重力点

重力测绘领域术语

重力点是用于测量重力加速度的点。

重力

重力是地球引力和地球自转所产生的离心力的合力。重力测量的成果可以将各种大地测量的成果准确地归算到椭球面上。重力观测值能准确反演地壳内部物质分布和移动状况，是石油、矿产资源勘探的重要手段，是地震预报的有效手段之一，同时对导弹、人造卫星的发射、轨道计算提供必需的导航参数。

重力基准点

指绝对重力值已知的重力点，作为相对重力测量（两点间重力差的重力测量）的起始点。

中国于1956~1957年建立了全国范围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。

重力测量

重力测量是根据不同的目的和要求，使用重力仪测量地面某点的重力加速度。 50年代中期，我国建立了由27个基本重力点和80个一等重力点构成的第一个重力控制网，该网是以苏联的阿拉木图、伊尔库茨克和赤塔为起始点，其绝对值为国际波茨坦系统。1981年，国家测绘总局在福州市溪口省测绘局外业大队北楼室内，埋设了重力基准点，根据中意科技文化合作协定，由国家测绘总局与意大利都灵计量研究所合作，用该所研制的可移动式绝对重力仪，测定了该点的绝对重力值，重力成果达到了微伽级的高精度。它是按照国务院1978年84号文件《关于重建我国高精度重力控制网的决定》而建立的“85国家重力基本网”的6个基准点之一(另5个是北京、广州、南宁、昆明、青岛)。该网还包括64个基本重力点和5个引点，充分利用全球的重力测量成果，同国际重力测量委员会建立的“1971年国际重力系统”进行了北京—日本，北京—巴黎的国际联测和北京—香港联测，联测精度为15～20微伽，平差后点重力值精度为±8微伽，新网建立后，代替了原来采用的具有较大系统误差的波茨坦重力系统。

重力测量基准

绝对重力值为已知的重力点，可以作为相对重力测量的基准点，由它可以递推出各重力点的绝对重力值。

历史上曾经有过两个国际重力基准点:一是维也纳系统，这是1900年在巴黎举行的国际大地测量学协会会议上通过的;另一是波茨坦系统,这是1909年在伦敦举行的国际大地测量学协会会议上通过的。后者一直被世界各国使用到今。波茨坦系统以德国波茨坦大地测量研究所摆仪厅的重力值作为基准,重力值□=981.274±0.003伽。几十年来,许多国家的绝对重力测量结果表明,波茨坦绝对重力值大了14毫伽左右,所以1971年在莫斯科举行的国际大地测量学和地球物理学联合会第15届大会上决定采用1971年国际重力基准网 (ISGN-71)。与其相应的波茨坦基准点的新重力值□=981260.19±0.017毫伽。国际重力基准网除了作为相对重力测量的起始数据外，还用作重力仪格值标定的比较基线。因此它具有较高的精度。中国从1895年在上海徐家汇观象台测定第一个重力值起,到1949年全国总共测定了200多个重力点。其误差约为5～10毫伽。1949年以后,开始用摆仪和重力仪在部分地区进行相对重力测量。为了建立各种用途的相对重力测量基准和为有关学科提供重力资料，1956～1957年在全国范围内建立了第一个国家重力控制网，该网由21个基本点和82个一等点组成。1981年又在全国测定了10多个高精度绝对重力点，精度约为±10微伽。1983年起开始重建全国重力基本网，其中基本点约40个，一等点约百余个。测定精度基本点高于±25微伽，一等点高于±40微伽。1984年又和香港、日本、法国进行了重力国际联测。

我国重力基本网

我国在解放前只测了200多个重力点,精度5~10毫伽,没有建立重力基本网。新中国成立后为满足各方面需要，先后建立过三代重力基本网，即1957国家重力基本网和1985国家重力基本网，2000国家重力基本网是第三代国家重力基本网。

1．1957国家重力基本网

1956-1957年，为了适应全国天文大地控制网数据处理对高程异常和垂线偏差的需要，我国同苏联合作建立了我国第一代重力基本网。当时没有进行绝对重力测量，基准点重力值从莫斯科经由伊尔库茨克、阿拉木图和赤塔3个基本点用航空联测方法，用9台相对重力仪联测到北京西郊机场。在此之前，前苏联航空重力队曾在波茨坦和莫斯科之间进行联测。北京西郊机场上的重力点是我国第一个重力原点，其重力属于波茨坦重力系统，相对于波茨坦国际重力原点的精度为±0.51毫伽。与此同时,在全国布设了21个重力基本点和82个I等重力点,基本重力点的联测精度为±0.25毫伽,这些点一并平差处理,构成1957国家重力基本网,其基本点相对于北京重力原点的误差不大于±0.32毫伽,I等点不大于±0.40毫伽. 20世纪70年代初,中国计量科学院研制成功自由落体绝对重力仪,进行了我国首次绝对重力测量,与北京重力原点联测，证明原值大了13.5毫伽。因此，在生产中凡采用波茨坦重力系统重力时，一律改正-13.5毫伽。有些单位则直接采用国际有关组织决定,对波茨坦重力系统的重力值加-14.0毫伽改正数。

2．1985国家重力基本网

我国57网存在的问题主要是没有绝对重力点（统称为基准点）；重力系统由波茨坦辗转联测过来，当时相对重力仪测量精度不高，而且波茨坦重力系统已经废止，以IGSN71代之，我国还没有纳入这个新系统，因此有必要建立第二代国家重力基本网。 1981年，根据中国和意大利科技合作协议，中意合作利用意大利计量院的自由落体绝对重力仪在我国测了11个绝对重力点。由于仪器稳定性及选址不当等原因，85网用了其中6个绝对重力点作为基准点，后又用9台高精度相对重力仪联测了46个基本点，还与境外23个高精度重力点进行了联测，其中包括绝对重力点和IGSN71的重力点。这不但改善了图形结构，提供了外部精度标准，而且使85网与IGSN71有了较紧密的连接，使85网的重力系统纳入IGSN71系统。由于单台绝对重力仪当时的测量精度与多台相对重力仪的测量精度差别不大，故在整体平差中对基准点和相对重力点赋以不同的权也给予改正数解算。另外，将LCR相对重力仪格值因子及周期函数作为仪器给定参数与重力值一并答解，使仪器参数更能适合全网观测情况，进而求出相对重力的最佳重力值。整体平差由878个观测方程求解136个未知数，其中重力点未知数80个（国家基准点6个、基本点46个及引点5个，境外基准点和基本点23个），仪器参数56个。 85网整体平差的单位权中误差为±15微伽，点重力值中误差（内部符合）为±8~±13微伽，经外部符合检核，发现重力值中有一定的系统性影响，所以85网重力值的精度被认为是在±20微伽到±30微伽之间。

3. 2000国家重力基本网

我国85网较之于1957国家重力基本网（简称57网），在精度上提高了一个数量级，消除了波茨坦系统的误差，增大了基本点的密度。它作为我国基本重力控制网提供使用后，十几年来在测绘、地质、地震、石油、国防等领域发挥了重要作用。但是，随着时间的推移，各经济建设迅速发展，使85网基本点因受损而不便使用或不能使用。据调查统计，有2/3以上的85网重力基本点不能使用。另一方面，由于受当时设备、技术等方面的限制，85网绝对重力点的观测精度较低，点位分布不均匀，图形结构不尽合理。由此可见，85网的这种状况已不能充分发挥国家重力基准应有的作用。近年来，我国又引进了精度达到3~5微伽的FG5绝对重力仪，在网络工程基准点上施测精度很高，为我国独立建立新一代更高精度的重力基准提供了技术手段。另外从国际重力基准的变化来看，已决定建立国际绝对重力基准网。而85网仍属于IGSN71重力系统。从以上各方面分析，有必要建立新一代国家基本重力网（即2000国家重力基本网）。经过国家测绘局、总参测绘局、中国地震局近三年的艰苦努力，于2002年圆满完成了2000国家重力基本网的建立工作。2000国家重力基本网由137个点组成。其中基准点18个，基本点119个；另有引点106个。

2000国家重力基本网平差后的精度指标为：基本网中重力点平均中误差为±7.35微伽;其中具有绝对重力观测成果的基准点平均中误差±2.3微伽；基本点平均中误差±6.6微伽；基本点引点平均中误差±8.7微伽。8个国家重力仪格值标定场的64个重力点平均中误差为±3.4微伽。2000网联测的85网和地壳运动网等其它66个重力点平均中误差±9.5微伽。 2000国家重力基本网是由基准点、基本点、引点以及长基线、短基线构成，并对已有的85网点进行了联测（见图3.23），网形结构合理，充分考虑了国家基础建设、国防建设和防震减灾等方面的需要，种类齐全，功能完备，设计科学合理。该网精度高，覆盖范围大，点数多，点位顾及了我国实际情况，额度适宜，分布基本均匀。建网中采用了多项国内外先进技术和现代作业方式。该网数据处理理论方法严密，技术先进，平差结果可靠，精度真实可信。该网与85网相比具有质的飞跃，达到国际领先水平。下表为我国重力建网的基本情况。

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