CG5重力仪的地震重力测量应用手册.docx
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CG5重力仪的地震重力测量应用手册
CG-5重力仪的地震重力
测量应用手册
中国地震局地震研究所
2007.02
引言
CG5相对重力仪是加拿大scintrex公司生产的全自动重力仪，CG5的测量精度优于5microGal，残差长期漂移率（静态）优于0.02mGal/day其主要应用于物探和地震监测等方面。
本手册主要介绍如何使用CG5进行地震重力测量，同时也介绍了仪器的简单操作和如何使用PDA配合CG5完成野外重力测量的数据记录以及外业数据处理，有关其详细操作可参考《CG5简明应用手册》和《重力测量电子记簿系统使用手册》。
CG-5重力仪介绍
主要介绍使用CG-5重力仪的各个组成部分、相关界面和程序。
1.CG-5开箱
图1运输箱内的重力仪
CG-5重力仪放在箱子里以在运输过程中保护仪器，中国地震局地震研究所根据实际情况，为方便仪器的运输，并顾及野外操作的便携性，根据仪器的尺寸加工了配套安装箱。
2.CG-5重力仪及配件
主要包括CG-5重力仪、两块充电Li电池、电池座充及适配器、SCINREX数据传输软件和驱动等。
3.初次操作CG-5
当第一次开启CG-5重力仪或CG-5断电超过48小时后，如果要用仪器进行重力观测，必须对CG-5进行通电加热48小时。
1．接通Autograv电源–使用电源适配器对仪器供电，也可用电池供电。
2．准备周期–当连接了Autograv与电源适配器以后，仪器需要4小时的加热以达到运行温度。
3．稳定时间–连接上电池以后，为了仪器的稳定性，需要等待至少48小时。
4.CG-5重力仪通电
可以通过下面两种方式对CG-5供电：
由15V外部电源供电
由CG-5配置的两个智能电池中的一个或两个供电。
若接通外部电源同时安放了电池，外部电源在对设备供电的同时，亦向需要充电的电池充电。
电池充电完成以后，由于仪器继续由外部电源供电，因而电池保持充电完成状态。
每个电池的充电时间大约4个小时。
该仪器还提供一个免费的标准充电器，以便电池单独充电。
仪器通电
●将外接电源适配器的输入端与供电网连接（100V~240V交流，47~63Hz）。
●将15V直流输出接到CG-5的面板背后两针插座。
安置电池
●从设备一边打开电池仓盖。
●插入电池使之与插头紧密结合。
●将电池仓盖重新盖好。
说明：
电池充电情况可由屏幕下方的小图标显示。
两个充满电的电池可供CG-5在25℃的外界温度下连续工作超过14小时。
电池的容量会随着温度的下降相应的减少，当外界温度低于-20℃时，不推荐使用电池。
当电池的剩余电量低于电池容量10%时。
设备会以间隔15秒的“哔”的提示音予以提示。
此时必须至少更换一块电池或连接外接电源。
若不具备执行上述操作的条件，则应该取出电池以防止电池耗尽。
5.充电器的使用
使用SBS3002对一个或同时对两个电池单独进行充电。
●将电源适配器插头与供电网（100V~240V交流，50-60Hz）连接。
●将电源适配器输出插头插入充电器。
●将一个或两个电池放入充电器。
说明：
可对电池进行充电的温度范围为0℃~45℃。
每个电池需要连续充电大约3小时。
位于充电器前面的指示灯有如下含义：
绿灯闪烁：
充电
绿灯长亮：
充电完成
黄灯长亮：
等待（电池超出温度范围）
红灯闪烁：
电池有问题。
控制面板及键盘区介绍
主要介绍CG-5重力仪的控制面板和键盘，如图2所示。
图2CG-5控制面板和键盘区
1.操作键盘
关闭或开启CG-5。
确认键。
该键具有双重功能，MEASURE用于启动测量功能，CLR用于清除先前以数字（或字符）输入字符。
用于向左、右、上、下任一方向移动光标。
用于访问显示器上的选项，选项会根据当前菜单的变化而改变。
2.显示屏及菜单相关操作
显示屏是一款VGA单色图形显示屏幕。
每个显示界面都有相应的界面名称，数据输入或设置区域，选择选项在屏幕的右边，操作选项在屏幕底部。
图3STATIONDESIGNATION界面
CG-5野外操作
主要介绍CG-5重力仪的测量参数设置、测量及PDA的记录。
1．安置仪器
将三脚架放在测点上（让水准气泡朝向观测员）。
右手抓住手柄，左手放在左上角的圆孔，将其对准三脚架的左上角的腿，移动CG5，将右上角的凸角对准三脚架的凹槽，则CG5的近下面板恰好落在三脚架近腿上，如图4（a）、（b）所示。
（a）三脚架的安放（b）仪器安放在三脚架上
图4仪器的安置
2．开机
按ON/OFF键即可。
注意：
如果仪器时间信息（年、月、日、小时、分）显示不正确，需要将仪器的时间重新设置。
通过SETUP键进入CLOCK菜单选项，如图5所示。
图5“CLOCK”菜单界面
3．初始化测量参数
按SETUP键，进入SETUP菜单，包括Survey,Autograv,Options,Clock,Dump,Memory,Service，如图6所示。
图6按SETUP键进入的CG-5主界面
通过上-下-左-右键，首先选择Survey选项，按F5（OK）进入该菜单，如图7所示。
图7SURVEYHEADER界面
按PARAMS，进入测站指示系统（STATIONDESIGNATIONSYSTEM），如图8所示，通常选择（XYm或者XYft）。
图8STATIONDESIGNATIONSYSTEM界面
按F5返回SURVEYHEADER，通过切换FUNCT/EDIT（F3），输入SurveyID（通常以仪器编号,如G204）、Customer（客户，如CEA）和Operator（操作员，如XING），输入GRIDREFERENCE的内容，包括Latitude,Longitude,Azimuth,Elevation,UTMZone,GMTDiff。
其中经纬输入后，在下个点测量的时候就不需要再编辑了，UTMZone在物探中要选择50，GMTDiff需要输入-8用于对记录时间进行转换，我们地震测量系统对此没有特殊要求，尽管不进行固体潮改正，最好还是输入该选项。
编辑完毕，切换功能键，OK退出。
表1SURVEYHEADER菜单的示例设置
Surveyid
customer
operator
latitude
longitude
azimuth
elevation
UTMZone
GMTDiff
207
cea
xing
30.5N
114.4E
0
0
50
-8
进入Autograv选项，进行设置,包括TideCorrection,Cont.Tilt.Corr,AutoReject,TerrainCorr,SeismicFilter,SaveRawData等，如图9所示。
需要说明的是，仪器格值因子G.Cal1在开箱后，使用出厂默认设置值，待仪器在基线场标定后，用标定的新格值因子替换出厂设置。
图9AUTOGRAVPARAMETERSETUP界面
表2AUTOGRAVPARAMETERSETUP菜单的示例设置
TideCorrect.（固体潮改正）
NO
Cont.Tilt.Corr.（连续倾斜改正）
YES
AutoReject.（自动拒绝）
YES
TerrainCorr.（地形改正）
NO
SeismicFilter.（震动滤波）
YES
SaveRawData.（保存原始数据）
YES
Gref.（漂移常量）
0
G.Cal1.（格值因子）
8071.998
TiltX.Sens.（X轴倾斜灵敏度）
589.3
TiltY.Sens.（Y轴倾斜灵敏度）
643.5
TiltX.Offs.（X轴倾斜偏移）
28.1
TiltY.Offs.（Y轴倾斜偏移）
49.2
Tempco.（）
-0.154
Drift.（）
0
编辑完毕，切换功能键后，按OK保存退出。
进入Options选项，设置ReadTime,cycletime,#ofcycles等内容，如图10所示。
图10DEFINEOPTIONS界面
表3DEFINETHEOPTIONS菜单设置示例
Readtime（读数时间）
40
Cycletime（循环周期时间）
60
#ofcycles（重复次数）
3
Startdelay（测量时间延迟）
10
Lineseparation（线间隔）
0
Stationseparation（站间隔）
0
Autostationinc（测站号自动增加）
NO
Chartscale（图形比例）
1
measurement（测量方式：
数字或图形）
NUMERIC
LCDheater（LCD加热）
OFF
RecordAmb.Temp
（高海拔地区记录温度，代替高程）
NO
编辑完毕，切换功能键后，按OK保存退出。
到目前为止，仪器的测量参数设置完毕！
需要注意的是：
测量参数设置好后，在下个点或者下次野外作业的时候，不需要做任何改动。
仪器野外操作前，Service选项里的Calibration一定要OFF，否则进行仪器的各项校正。
4．测量
按MEASURE/CLR键，进入测量模式，如图11所示。
切换功能/编辑键盘，输入Station号（即测点号，比如3053），线号可以设置为0，高程可以随意输入而没有任何影响。
图11STATIONDESIGNATION界面
按F5（LEVEL）进行仪器调平，如图12所示。
通过屏幕显示调整螺母，调整X、Y轴。
当X、Y都在
范围内，屏幕出现笑脸图标。
图12LEVELING界面
按下F5（READGRAV），延迟10秒后，仪器开始测量读数，如图13（a）、（b）所示，其中3773.222mGal为秒读数，表格1、2、3、4、5为前几组40S采样处理结果，包括时间信息。
图下方给出时间、温度、误差、标准差、倾斜改正等信息。
（a）数字模式（b）图形模式
图13数据采集界面
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