CG-5重力仪操作手册

CG-5重力仪使用手册（简写本）

中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院

2010年3月

目 录

准备工作 ....................................................................................................................................... 3 一、重力仪供电 ....................................................................................................................... 3 二、冷启动及热启动 ............................................................................................................... 3 仪器的安置与开机 ....................................................................................................................... 4 一、仪器安置 ........................................................................................................................... 4 二、重力仪开机 ....................................................................................................................... 4 参数设置 ....................................................................................................................................... 4 一、测量参数设置 ................................................................................................................... 4

1．测量标题确定 ............................................................................................................... 5 2．GPS使用 ....................................................................................................................... 5 3．测站标记确定 ............................................................................................................... 5 二、仪器参数设置 ................................................................................................................... 6 三、选项参数设置 ................................................................................................................... 6 调平与测量 ................................................................................................................................... 7

1.测站点号输入 .................................................................................................................... 7 2.调平 .................................................................................................................................... 8 数据采集 ....................................................................................................................................... 8 传输数据 ....................................................................................................................................... 9 注意事项： ................................................................................................................................. 10 常见故障及排除方法 ................................................................................................................. 11

准备工作

一、重力仪供电

CG-5重力仪有两种供电方式：由15V外接电源供电或由仪器配备的两个智能电池供电。 1、 外接电源供电 外接电源供电步骤：

1) 外接电源适配器的输入端与供电网连接（100V~240V交流，47~63Hz） 2) 将15V直流输出连接到CG-5重力仪面板背后两针插座。 2、 智能电池供电

CG-5重力仪使用可充电“智能”锂电池。电池标称电压11.1V，标称容量6.6Ah，工作温度范围-20℃~60℃。两个充满电的电池可供CG-5重力仪在外界温度25℃时连续工作超过14小时。电池的容量会随着温度的下降相应的减少，当电池剩余电量低于电池电量的10%时，仪器会以间隔15s的提示音予以提示，此时应及时连接外接电源或更换电池。若无法更换电池或连接外接电源，则应该取出电池以防止电池电量耗尽，否则当电池电量耗尽，会导致电池标定参数丢失，电池容量减少。若发生上述情况，可用CG-5重力仪配套充电器重新标定。

智能电池安装步骤：

从仪器侧边打开电池仓盖。

（a）

（b） 连接器在电池仓的底部。插入电池使之与连接器紧密结合。 （c）

将电池仓盖重新盖好。

若以错误的方式插入电池，则无法盖好电池仓盖。

CG-5重力仪配有智能电池充电器，以便对电池单独充电，每个电池需要连续充电大约4小时充满。

在CG-5重力仪断电超过48小时后，重新使用前，仪器需要通电48小时以上，其中预热4小时仪器才能达到运行温度，加热48小时后仪器才能稳定。

二、冷启动及热启动

1、冷启动

仪器出厂后第一次使用时，应该进行冷启动来重新设置仪器。以后的使用过程中，一般不再进行冷启动。需要注意的是数据在冷启动时将丢失，所以进行冷启动前要及时传输测量数据。 冷启动步骤：

（a） 同时按下【setup/4】键和【ON/OFF】键启动仪器，系统将提示是否恢复为仪器缺省设

置。

（b） 按【9】键进行冷启动。

（c） 或者按【recall/5】键取消冷启动。 2、热启动

仪器使用过程中出现死机现象，例如页面无法更新、功能无法实现等，需要进行热启动，同时按【ON/OFF】键和【F1】键，系统将热启动。按住【setup】键，所有数据将被删除。

仪器的安置与开机

一、仪器安置

1.安放三角架

在测点处一块平地上，用力按下三角架，使每条腿的钢尖插入地面，方向为“T”字形，这样方便调节底部的螺旋调平仪器。

2.仪器安置

将仪器平稳的放在三角架上，确保仪器底面的V形凹槽、锥形凹槽正好和三角架脚螺旋的球形端结合，这样仪器固定在三角架上，并且能够自由调平。

右手提住重力仪，左手扶住重力仪左前方的锥形凹槽，先将锥形凹槽与三角架左前方的球形端结合，然后轻微旋转仪器，将重力仪右前方的V形凹槽与三角架右前方的球型端结合，最后完全放稳仪器。

二、重力仪开机

按【ON/OFF】键启动CG-5重力仪的显示器及微处理器。只要仪器中安装了至少一块电池或连接了外接电源，无论仪器是否开机，其内部的温度控制器及绝大多数电子元器件都始终保持通电状态，不受影响。

如果操作中要用到GPS，则先连接GPS接收天线到COM2接口，再开机。

参数设置

CG-5重力仪进行测量前，必须进行各种参数设置，这些参数是：测量参数、仪器参数、读数和循环及基准站选项、时钟参数、传输参数、内存。

按【SETUP】键，进入设置界面，主要包括Survey（测量），Autograv（仪器），Options（选项），Clock（时钟），Dump（传输），Memory（内存），Service（服务）选项。

采集数据前，一般需要设置三套初始化参数，包括：测量参数、仪器参数和选项参数。

一、测量参数设置

选择Survey（测量）选项，按F5进入该菜单，进行测量参数的设置。

1．测量标题确定

首先，在Survey Header界面上，对Survey ID（测量标记）、Customer（单位名称），Operator（操作者）进行测量标题参数的设置。如下图所示。

测量标记是一次测量项目的总称，测量项目中包括许多点的测量，因为数据是以测量标记为单位进行存储，所以除非数据已经传输到计算机，并且清除了存储器，其它情况下命名测量标记时，不允许重复使用同一个测量标记名称。所以在开始一个新的测量项目时，必须要重新命名。

2．GPS使用

在测量中需要使用GPS信号时，要先在关机状态下连接GPS接收天线到COM2接口，然后开机，在设置界面按【CHECK GPS】，如下图所示，出现一个卫星接收情况及坐标的提示框，内容为UTC（世界时）、Latitude（纬度）、Longitude（经度）、Altitude（高程）、Satellite（卫星数）和Hdop（平面位置精度因子）。

待坐标值稳定后，选择Survey，进入Survey Header界面，按【READ GPS】键，则界面中Grid Reference项中的纬度（Latitude）与经度（Longitude）值就会自动改正，其余项需要手动设置的，将光标移动到需要更改的参数处，按【FUNCT/EDIT】键，选择EDIT功能，进行手动设置即可，其中，Azimuth为方位角值，Elevation为高程，UTM Zone为基准网格点的UTM带，GMT Diff为所在时区与UTC的时间差，该值应设为-8。

3．测站标记确定

系统允许使用如下六种模式以设置测站标记，分别为NSEWm（北南东西，以米为单位），NSEWft（北南东西，以英尺为单位），XYm（以米为单位），XYft（以英尺为单位），UTMm（以米为单位）和LAT/LONG（纬度/经度）。

在Survey Header界面，按【F1/PARAMS】参数键，进入测站设计系统（Station Designation System），按【F3/FUNC/EDIT】选中EDIT功能，选中“system”，按左或右键在标记系统间转换，选择测站坐标系统为XYm。选择后OK，返回Survey选项。

二、仪器参数设置

进入Autograv（仪器）选项，进行仪器参数设置，如下图所示，分别为Tide Correct（潮汐改正）、Cont Tilt Corr（连续倾斜改正）、Auto Reject（自动舍弃）、Terrain Corr（地形改正）、Seismic Filter（地震滤波）、Save Raw Data（存储原始数据）。Tide Corr.：利用经度、纬度以及与UTC的时间差通过Longman公式计算地球潮汐校正。

Cont. Tilt. Corr.：在不稳定的地面观测读数时，以6Hz的频率计算微小的垂直方向倾斜变化以进行持续的补偿、若此功能关闭，则将使用读数最后1s的倾斜值进行改正。

Auto Reject：自动舍弃高频率的噪声，通常高于4倍标准偏差的噪声被舍弃。通过地震滤波时高于6倍标准偏差的噪声将被舍弃。

Terrain Corr：通过标准的Hammer计算，改正地形对重力的影响。

Seismic Filter：地震滤波器过滤由地震和其它震动引起的低频噪声。地震滤波器是一个带有锥形孔的平均值滤波器。

Save Raw Data：以6Hz的频率存储原始数据。

测量时，一般选择第1、2、3、5项为“YES”，第4、6项为“NO”，按左或右键开启或关闭参数。设置完毕后，按RECORD（记录）键存储并返回。

三、选项参数设置

进入Options选项，设置读数时间、循环时间、循环次数、启动延时、测线间隔、测站间隔、测站编号自动增加、LCD加温器和记录环境温度等内容，如下图所示。

Read Time：读数时间，指测量数据的持续时间，单位为秒，输入范围为1~256。

Cycle Time：循环时间，是以秒计算的在重复读数时的时间间隔、允许值范围可到99999s。若在设置100s的读数时间同时，设置200s的循环时间。CG-5会用100s来读数，再等待100s后进行下一次读数。需要注意的是考虑到一起相关的数据管理，循环时间至少比设置的读数时间值大20s。例如，Read Time设为55秒，实际运行时间为60秒，而循环时间设为75s。

#of Cycle：循环次数，自动重复模式下读数次数自动重复，也可以通过输入99999时采用基准站模式。允许范围是0~99998.

Start Delay：读数延迟，读数前，操作员希望仪器周围场地稳定需要的时间，允许范围是0~99s。

Line separation：测线间隔，以米为单位。

Station separation：测站间隔，以米为单位。通过输入一个值并且在Auto station increment设置为ON时使用。

Auto station Inc.：测站编号自动增加功能。可选择使用或禁止。使用时，一个测量循环完成后，测站编号自动增加。

Chart scale：图表比例尺。

Measurement：测量过程显示界面。可选择NUMERIC（数字）或GRAPHIC（图解）方式的测量显示界面。

LCD Heater：LCD加温器。寒冷环境中操作仪器时，开启LCD加温器。

Record Amb.Temp：环境温度记录。选择记录环境温度后，记录高程的位置为记录环境温度。

一般设置Read Time为55，Cycle Time为75，#of cycles为99998，Start delay为5，Auto station inc为YES，Measurement为NUMERIC，设置完毕，OK返回。

到目前为止，仪器的测量参数设置完毕！

调平与测量

1.测站点号输入

开机后，或设置好参数后按MEASURE/CLR键，会进入station designation界面，如下图所示，在此界面中，可输入Station（测站）、Line（测线）以及Elevation（高程）信息。其中，若在Options设置时，Auto station Inc.测站编号自动增加功能选择YES，则使用时，一个测量循环完成后，测站编号自动增加，不需进行手动进行更改。

2.调平

按【F5/LEVEL】键进入仪器调平，如下图所示，可以按照屏幕顶部焦炉图标指示的方向，旋转三角架的脚螺旋进行仪器调平。水平状态由十字丝和屏幕底部的弧秒显示。连续旋转脚螺旋直到交叉点进入中心小圆的内部（±10”），屏幕出现笑脸图标即可。注意先调平Y轴（垂直十字丝），再调节X轴。

至此，仪器做好采集数据的准备！ 按【F5/READ GRAV】键开始测量。

数据采集

在OPTION选项界面中选择了Numeric（数字）测量模式、精确调平了仪器以及在station designation界面下确定了测站及测线信息后，会进入数字显示界面。如下图所示。

其中3773.222mGal为未经过任何改正的重力值，表格1、2、3、4、5为前几组采样经改正后的重力结果及时间信息。图下方给出时间、温度、误差、标准差、倾斜改正、温度补偿等信息。

按F5（Final Data) 结束测量，进入以下菜单。

其中，Current栏为当前数据，包含了经过滤波和应用了所有改正后的当前重力值、时间和测站信息。通过方向上或下键，在Preceding栏可查看之前的数据。按RECORD保存当前数据，同时返回到station designation界面以便进行下一次测量；按CANCEL放弃当前数据，系统将不存储数据直接范围设置界面。

传输数据

CG-5重力仪可以通过RS-232端口或USB端口将数据传输到计算机上。

1.通过USB端口传输数据

使用USB端口传输数据，CG-5重力仪不需要进行任何参数设置。只需要在计算机上安装USB驱动程序及软件SCTUTIL程序，在SCTUTIL程序的“Com 接口参数”的窗口，选中“USB interface”即可。

数据传输步骤：

（a）首先按【ON/OFF】键开启CG-5重力仪，USB数据线一端连接在CG-5的USB接口，另一端连接在计算机的USB口，如果是第一次使用USB口传输数据，计算机识别新硬件后会提示安装USB驱动程序，CG-5重力仪的USB驱动程序位于SCTUTIL光碟上。需要注意的是，必须严格安装上面的连接顺序进行，否则数据无法进行传输。

（b）待计算机识别了设备后，打开SCTUTIL程序的传输窗口，直接点【START DUMP】（开始传输），程序将根据当前的时间信息（年、月、日、小时、分）生成一个文件名*.raw文件，选择保存路径，传输完成后，点【CONVERT】转换数据格式，原始数据*.raw文件将被转换为*.sgd、*.txt和*.smp文件。

2.数据文件格式及内容

1. *.raw：原始数据文件，为二进制的数据文件，用户无法打开。

2. *.sgd：SGD格式文件。该文件时必须传输的文件，为二进制的数据文件。

3. *.smp：包含了未经处理的以6Hz为频率的重力值、X轴的偏移、Y轴的偏移和温度传感器记录。仪器界面中如果Save Raw Data也就是保存原始数据中设置为否，*.smp文件为空文档。

4. *.txt：为传输的文本文件。内容如下图，前面三部分为测量之前进行各项参数设置内容，记录的观测数据分别是LINE（测线编号），STATION（测站编号），ALT.（高程），GRAV.（相对重力值），SD.（标准差），TILTX（X轴倾斜），TILTY（Y轴倾斜），TEMP（温度），TIDE（潮汐改正），DUR（读数时间），REJ（舍弃数量），TIME（时间），DEC.TIME+DATE（十进制时间），TERRAIN（地形改正），DATE（观测日期）。

注意事项：

1. 轻拿轻放，平稳地放到三脚架上，以不发出声响为标准。 2. 测量运输途中尽量保持仪器直立，能减少恢复时间。 3. 在测量时，最好同时手动记录点号、重力值及时间。

4. 测量参数设置好后，在下个点或者下次野外作业的时候，一般不需要做改动。

常见故障及排除方法

出现的问题 重力仪无法启动 屏幕全亮或全暗 屏幕或键盘无法工作 读数超出范围或读数接近GCAL1值以及ERR/SD过低 电池不能正常的显示其状态及正常 充放电，例如：电池比正常情况下充电快，而容量却减少。 电池在CG-5重力仪的屏幕不能显示其正常的状态 显示器显示变化缓慢 可能的原因 电池耗尽 没调整到合适的对比度 内部计算机需要重置 传感器锁定 可能的解决方法 插上充电器进行充电或换上充好电的电池。 按【DISPLAY】键，再按【F2（50%）】键。 同时按【ON/OFF】和【F1】键进行重力仪热启动。 用手指轻轻敲几下面板上的Autograv字样的位置。 进行一次新的读数，仪器不会测出错误结果。 若读数仍然有误，重复第一步反复轻敲重力仪，知道传感器解锁。 电池校准丢失 使用充电器重新校准。 需要重新设置内部电池充电器 环境温度过度，显示器无法正常工作 仪器和计算机间未连接RS-232或USB数据线 RS-232或USB数据线未连接到计算机上 文件传输程序未能正确安装 拿掉一个电池或断开外接电源电缆几秒钟来重新设置电池控制器。 在Options界面下或通过先后按下【DISPLAY】键及【F1】键，打开屏幕加热器。 连接数据线。 数据无法传输 连接数据线。 检查SCTUTIL程序是否正确。 用【ON/OFF】键关掉仪器。再通过同时按下【ON/OFF】键和【SETUP】键。如果希望恢复最初的设置，首先将数据传输到计算机。 即使按以上描述重置仪器需要冷启动 后，仪器还是无法工作

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