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SY/T 5819-2024 陆上重力磁力勘探技术规程

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资料介绍

  ICS75.180.10CCS E11

  中华人民共和国石油天然气行业标准

  SY/T5819—2024代替SY/T5819—2016

  陆上重力磁力勘探技术规程

  Technical specifications for land gravity and magneticsurvey

  2024—09-24发布2025—03-24实施

  国家能源局发布

  SY/T5819—2024

  目次

  前言 Ⅱ

  1范围 1

  2规范性引用文件 1

  3术语和定义 1

  4工程技术设计 3

  5重力资料采集 5

  6磁力资料采集 19

  7 资料处理和反演 26

  8资料解释 29

  9成果报告 30

  附录A(资料性)工程技术设计书内容 32

  附录B(规范性)岩石密度参数测定与整理 3

  附录C (规范性)岩石磁性参数采测与整理 35

  附录D (资料性)勘探成果报告提纲 40

  SY/T5819—2024

  前言

  本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

  本文件代替SY/T5819—2016《陆上重力磁力勘探技术规程》,与SY/T 5819—2016相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:

  a)更改了“术语和定义”的内容(见第3章,2016年版的第3章);

  b) 删除了“精测测线”的相关内容(见2016年版的4.2.2 f)];

  c)更改了表2的适用范围(见4.4.1,2016年版的4.2.3);

  d) 更改了点位测量设计的部分要求(见4.4.3,2016年版的4.2.5);

  e)更改了“重力仪检查与调节”的部分要求(见5.1.1,2016年版的5.1.1);

  f) 更改了借助高脚架的水上重力测量的标题(见5.3.2,2016年版的5.3.2);

  g) 删除了“野外记录要求”的内容(见2016年版的5.3.4);

  h)更改了“地形改正”的部分要求(见5.5,2016年版的5.5);

  i) 更改了“测量工作”的部分要求(见5.6和6.5,2016年版的5.6和6.5);

  j)删除了“重力资料的整理”的内容(见2016年版的5.8);

  k) 更改了磁力仪检查与调节的部分要求(见6.1.1,2016年版的6.1.1);

  1)更改了“磁力普通点观测”的部分要求(见6.3.1,2016年版的6.3.1);

  m) 删除了“磁力资料的整理”的内容(见2016年版的6.8);

  n) 更改了资料处理“准备工作”的部分要求(见7.1,2016年版的7.1);

  o) 更改了资料处理“资料预处理”的部分内容(见7.2,2016年版的7.2);

  p) 更改了资料处理“信息增强处理”的部分内容(见7.7,2016年版的7.3.5和7.3.6);

  q)增加了资料处理“重力辅助地震速度建模”的内容(见7.10);

  r)更改了“资料解释”的部分要求(见第8章,2016年版的第8章)。

  请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

  本文件由石油工业标准化技术委员会石油物探专业标准化委员会提出并归口。

  本文件起草单位:中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司、中油油气勘探软件国家工程研 究中心有限公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司勘探事业部、中国石油天然气股份有 限公司塔里木油田分公司勘探开发研究院。

  本文件主要起草人:杨战军、孙喜明、魏巍、孙鹏远、张鑫、卞保力、杨大兵、索孝东、刘百川、陈德炙、赵文举、陈庚峰、商亮、刘泽彬、金朝亚。

  本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:

  ——1993年首次发布为SY/T 5819—1993,2002年第一次修订,2010年第二次修订;

  ——2016年第三次修订时,并入了SY/T5771—2011《地面磁法勘探技术规程》(1995年首次发布为SY/T 5771—1995,2004年第一次修订,2011年第二次修订的内容);

  ——本次为第四次修订。

  SY/T5819—2024

  陆上重力磁力勘探技术规程

  1范围

  本文件规定了陆上逐点静态观测方式的重力、磁力勘探的工程技术设计、仪器试验、资料采集、资料处理、资料解释和成果报告编写的基本方法和技术要求。

  本文件适用于石油天然气行业重磁勘探,地热等新能源行业重磁勘探参照使用。

  2规范性引用文件

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  SY/T5171陆上石油物探测量规范

  SY/T6055石油重力、磁力、电法、地球化学勘探图件编制规范

  3术语和定义

  下列术语和定义适用于本文件。

  3.1

  陆上重力测量land gravity survey

  在陆地表面及浅水区以逐点静态测量方式开展重力勘探测量的方法。

  注:包括地面重力测量、水上重力测量和水下重力测量。

  3.2

  地面重力测量land surfacegravitysurvey

  在陆地非水地面,以逐点静态测量方式开展重力勘探测量的方法。

  3.3

  水上重力测量overwatergravitysurvey

  在河湖滩涂等极浅水区域,通过高脚架支撑重力仪开展逐点静态重力勘探测量的方法。

  3.4

  水下重力测量underwatergravitysurvey

  在浅水区域,使用水下重力仪在水底开展逐点静态重力勘探测量的方法。

  3.5

  陆上磁力测量landmagneticsurvey

  在陆地表面和极浅水区域,以逐点静态测量方式开展磁力勘探测量的方法。

  3.6

  双程往返观测法double-way observation

  在一系列点位上逐点进行重力值或磁力值观测并按逆序进行逐点观测的测量方法。

  3.7

  重力基点gravitybasestation

  重力勘探中为控制重力仪零点漂移、减少误差累积、提高相对重力测量精度而建立的控制点。3.8

  重力基点网gravitybasestationnet

  由一系列重力基点经联测而组成的控制网。

  注:包含重力基点、基线臂和闭合圈等要素。

  3.9

  连接点joint station

  相连接的重力基线臂上的公共基点,或重力普线工作单元中用于跨日静态掉格改正的相邻两日重复观测的公共测点。

  3.10

  非独立增量dependentincrement

  双程往返观测法中,一台重力仪在两个相邻重力点间的往程或返程的重力差值。

  3.11

  独立增量independent increment

  双程往返观测法中,一台或多台重力仪在两个相邻重力点间的往程和返程重力差值的平均值。

  3.12

  悬挂基点flyinggravitybases

  重力普通点采集中临时设置的与重力基点网内重力基点联测的基点网之外的重力基点。

  3.13

  平差结点gravity bases netadjustmentstation

  参与重力基点网平差计算的重力基线连接点。

  3.14

  重力普通点gravitypoint

  沿测线或测网布设的重力勘探观测点。

  3.15

  重力单次观测法gravity single-way observation

  按照起始重力基点、各重力普通点和检查点、终止重力基点次序采集重力数据的观测方法。

  3.16

  工作单元 surveyloop

  采用重力单次观测法时,自起始重力基点开始到终止重力基点结束的重力测量工作阶段。

  3.17

  磁力日变站 magnetic diurnalvariationstation

  用于磁力普通点日变改正的连续开展地磁场变化(地磁日变)观测的磁力点位。

  3.18

  磁力普通点magneticpoint

  沿测线或测网布设的磁力勘探观测点。

  3.19

  磁力单次观测法magneticsingle-way observation

  逐点采集各磁力普通点及检查点磁力数据的观测方法。

  3.20

  化极reduction-to-pole

  将磁性体产生的磁异常换算为假定磁性体位于地磁极处产生的磁异常数据的处理过程。

  3.21

  化赤reduction-to-equator

  将磁性体产生的磁异常换算为假定磁性体位于地磁赤道处产生的磁异常数据的处理过程。

  4工程技术设计

  4.1设计准备

  工程技术设计前应做如下准备工作:

  a) 收集和分析工区及周边区域的地质、物探、井筒、岩石物性及测绘资料,了解基本地质特征;

  b) 根据工区地质特征和勘探地质任务,建立密度、磁化率模型,开展正演模拟分析,论证采集参数和可取得的勘探效果;

  c)开展工区踏勘,了解工区地形、水系、气候、人文、交通等条件,调查磁力干扰源类型及分布,明确重磁采集主要影响因素。

  4.2设计书内容

  陆上重力测量和陆上磁力测量施工前应编写工程技术设计书,编绘设计书附图,设计书主要内容 见附录A,设计书附图编绘要求按SY/T 6055执行。设计书应明确以下内容:

  a) 工区范围、地质任务、测线布设方案、勘探工作量;

  b)仪器性能试验、重力和磁力资料采集、岩石物性测定、点位测量定位的工作方法与精度指标, 重力异常和磁力异常计算方法和参数、异常总精度及各分项精度;

  c)拟投入采集作业的仪器类型和数量、人员投入和队伍组织、施工计划和管理措施;

  d) 野外采集工作检查验收和提交资料要求;

  e) 资料处理解释思路和技术方案、预期成果和归档资料。

  4.3测线设计

  测线设计应根据工区地质特征、地质任务,结合地表条件进行,并遵循以下原则:

  a) 测线方向应垂直于主要研究目标或已知物探异常总体走向;

  b)线距应不大于勘探设计最小研究目标长度的1/3,点距应不大于勘探设计最小研究目标宽度的1/3,常用勘探比例尺的线、点距和测点密度见表1;

  c) 当存在多个方向构造或开展构造目标勘探时,应采用等线点距测网,按正南北或正东西方向布设测线;

  d)在河湖、陡坎、城区、厂区等地区,无法按规则测网布设测点时,点位应移至适宜开展观测的位置,测点密度应达到相应勘探比例尺的要求,常用勘探比例尺的测点密度见表1。

  4.4 勘探精度设计

  4.4.1重力勘探精度设计

  重力勘探精度按以下原则设计:

  a) 重力异常总精度应能够满足识别最小设计研究目标重力异常的要求; b) 平原丘陵区和水上重力测量的布格重力异常总精度及分项精度分配见表2,山区和水下重力测量的布格重力异常总精度及分项精度分配见表3;

  c) 在不降低异常总精度的前提下,各分项精度指标可相互调配。

  表1常用勘探比例尺线、点距和测点密度参数表

  比例尺 线距

  m 点距

  m 测点密度个/km² 1:500000 8000~10000 2000 0.05~0.06 1:200000 2000~4000 1000 0.25~0.5 1:100000 1000 500~1000 1~2 1:50000 500 250~500 4~8 1:25000 250 100~250 16~40 1:10000 100 50~100 100~200

  表2布格重力异常总精度及分项精度分配表(平原丘陵区和水上重力测量)

  比例尺 异常

  等值线距

  mGal 布格重力异常

  总精度

  mGal 测点重力值精度mGal 布格改正精度

  mGal 地形改正精度

  mGal 正常场改正精度

  mGal 1:500000 2.000 ±0.800 ±0.300 ±0.600 ±0.400 ±0.100 1:200000 1.000 ±0.400 ±0.220 ±0.250 ±0.220 ±0.050 1:100000 0.500 ±0.200 ±0.120 ±0.100 ±0.120 ±0.030 1:50000 0.250 ±0.100 ±0.050 ±0.050 ±0.070 ±0.020 1:25000 0.200 ±0.080 ±0.040 ±0.040 ±0.050 ±0.010 1:10000 0.100 ±0.040 ±0.030 ±0.020 ±0.010 ±0.010

  表3布格重力异常总精度及分项精度分配表(山区和水下重力测量)

  比例尺 异常

  等值线距

  mGal 布格重力异常

  总精度

  mGal 测点重力值

  精度

  mGal 布格改正精度

  mGal 地形改正精度

  mGal 正常场改正

  精度

  mGal 1:500000 5.000 ±2.000 ±0.500 ±1.400 ±1.200 ±0.160 1:200000 2.000 ±0.800 ±0.300 ±0.500 ±0.500 ±0.120 1:100000 1.000 ±0.400 ±0.160 ±0.140 ±0.330 ±0.060 1:50000 0.500 ±0.200 ±0.120 ±0.080 ±0.130 ±0.040 1:25000 0.400 ±0.130 ±0.050 ±0.050 ±0.100 ±0.020

  SY/T 5819—2024

  4.4.2磁力勘探精度设计

  磁力勘探精度按以下原则设计:

  a) 磁力异常总精度应能够满足识别最小设计研究目标磁力异常的要求;

  b) 磁力△T异常总精度及分项精度分配见表4,山区及表层存在大面积磁性不均匀体的地区,检查观测精度可降低,但应不超过1倍;

  c)在不降低异常总精度的前提下,各分项精度指标可相互调配;

  d) 日变站控制半径见表4。

  表4磁力△T异常总精度、分项精度分配及日变站控制半径参数表

  比例尺 磁力△T异常

  总精度

  nT 检查观测

  精度

  nT 日变站联测精度

  nT 正常场平面改正精度

  nT 高度改正

  精度

  nT 日变站控制半径

  km 1:200000 ±7.0 ±6.0 ±2.5 ±1.0 ±1.0 70 1:100000 ±5.0 ±4.0 ±1.8 ±1.0 ±1.0 50 1:50000 ±3.0 ±2.5 ±1.0 ±0.7 ±0.7 50 1:25000 ±2.0 ±1.5 ±0.5 ±0.4 ±0.4 40 1:10000 ±1.0 ±0.9 ±0.3 ±0.2 ±0.2 40

  4.4.3点位测量精度设计

  重力和磁力点位平面坐标和高程测量精度应满足相关设计改正精度的要求。

  5重力资料采集

  5.1重力仪检查与试验

  5.1.1重力仪日常检查

  5.1.1.1每次观测前应检查重力仪温度,当仪器温度偏离工作温度时应查找原因并排除问题,待仪器温度恢复正常后再进行重力观测。

  5.1.1.2手动读数型重力仪,应每月检查光学灵敏度、读数线和横水准器,当其偏离正常数值范围时应进行调节直至处于正常范围内。

  5.1.1.3 自动读数型重力仪,每月应检查XY轴零点偏移和XY轴灵敏度,当其偏离正常数值范围时应进行调节直至处于正常范围内。

  5.1.2重力仪格值标定与校验

  5.1.2.1未标定格值的重力仪应每年在国家级格值标定场或标准点上求取格值,已标定格值的重力仪应每年在国家级格值标定场或标准点上校验格值,格值标定和校验采用双程往返观测法。

  5.1.2.2 做格值标定和校验的两标准点之间读数差的互差应不大于0.02mGal(格),相邻标准点间应取得不少于10个合格读格差,不合格的读格差应不多于3个。

  5.1.2.3测点重力值按公式(1)至公式(5)计算:

  8D=K·D-GT(t,φ') …………………………………(1)

  SY/T5819—2024

  式中:

  8o——测点观测重力值,单位为毫伽(mGal);

  K——重力仪格值,单位为毫伽每格(mGal/格);

  D——测点重力仪读数,单位为格;

  GT(t,φ')—— 重力观测时刻t的测点理论固体潮值,单位为毫伽(mGal)。

  式中:

  CM、Cs——某测点t时刻月心和日心至地心平均距离,单位为千米(km);

  RM、Rs——某测点t时刻月心和日心至地心距离,单位为千米(km);

  ZM、Zs——某测点t时刻月亮和太阳对测点的地心天顶距,单位为度(°);

  δD——潮汐因子,采用平均值1.16;

  中、φ'——某测点t时刻的纬度和地心纬度,单位为度(°)。

  5.1.2.4双程往返观测法的重力仪零点漂移改正系数按公式(6)计算,观测精度按公式(7)计算。

  ……………………………………

  (6) 式中:

  k₁——双程往返观测法重力仪零点漂移改正系数,单位为毫伽每分(mGal/min);

  △g—第i点前、后两次观测值经固体潮改正后的差值(i=1,2,3,…,n), 单位为毫伽 (mGal);

  △t₂——第i点前、后两次观测的时间差,单位为分(min);n——观测的点数,单位为个。

  …………………………………

  (7) 式中:

  Ecsc—双程往返观测法重力观测精度,单位为毫伽(mGal);

  v——第i个相邻点间单个增量与平均增量之差(i=1,2,3,…,m), 单位为毫伽(mGal);m——增量总数,单位为个;

  n— 单程增量个数,单位为个。

  5.1.2.5重力仪实测格值按公式(8)计算,作为未标定格值的重力仪格值参数:

  …………………………………………

  (8) 式中:

  K——重力仪实测格值,单位为毫伽每格(mGal/ 格);

  △G——两标准点间已知重力差值,单位为毫伽 (mGal);

  △S——两标准点间平均读数差,单位为格。

  5.1.2.6重力仪格值相对均方误差按公式(9)计算,已标定格值的重力仪格值相对均方误差应不大于0.03%,超限时应以格值相对均方误差改正原格值:

  ……………………………

  (9) 式中:

  nK——重力仪格值测定相对均方误差,单位为1;

  V₂——第 i次读格差与平均读格差之差(i=1,2,3,…,n), 单位为格;

  n——读格差数,单位为个。

  5.1.3重力仪静态试验

  5.1.3.1静态试验应于开工前在工区内或工区附近进行,拟投入生产的所有重力仪均应完成试验。

  5.1.3.2试验应在重力仪零点漂移趋于稳定后开始,以15min 内重力仪读数变化不大于0.015mGal为 判断标准。

  5.1.3.3手动读数型重力仪在试验过程中应全程保持松摆状态,每30min左右读一次重力读数;自动 读数型重力仪应采用循环测量模式试验,循环测量时间间隔取60s。

  5.1.3.4 重力仪静态试验连续观测时间应不少于24h。

  5.1.3.5静态观测读数按公式(1)和公式(2)进行格值改正和固体潮改正后得到静态观测重力值,即零点漂移值,当零点漂移值与首、尾时刻零点漂移值连线的最大偏差不大于设计测点重力值精度时,判定该重力仪静态性能满足工作要求。

  5.1.4重力仪动态试验

  5.1.4.1应于开工前在工区内或工区附近试验,拟投入生产的所有重力仪均应完成试验。重力仪开工前试验次数不少于两次,收工后、仪器检修后应进行一次试验,当野外作业时间超过6个月时应在每满6个月前增加一次试验。

  5.1.4.2动态试验采用双程往返观测法进行,观测点数以8~10个为宜,相邻试验点间的重力差应在2mGal以上,每次试验时间应不少于8h。

  5.1.4.3动态观测读数按公式(1)和公式(2)进行格值改正和固体潮改正后得到动态观测重力值,按公式(7)计算动态观测精度,当动态观测精度优于设计测点重力值精度时,判定该重力仪动态性能满足工作要求。

  5.1.5重力仪一致性对比试验

  5.1.5.1同一工区使用两台或两台以上重力仪作业时,应于开工前在工区内或工区附近进行一致性对

  SY/T 5819—2024

  比试验。

  5.1.5.2一致性对比试验采用双程往返观测法进行,试验点数以8~10个为宜,相邻点间重力差应在2mGal 以上,所有重力仪按相同测点次序观测。

  5.1.5.3一致性观测读数按公式(1)和公式(2)进行格值改正和固体潮改正后得到一致性观测重力值,重力仪一致性观测精度按公式(10)计算,当一致性精度优于设计测点重力值精度时,判定参与计算的重力仪的一致性精度满足要求。

  …………………………………(10)

  式中:

  EcY——重力仪一致性观测精度,单位为毫伽(mGal);

  v——某重力仪在第i 个相邻点间的重力增量与各台仪器在该相邻点间重力增量平均值之差 (i=1,2,3,…,m),单位为毫伽 (mGal);

  m——一致性观测增量总数,单位为个;

  n—一致性观测单程增量个数,单位为个。

  5.1.5.4当动态试验条件满足一致性对比试验要求,且各台仪器的动态观测精度均满足精度要求时, 可用动态试验数据计算重力仪一致性精度。

  5.2重力基点网建立

  5.2.1重力基点网布设

  重力基点网布设要求如下:

  a)陆上重力测量应在重力普通点采集前建立重力基点网,并通过联测国家重力基点引入绝对重力值;

  b) 对工区面积大需分年度施工的地区,应先在全区建立一级基点网,各年度施工前在当年施工地区建立二级基点网,建网要求见表5;

  c)重力基点应处于重力基线臂中,在施工通行特别困难地区,可发展不多于基点总数5%的悬挂基点,悬挂基点应与已有重力基点联测,并取得不少于4个合格的独立增量,经联测且满足基线联测精度要求的悬挂基点与网内重力基点等同使用,悬挂基点应不发展新的悬挂基点;

  d)重力基点应建立在地面硬实、便于重力普线工作单元连接、易于长期保存使用的位置;

  e) 水下重力勘探项目开工前应在码头设立重力基点,并通过联测国家重力基点引入绝对重力值。

  5.2.2重力基点网联测

  5.2.2.1重力基点网联测要求

  重力基点网联测应满足以下要求及设计精度:

  a)采用双程往返观测法联测;

  b) 相连接的基线臂有不少于三个连接点;

  c) 相邻重力基点间往返两个非独立增量之差不大于两倍设计联测精度;

  d)各基线圈闭合差不大于设计基点网平差精度的2√L 倍 (L为相应闭合圈基线边数)。

  5.2.2.2重力基点网联测计算及精度评价

  重力基线臂采用双程往返观测法联测,基线臂联测精度按公式(11)计算,基点网联测精度按公

  SY/T5819—2024

  式(12)计算,各精度应满足表5的要求:

  …………………………………

  (11) 式中:

  e——第j基线臂联测精度(j=1,2,3,…,m), 单位为毫伽(mGal);

  v;——第j基线臂第i 个相邻基点间单个非独立增量与独立增量(非独立增量平均值)之差(i=1,2,3,…,n), 单位为毫伽(mGal);

  m——第 j基线臂联测的非独立增量总数,单位为个;

  n——第j 基线臂联测的独立增量数,单位为个。

  表5重力基点网分级建网要求 类别 一级基点网 二级基点网

  作用 a)传递绝对重力值;

  b)控制二级重力基点网间误差 a)传递绝对重力值;

  b)用于普线观测工作单元零点漂移改正;

  c)控制不同普线观测工作单元间误差

  布网要求 a)基点网应全区一次性布设和联测,并与国家重力基点联测;

  b)基点应分布于全区,点位易于长期保存使用;

  c)各闭合圈基线边数应不大于8个 a)基点网应在年度工区内合理布设,以一级基点控制二级基点网;

  b)基点应位于普线工作单元方便连接的位置;

  c)各闭合圈基线边数应不大于8个 联测要求 a)各基线臂应使用不少于两台重力仪联测;

  b)相邻基点间至少取得4个合格独立增量 a)各基线臂宜使用两台重力仪联测;

  b)相邻基点间至少取得2个合格独立增量

  精度要求 a)联测精度e。不超过±0.030mGal;

  b)平原区1:100000及以下比例尺的基点网精度

  En₁不超过±0.050mGal,平原区1:50000及以上比例尺的基点网精度c不超过±0.025mGal a)联测精度e不超过±0.040mGal;

  b)平原区1:100000及以下比例尺的基点网精度Eo2不超过±0.070mGal,平原区1:50000及以

  上比例尺的基点网精度En2不超过±0.030mGal

  …………………………………

  (12) 式中:

  Ej——基点网联测精度,单位为毫伽 (mGal);

  n——基点网的基线臂数,单位为个。

  5.2.3重力基点网平差

  5.2.3.1 重力基点网仅连接有一个高一级精度的基点时,基点网平差应采用网形平差法,即波波夫逐次逼近法,平差采用以下基本步骤:

  a) 以基线臂为计算和分配闭合差的基本单位,选择相邻基线臂上两连接点重力差之差最小的一个连接点作为平差结点,绘制基点网平差图;

  b)在各闭合圈内按顺时针方向计算各基线臂的重力增量;

  c) 计算各闭合圈的闭合差及各基线臂的闭合差分配系数;

  d) 按闭合差从大到小的顺序逐次对各闭合圈进行闭合差分配,直到闭合差全部为零;

  e) 计算各基线臂的闭合差改正值,推算各平差结点的绝对重力值。 5.2.3.2 重力基点网内有两个以上高一级精度的基点时,基点网平差应采用结点平差法,即解方程组法,基本步骤如下:

  a) 绘制基线网平差图,标出高一级精度的基点和平差结点;

  b) 计算各基线臂重力增量;

  c)由各臂的联测精度计算各基线臂的权值;

  d) 用已知基点值、结点基点值(设为未知数)和基线臂重力增量表示出各基线臂改正值;

  e) 以各改正值的加权平方和构造一个函数,并对结点基点值未知数求导,令其为零,组成方程组;

  f)解方程得到平差结点的平差重力值;

  g) 计算各基线臂改正值和各结点基点的相对重力值;

  h) 计算各结点基点的绝对重力值。

  5.2.3.3重力基点网平差示意图的编绘要求按SY/T 6055执行。

  5.2.3.4采用网形平差法时,基点网平差精度按公式(13)计算;采用结点平差法时,基点网平差精度按公式(14)计算。平差精度应满足设计精度要求。

  …………………………

  ……………………

  (13)

  (14) 式中:

  Eo——基点网平差精度,单位为毫伽 (mGal);

  n——基点网闭合圈数,单位为个;

  Z——基点网平差臂总数,单位为个;

  P——各平差臂的权,采用联测精度平方的倒数(i=1,2,3,…,Z);

  Δε——各平差臂的改正值,单位为毫伽(mGal);

  F——结点数(不含已知基点),单位为个。

  5.2.4重力基点绝对重力值计算

  重力基点绝对重力值按以下步骤计算:

  a) 由基线臂联测数据计算各重力基点相对于平差结点的重力差;

  b)将基线臂平差分配值根据各基线臂联测时间,按线性关系分配到各重力基点,获得各基点相对于平差结点的平差后重力差;

  c) 由各基点相对于平差结点的平差后重力差、平差结点的绝对重力值,推算各基点绝对重力值。

  5.3重力普通点观测和计算

  5.3.1地面重力普通点观测和计算

  5.3.1.1 地面重力普通点观测应遵循以下要求:

  a)采用重力单次观测法观测;

  b) 点位应选在近区地形相对平缓的位置,远离悬崖、陡坎等复杂地形,避开人工地下空间及桥梁;

  c)平原丘陵区点位偏移应不大于设计线、点距的10%,山区点位偏移应不大于20%,设计测点位置位于距岸边不超过半个点线距的河湖区时应将点位移到岸上;

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  d) 手动读数型重力仪应在每个测点取得两次独立读数,两次读数差应不大于0.005mGal,以平均值作为观测值;自动读数型重力仪应在每个测点取得不少于一次读数,循环采样时间不少于0.5min;

  e) 如重力仪受震,应返回受震前不少于两个测点作对比观测,并在重力计算时作改正;

  f)1:50000 及以上比例尺的重力测量应在24h内起闭基点,施工特别困难地区无法在24h内闭合基点时应在48h 内闭合基点,但应不超过工作单元总数的10%;1:100000及以下比例尺的重力测量应在72h内闭合基点;多日工作单元,前后两日应布设不少于三个连接点,连接点间前后两日读数差的重力差应不大于设计测点重力值精度。

  5.3.1.2地面重力普通点按公式(1)计算观测重力值,零点漂移改正系数按公式(15)计算,结合各点相对于起始基点的时间差进行零点漂移改正,以各重力普通点相对于起始重力基点的重力差和起始重力基点绝对重力值,计算各重力普通点绝对重力值。

  …………………………………

  (15) 式中:

  k₂——重力单次观测法重力仪零点漂移改正系数,单位为毫伽每分(mGal/min);

  △δ₈——终止基点与起始基点的观测重力值之差,单位为毫伽(mGal);

  △δ——终止基点与起始基点的已知重力差,单位为毫伽(mGal);

  △t——连接起始基点和终止基点时刻的时间差,单位为分(min)。

  5.3.2水上重力普通点观测和计算

  在河湖滩涂等水深较小地区,可借助高脚架开展水上重力普通点观测,高脚架应在水中安置稳固,观测平台基本水平,重力仪放置在高脚架平台上作观测,并测量和记录高脚架平台到水面及水面 到水底的高差,其他技术要求按5.3.1执行。

  5.3.3水下重力普通点观测和计算

  5.3.3.1 水下重力普通点观测应满足以下要求:

  a)采用重力单次观测法观测;

  b) 点位应避开水底地形陡变区、复杂水流区;

  c)重力测量采样率不大于1s,循环测量时间不少于0.5min;

  d) 水下重力仪压力传感器测量的仪器水深;

  e) 重力基点闭合时间应不大于5d;

  f)如在工作过程中重力仪断电或受震造成掉格超限,该工作单元重力数据全部作废并重新测量。

  5.3.3.2水下重力普通点绝对重力值计算按5.3.1.2执行。

  5.4检查观测与质量评价

  5.4.1地面重力测量和水上重力测量检查观测与采集质量评价

  5.4.1.1应在不同工作单元进行检查观测,总检查率不低于5%。

  5.4.1.2每个工作单元均应有检查点,检查点宜分布在工作单元中部。

  5.4.1.3检查观测两次重力值之差应不大于设计检查观测精度的2.5倍,检查观测精度计算方法如下:

  a) 同一测点检查观测只有一次时,按公式(16)计算检查观测精度:

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  …………………………………

  (16) 式中:

  Ejc——检查观测精度,单位为毫伽 (mGal);

  d——第i 点初次观测绝对重力值与检查观测绝对重力值之差(i=1,2,3,…,n), 单位为毫伽(mGal);

  n——检查点个数。

  b)同一测点检查观测多于一次时,按公式(17)计算检查观测精度:

  …………………………………

  (17) 式中:

  v——第i 次观测绝对重力值与各次平均绝对重力值之差(i=1,2,3,…,m), 单位为毫伽(mGal);

  m——多次观测检查点总观测次数;

  n—检查点个数。

  c) 以中间基点作检查观测时,按公式(18)计算检查观测精度:

  …………………………………

  (18) 式中:

  d——第i 个中间基点检查观测值与基点重力值之 差(i=1,2,3,…,n), 单位为毫伽(mGal);

  Eo——基点网平差精度,单位为毫伽(mGal);

  n——检查点个数。

  5.4.1.4重力资料采集质量以测点重力值精度评价,测点重力值精度计算方法如下,并满足设计精度要求:

  a)只布设有一个等级的基点网时按公式(19)计算测点重力值精度:

  8g=±√8²+8………………(19)

  式中:

  Ec——测点重力值精度,单位为毫伽(mGal);

  Ejc——检查观测精度,单位为毫伽(mGal)。

  b) 布设有两个等级的基点网时按公式(20)计算测点重力值精度:

  8G=±√²+8²+8²………………………………(20)

  式中:

  Eo₁、Eo₂——级基点网和二级基点网的平差精度,单位为毫伽(mGal)。

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  5.4.2水下重力测量检查观测与采集质量评价

  5.4.2.1水下重力测量的检查采用布格重力异常检查方式进行,检查率不小于3%。

  5.4.2.2 每个工作单元均应有检查点,检查点分布于工作单元中部。

  5.4.2.3检查观测布格重力异常值与普通观测布格重力异常上检查点位置的异常值之差应不大于设计布格重力异常总精度的2.5倍,布格重力异常总精度按公式(21)计算:

  …………………………………

  (21) 式中:

  EB——布格重力异常总精度,简称为异常总精度,单位为毫伽(mGal);

  △△g——第i点检查观测布格重力异常值与普通观测布格重力异常上检查点位置的异常值之差(i=1,2,3,…,n),单位为毫伽 (mGal)。

  5.5地形改正

  5.5.1圆域法地形改正

  5.5.1.1圆域法近区地形改正,是在野外以重力点为中心、半径20m的圆形区域,按三环八方位估读地形点相对重力点的高差或高度角,计算地形改正值对重力值进行地形改正,三环半径分别为5m、10m和20m, 八方位为360°平面内间隔45°的八个方位。第一环各圆锥扇体地形改正值按公式(22)计算,第二环和第三环各弧边梯形柱体地形改正值按公式(23)计算。

  …………………………(22)

  式中:

  △g.——某个圆锥扇体地形改正值,单位为毫伽(mGal);

  G——引力常数,取6.67×10-⁸cm³·g-¹·s-²;

  Pi——地改密度,单位为克每立方厘米(g/cm³);

  Na——第一环方位数;

  r₁——第一环的半径,单位为米(m);

  h₁——扇体弧边中点相对重力测点的高差,单位为米(m)。

  …………………

  (23) 式中:

  △gn— 某个弧边梯形柱体地形改正值,单位为毫伽(mGal);

  R;、R:+——圆环的内、外半径,单位为米(m);

  N₂——第二环或第三环方位数;

  h—— 弧边梯形柱体相对重力测点的平均高差,单位为米(m)。

  5.5.1.2 圆域法中区地形改正范围为半径20m~2000m的环形区域,远区地形改正范围为半径2000m~20000m的环形区域,地形改正环数和方位数依据地形复杂程度确定,高程由地形图读取,按公式(23)计算各弧边梯形柱体地形改正值。

  5.5.1.3圆域法近区、中区和远区各圆锥扇体和弧边梯形扇体地形改正值之和为重力点的总地形改正值。

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  5.5.2方域法地形改正

  5.5.2.1方域法近区地形改正,是在野外以重力点为中心、半边长20m的正方形区域,估算正方形4个角点和4条边中点相对于重力点的高差,按公式(24)至公式(26)计算各斜顶三棱柱体地形改正值。可通过GNSS实测、航空影像解译或激光雷达测量等方法获得高精度高分辨率地形数据时,应使用相应数据采用方柱体重力正演计算公式计算近区地形改正值。

  ………

  (24) A=a²+1,B₁=b²+1,C₁=ab (25)

  a=h₃₁/D,b=(h₃₂-h₃1)/D (26)

  式中:

  △g₁₃——斜顶三棱柱体的地形改正值,单位为毫伽(mGal);

  D——方形区域的半边长,单位为米(m);

  h₃₁——方形域某边中点相对于重力点的高差,单位为米(m);

  h₃2—方形域某角点相对于重力点的高差,单位为米(m)。

  5.5.2.2方域法中区地形改正范围取半边长为20m和2000m 的双正方形中空环带,远区地形改正范围取半边长为2000m的正方形和半径为20000m的圆形夹持的内正外圆区带。中区和远区地形改正宜使用平面分辨率不大于0.1km和0.5km的高程数据,以方柱体或斜顶三棱柱体模型计算地形改正值。高程数据分别由比例尺不低于1:10000地形图和1:50000地形图读取,有GNSS实测、航空影像解译、激光雷达测量、卫星测高或其他手段得到的精度更高的数字高程数据时,应使用相应的数字地形高程数据进行地形改正。

  5.5.2.3方域法近区、中区和远区各方柱体或斜顶三棱柱体地形改正值之和为重力点的总地形改正值。

  5.5.3地形改正精度计算

  5.5.3.1近区地形改正精度采用野外复测的方法进行检查,检查率应不低于5%;圆域法中、远区地形改正精度采用转动量板方位重新读数和计算地形改正值的方法进行检查,方域法中、远区地形改正精度采用移动半个网格距重新构建高程数据模型和计算地形改正值的方法进行检查。

  5.5.3.2近区、中区、远区地形改正精度应分别统计,按公式(27)计算各区地形改正精度,各区地形改正精度的均方根为地形改正的精度,地形改正精度应满足设计地形改正精度要求。

  …………………………………(27)

  式中:

  Eg—重力地形改正精度,单位为毫伽 (mGal);

  δ。——第i点原始地形改正值与检查地形改正值之差(i=1,2,3,…,n), 单位为

  毫伽(mGal);

  n— 地形改正检查点个数。

  5.6测量工作

  每个重力点均应进行点位和高程测量,测量工作方法和技术要求执行SY/T 5171,点位平面和高

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  程测量精度应能够满足相关的设计重力改正精度要求。

  5.7布格重力异常值和精度计算

  5.7.1布格改正值及精度计算

  5.7.1.1地面重力数据布格改正

  当测区地形较平缓时,按公式(28)计算布格改正值,按公式(29)计算布格改正精度(不考虑中间层密度误差);当测区内地形高差较大时,按公式(30)计算布格改正值,按公式(31)计算布格改正精度(不考虑中间层密度误差)。

  △g,=(0.3086-0.0419p)h ………………………………(28)

  式中:

  △gb——布格改正值,单位为毫伽(mGal);

  h——测点海拔高,单位为米(m);

  p—中间层密度,单位为克每立方厘米(g/cm³)。

  Eo=±(0.3086-0.0419p)m ……………………………(29)

  式中:

  Eg——布格改正精度,单位为毫伽(mGal);

  m₆——测点高程中误差,单位为米(m)。

  …(30)式中:

  φ—测点纬度,单位为度(°);

  R——中间层改正圆盘半径,取166700m。

  ……(31)式中:

  Eg——布格改正精度,单位为毫伽 (mGal);

  m₆——测点高程中误差,单位为米(m);

  φ—测区平均纬度,单位为度(°);

  h——测区平均高程,单位为米(m)。

  5.7.1.2水上重力数据布格改正

  水域利用高脚架进行重力观测时,按公式(32)计算布格改正值,按公式(29)计算布格改正精度(不考虑中间层密度误差)。

  Δg_β=0.3086(h_0+Δh_1-Δh)+0.0419ρ_wΔh-0.0419ρ(h_0-Δh) …………(32)

  式中:

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  h₀——对海域重力测量,为以黄海高程为基准的瞬时潮高;对陆上水域重力测量,为水面实测高程 ,单位为米(m);

  △h₁——重力仪至水底的高度,单位为米(m);

  △h——重力点的瞬时水深,单位为米(m);

  Pw——水的密度,单位为克每立方厘米(g/cm³)。

  5.7.1.3 水下重力数据布格改正

  采用水下重力仪进行水底重力测量时,按公式(33)计算布格改正值:

  △g₆=0.3086(h-△h)+0.0419p △h-0.0419p(h-△h) (33)

  5.7.2 正常场改正

  按1901年至1909年赫尔默特公式(34)计算重力点正常重力值进行正常场改正,按公式(35)

  计算正常场改正精度。

  8o=978030(1+0.005302sin²φ—0.00007sin²2φ) (34)

  式中:

  g0—正常重力值,单位为毫伽(mGal);

  φ——测点纬度,单位为度(°)。

  6go=±0.814sin2φ·m ……………………… (35)

  式中:

  Ego—正常场改正精度,单位为毫伽(mGal);

  φ——工区平均纬度,单位为度(°);

  m.——重力点纵坐标中误差,单位为千米(km)。

  5.7.3布格重力异常值计算

  布格重力异常值按公式(36)计算,布格重力异常总精度按公式(37)计算,总精度应满足设计精度要求:

  △gB=8G+△g,+△g,-g₀(36)

  式中:

  △gB——布格重力异常值,单位为毫伽(mGal);

  gc——重力点绝对重力值,单位为毫伽(mGal);

  △g.——布格改正值,单位为毫伽(mGal);

  △g——地形改正值,单位为毫伽(mGal);

  g₀——正常重力值,单位为毫伽(mGal)。

  ………………………(37)

  式中:

  EgB ——布格重力异常总精度,单位为毫伽(mGal );

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  EG——测点重力值精度,单位为毫伽(mGal);

  Eg———布格改正精度,单位为毫伽(mGal);

  Eg——地形改正精度,单位为毫伽(mGal);

  Ego——正常场改正精度,单位为毫伽(mGal)。

  5.8岩石密度测定与整理

  地层密度资料主要有三个来源,包括岩石标本密度实测、地球物理密度测井和地震速度或声波测井数据换算等,岩石密度参数测定与整理要求按附录B 执行。

  5.9采集资料检查验收

  5.9.1采集任务完成情况

  重力资料采集任务完成情况包括以下内容:

  a) 测区面积;

  b)基线、普通线长度及点数;

  c) 岩石标本剖面数、总长度及标本块数;

  d) 测区内留下的空白区位置、面积及点数。

  5.9.2仪器试验方法技术及结果

  仪器试验方法技术及效果包括:

  a) 重力仪静态观测方法及试验结果;

  b) 重力仪动态观测方法及试验结果;

  c)重力仪一致性试验方法及试验结果。

  5.9.3重力采集工作方法与技术

  工作方法与技术包括:

  a)重力基点网建立方法与技术;

  b) 重力普通测线观测方法与技术;

  c)岩石标本采集和测定方法与技术;

  d) 重力地形改正工作方法与技术;

  e) 测量定位工作方法与技术。

  5.9.4重力采集资料质量

  重力采集资料质量内容包括:

  a)重力基点网的闭合环数、闭合差和闭合时间;

  b) 重力基线边的联测精度及基点网精度;

  c)重力普通测线闭合基点的时间及闭合差;

  d) 测点的偏离程度及空点情况;

  e) 检查点的点数、分布、检查率及精度;

  f)重力异常图中的可疑异常和奇异点数;

  g)重力点重力值精度及异常总精度;

  h) 岩石物性测定精度。

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  5.9.5重力采集资料和图件

  5.9.5.1 重力观测、计算记录包括:

  a)主要重力基点点之记;

  b)重力观测记录簿(人工读数型重力仪);

  c) 仪器试验计算簿;

  d)重力观测计算簿;

  e) 重力异常计算簿;

  f)重力质量检查统计簿;

  g)近区地形改正记录簿。

  5.9.5.2 测量观测、计算记录执行SY/T5171。

  5.9.5.3岩石物性资料包括以下内容:

  a) 岩石标本采集记录簿;

  b) 岩石密度测定记录簿;

  c)岩石密度数据统计分析图表。

  5.9.5.4图件包括以下内容:

  a) 重力基点网平差图;

  b) 重力工作实际材料图;

  c) 布格重力异常图(带点位、点值)。

  5.9.6重力采集施工总结

  野外采集施工总结包括以下内容:

  a) 项目概况,包括项目来源、地质任务、部署工作量、工区概况等;

  b)采集方法与技术,包括试验工作、采集方法与技术措施等;

  c)施工组织管理,包括管理组织、队伍与资源配备、施工组织等;

  d) 生产管理,包括质量管理、安全管理、施工难点与措施等;

  e)任务完成情况,包括采集工作量及技术指标完成情况、质量评价、时效分析等;

  f) 采集资料归档清单;

  g) 问题与建议。

  5.10资料归档

  重力资料归档内容包括以下内容:

  a) 野外原始记录;

  b)仪器试验数据及结果;

  c) 重力基点点之记;

  d) 重力观测计算簿;

  e)重力异常计算簿;

  f)重力异常成果数据;

  g) 重力基点网平差示意图;

  h) 重力工作实际材料图;

  i)布格重力异常图(带点位、点值);

  j) 野外采集施工总结。

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  6磁力资料采集

  6.1 磁力仪检查与性能测试

  6.1.1磁力仪日常检查

  6.1.1.1每日工作前,应检查磁力仪主机、探头、接口及相关附件是否完好齐备,电量是否充足。

  6.1.1.2每日工作前,应检查磁力仪时钟,当与北京标准时间偏差大于1s时,应调整磁力仪时钟,直至达到秒级同步。

  6.1.2磁力仪噪声水平测定

  6.1.2.1应于开工前在工区内或工区附近测定,拟投入生产的所有磁力仪均应进行测定。

  6.1.2.2在地形平坦的地方,各磁力仪按不少于20m间距架设,在当地天文时间4:00—8:00或17:00—21:00时段进行秒级同步循环观测,循环采样时间间隔10s,观测时间不少于20min。

  6.1.2.3取日变较平稳时段不少于100个时刻的观测数据,按公式(38)计算各台磁力仪噪声水平,噪声水平应满足设计要求:

  ……………………………(38)

  式中:

  S——第j台磁力仪的噪声水平,单位为纳特(nT);

  △V;,——第 j台磁力仪第i 时刻(i=1,2,3,…,n) 观测值V,j与起算时刻(i=0) 观测值Vo,j的差值,单位为纳特(nT);

  △V,——第 i时刻各台磁力仪△V;;的平均值,单位为纳特(nT);

  n——计算时刻个数(不含起算时刻)。

  6.1.3磁力仪观测精度测定

  6.1.3.1应于开工前在工区内或工区附近测定,拟投入生产的所有磁力仪均应完成测定。

  6.1.3.2在无明显人文干扰且磁场相对平缓(20nT以内)的地方建立试验路线,设立不少于50个试验点,点距不小于20m,采用往返重复观测法观测。

  6.1.3.3按公式(39)计算磁力仪观测精度,观测精度应满足表6的要求:

  …………………………………(39)

  式中:

  EMSC——磁力仪观测精度,单位为纳特(nT);

  V——第 i点前后两次磁力观测值经日变改正后的差值(i=1,2,3,…,n), 单位为纳特(nT);n——试验点数。

  6.1.4磁力仪系统差测定

  6.1.4.1同一工区使用两台或两台以上磁力仪进行普通点采集时,应于开工前在工区内或工区附近开展系统差测定,拟投入生产的所有磁力仪均应完成测定。

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  表6磁力仪精度限差表

  设计异常总精度

  nT 噪声水平

  nT 观测精度

  nT 系统差

  nT 一致性精度

  nT ±7.0 ±1.0 ±2.0 1.0 ±2.5 ±5.0 ±1.0 ±1.5 0.7 ±2.0 ±3.0 ±0.7 ±1.0 0.5 ±1.2 ±2.0 ±0.5 ±0.6 0.3 ±0.8 ±1.0 ±0.3 ±0.4 0.2 ±0.5

  6.1.4.2 试验点设立要求同6.1.3.2,拟投入生产的磁力仪按相同的试验点顺序进行磁力观测。

  6.1.4.3按公式(40)计算各台磁力仪系统差,当系统差超过表6的要求时应对磁力仪作系统差改正,即用磁力仪读数值减去系统差值作为磁力观测值。下文中的磁力观测值均指经系统差改正后的磁力值。

  …………………………………………

  (40) 式中:

  δMxr—某台磁力仪系统差,单位为纳特(nT);

  V——某台磁力仪在第i点经日变改正后的磁力值与所有磁力仪在该点经日变改正后的磁力值的平均值之差,单位为纳特(nT);

  n——试验点数。

  6.1.5磁力仪一致性测定

  6.1.5.1同一工区使用两台或两台以上磁力仪进行普通点采集时,应于开工前在工区内或工区附近完成仪器一致性测定,拟投入生产的所有磁力仪均应进行测定。

  6.1.5.2 试验点设立要求同6.1.3.2,拟投入生产的磁力仪按相同的试验点顺序作往返重复观测。

  6.1.5.3磁力仪一致性精度按公式(41)计算,一致性精度应满足设计要求:

  …………………………………

  (41) 式中:

  EMY——磁力仪一致性精度,单位为纳特(nT);

  V₂——第j台磁力仪在第i点往程或返程的经日变改正的观测值与所有磁力仪在该点经日变改正后的观测值平均值之差,单位为纳特(nT);

  m——仪器台数;

  n—试验点数。

  SY/T5819—2024

  6.2磁力日变站设立和日变观测

  6.2.1日变站设立

  陆上磁力测量应在磁力普通点采集前设立磁力日变站,并符合以下要求:

  a) 日变站址应远离电力和通信设施、工业厂区、磁性岩石裸露区,在半径2m及高差0.6m范围内磁场变化量不超过设计磁力△T 异常总精度的1/2;

  b)日变站址应制作标志,测定和记录坐标和高程;

  c) 超过勘探设计规定控制范围时应设日变分站,并通过与主日变站联测,求取基本磁场值,经联测的日变分站与主日变站等同使用,统称为日变站;同一工区设立多个日变分站时,各日变分站均应与主日变站联测,求取基本磁场值。

  6.2.2 日变站基本磁场值求取

  6.2.2.1 在日变站位置架设磁力仪,探头离地高度不少于1.5m, 以循环观测方式测量和记录磁力日变数据,循环观测时间间隔不大于10min,连续观测时间不少于48h。

  6.2.2.2 选取磁场连续平稳时段不少于4h的磁力日变数据,按公式(42)求取日变站基本磁场值:

  ……………………………………

  (42) 式中:

  TBo——日变站基本磁场值,单位为纳特(nT);

  TB——第i时刻日变站的观测值,单位为纳特(nT);

  n——计算数据时刻个数。

  6.2.2.3当相邻工区已建立磁力日变站时,应从相邻工区日变站通过联测引入基本磁场值。6.2.3 日变站联测

  6.2.3.1 日变站联测采用秒级同步循环观测方式进行,联测应在当地天文时间4:00—8:00或17:00—21:00进行,循环观测时间间隔取10s。

  6.2.3.2选取日变较平稳时段不少于2h的观测数据,按公式(43)计算新设日变分站基本磁场值:

  ………………………………

  (43) 式中:

  TBo——新设日变分站基本磁场值,

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