到新的几何函数.该成像方法通过级数展开、积分等方式，减少了计算量和迭代次数.在理论模型试验中，证明了提出的方法具有良好的成像能力和抗噪性，并通过效率分析说明了该算法能够大幅缩短几何函数矩阵的计算时间，提高成像效率.对文顿盐丘地区的实测重力异常数据进行快速成像，地质体的位置能够被较好地显示出来，验证了算法的可行性.     

哥伦比亚普图马约盆地重力场与白垩系分布特征

为了研究普图马约盆地白垩系分布特征,收集、整理、分析了盆地内相关重力资料,并综合地质、钻井等资料对其进行处理解释.通过对普图马约盆地布格重力异常、剩余重力异常、重力垂向二阶导数特征等分析以及对剖面定量拟合结果的研究,发现普图马约盆地重力异常等值线宏观走向为NE向、NNE向,盆地内重力高低相间分布,自西向东发育4个重力梯级带,将盆地分为2个重力高带和3个重力低带,形成"两隆三凹"的构造格局.认为普图马约盆地主要构造为NE向.盆地西部隆起和东部隆起基底较浅,其上覆地层厚度较薄;西部凹陷、中部凹陷、东部凹陷基底较深,其上覆地层密度低、厚度较大.盆地西部凹陷以及中部凹陷的中、北部白垩系发育,有丰富的烃源岩,为进一步勘探的有利区域.     

基于引力模型的安徽省县域经济增长影响因素分析

基于城市经济引力模型,构建了安徽省县域经济增长的引力模型,利用安徽省17个城市及其所辖县2003—2012年的面板数据进行实证检验,对安徽省县域经济增长的引力因素和阻力因素进行检验.检验结果表明:农村人均家庭经营耕地规模、农业技术水平、城市经济规模对县域经济增长产生了显著的促进作用,而农村经济规模、偏向于城市的收入分配体制、城乡距离、农业现代化水平则抑制了县域经济的增长.研究表明,要顺利推进安徽省县域经济增长需要转变经济发展思路,在保证三次产业共同发展的同时,加强基础设施建设,缩小收入差距,促进社会公平.     

基于FFT的重力正反演方法及其在漠河盆地油气远景预测中的应用

基于快速傅里叶方法原理改进了Parker和Oldenburg提出的重力数据二维及三维的正反演方法,通过对一组模型使用改进前及之后的两种方法进行验算,结果表明该方法在三维重力异常正演计算及三维深度反演计算中均取得了较好的效果。将该方法应用于漠河盆地的基底深度反演中,并综合前人论文资料及先验信息,将漠河盆地划分为四个构造单元。并通过详细分析,预测了漠河盆地的油气远景区。