CG-5重力仪的地震重力测量手册 - 图文

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

目录

目录

目录 .................................................................................................................................................. I 引言 .................................................................................................................................................. 1 CG-5重力仪介绍 ............................................................................................................................. 2

1. CG-5开箱 ............................................................................................................................. 2 2. CG-5重力仪及配件 ............................................................................................................. 2 3. 初次操作CG-5 .................................................................................................................... 2 4. CG-5重力仪通电 ................................................................................................................. 3 5. 充电器的使用 ...................................................................................................................... 3 控制面板及键盘区介绍 ................................................................................................................... 5

1. 操作键盘 .............................................................................................................................. 5 2. 显示屏及菜单相关操作 ...................................................................................................... 6 CG-5野外操作 ................................................................................................................................. 7

1．安置仪器 ............................................................................................................................. 7 2．开机 ..................................................................................................................................... 7 3．初始化测量参数 ................................................................................................................. 8 4．测量 ................................................................................................................................... 11 5．使用PDA建立工程 ......................................................................... 错误！未定义书签。 6．使用PDA记录重力测量数据 ......................................................... 错误！未定义书签。 7．关机 ................................................................................................................................... 12 8．下一测站的测量 ............................................................................................................... 13 数据转存......................................................................................................................................... 14

1．安装SCTUTIL ................................................................................................................. 14 2．安装驱动程序 ................................................................................................................... 14 3．通过USB口转存测量数据 ............................................................................................. 14 数据处理......................................................................................................... 错误！未定义书签。

1. 重力联测计算 .................................................................................... 错误！未定义书签。 2. 交换文件输出 .................................................................................... 错误！未定义书签。 3. 平差交换文件输出 ............................................................................ 错误！未定义书签。

I

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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》。

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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

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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：

①由15V外部电源供电

②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 ~63 Hz ）。 ? 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 - 60 Hz ）连接。 ? 将电源适配器输出插头插入充电器。

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? 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。

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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2 CG-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。

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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3 STATION DESIGNATION 界面

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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。

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图5 “CLOCK”菜单界面

3．初始化测量参数

①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

②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7 SURVEY HEADER界面

按PARAMS，进入测站指示系统（STATION DESIGNATION SYSTEM），如图8所示，通常选择（XYm或者XYft）。

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图8 STATION DESIGNATION SYSTEM界面

按F5返回SURVEY HEADER，通过切换FUNCT/EDIT（F3），输入Survey ID(通常以仪器编号,如G204)、Customer（客户，如CEA）和Operator（操作员，如XING），输入GRID REFERENCE的内容，包括Latitude, Longitude, Azimuth, Elevation, UTM Zone, GMT Diff。其中经纬输入后，在下个点测量的时候就不需要再编辑了，UTM Zone在物探中要选择50，GMT Diff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1 SURVEY HEADER菜单的示例设置

UTM Survey id customer operator latitude longitude azimuth elevation Zone 207 cea xing 30.5N 114.4E 0 0 50 Diff - 8 GMT ③进入Autograv选项，进行设置,包括Tide Correction, Cont.Tilt.Corr, Auto Reject, Terrain Corr, Seismic Filter, Save Raw Data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9 AUTOGRAV PARAMETER SETUP界面

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表2 AUTOGRAV PARAMETER SETUP菜单的示例设置

Tide Correct.(固体潮改正) Cont.Tilt.Corr.(连续倾斜改正) Auto Reject.(自动拒绝) Terrain Corr.(地形改正) Seismic Filter.(震动滤波) Save Raw Data.(保存原始数据) Gref.(漂移常量) G.Cal1.(格值因子) TiltX.Sens.(X轴倾斜灵敏度) TiltY.Sens.(Y轴倾斜灵敏度) TiltX.Offs.(X轴倾斜偏移) TiltY.Offs.(Y轴倾斜偏移) Tempco.() Drift.() NO YES YES NO YES YES 0 8071.998 589.3 643.5 28.1 49.2 -0.154 0 编辑完毕，切换功能键后，按OK保存退出。

④进入Options选项，设置Read Time, cycle time ,#of cycles等内容，如图10所示。

图10 DEFINE OPTIONS界面 表3 DEFINE THE OPTIONS菜单设置示例

Read time(读数时间) Cycle time(循环周期时间) #of cycles(重复次数) 40 60 3 10

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Start delay(测量时间延迟) Line separation(线间隔) Station separation(站间隔) Auto station inc(测站号自动增加) Chart scale(图形比例) measurement(测量方式：数字或图形) LCD heater(LCD加热) Record Amb.Temp (高海拔地区记录温度，代替高程) 10 0 0 NO 1 NUMERIC OFF 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11 STATION DESIGNATION 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?10范围内，屏幕出现笑脸图标。

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图12 LEVELING界面

按下F5（READ GRAV），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

5．关机

按下ON/OFF键关机。

说明：无论在什么情况，如果仪器死机，同时按下ON/OFF键和F1键，强制关机。如果出现仪器软件问题，使用冷启动（COLD BOOT）恢复仪器出厂设置，具体方法为按住SETUP键不松开，在按ON/OFF键，屏幕将如图21所示，按下Y键，仪器将会恢复出厂设置，同时测量数据将丢失。建议在COLD BOOT前将数据转存。

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图21 COLD BOOT界面

8．下一测站的测量

到达下一个测站时，测量参数不需要做任何改动，安放三脚架和CG-5，开机后，直接按MEASURE CLR键，进入STATION DESIGNATON，输入该点号后，仪器整平并进行测量，最后进行数据的记录（PDA）、保存等工作。

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数据转存

主要介绍SCTUTIL程序的安装以及数据转存方法。

1．安装SCTUTIL

在 PC 机上插入 SCTUTIL CD-ROM 光碟，准备安装。此安装程序属于自动生效程序，于是您将看到的窗口如图22所示。然后按照默认安装，一直选择“NEXT”即可安装完毕。

图22 自动安装程序向导

2．安装驱动程序

如果只在PC上安装SCTUTIL，PC通过USB数据传输线连接至CG-5后，PC将不认识该硬件，请求安装该硬件驱动。此时，将SCTUTIL CD-ROM 光碟放在光驱里，选择自动安装即可完成。

3．通过USB口转存测量数据

①按ON/OFF键开启CG-5。 ②将USB数据传输线连接到PC上。

③将USB数据传输线连接到CG-5上。说明：如果你第一次使用USB口转储数据。计算机识

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别新硬件后会提示您安装USB驱动程序。

④启动 SCTUTIL 程序。点“开始”—>“所有程序”—>“SCTUTIL”—>“

主程序界面如图23所示。

”图标运行该程序，

图23 SCTUTIL程序主界面

⑤设置通讯参数。选择SCTUTIL程序主界面上的“Com Parameters”，如图24所示。说明：

在您进行数据传输或上载 CG-5 运行软件新版本之前，必须在 SCTUTIL 程序中设置合适的波特率及正确的数据位。选择所需的波特率，数据位，停止位和奇偶校验，默认值为 19200，8，1和 None。需要特别注意的是，波特率一定要改为9600以适应CG-5传输要求，否则将会引起数据库完整性问题，不能进行数据转换。端口(Port)通常选择Com1。流量控制(flow control)t通常选择选择 “None”。(USB Interface)通常按照CG-5默认选择即可。

图24 Com Parameters窗口界面

⑥原始数据转存。选择主界面的“Dump”，这是将数据传输至您PC机上所需的最后一步。如图23所示。点“START DUMP”，程序将根据当前的时间信息（年、月、日、小时、

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分）生成一个文件名*.raw文件，人机对话选择保存的路径，如图25所示。将原始数据文件转存到PC机上，保存过程如图26所示。

图25数据转存至PC机的人机对话界面

图26 数据传输过程界面

⑦原始数据格式转换。选择需要转换的文件类型，如图26所示，点“CONVERT”或者“RAW To SGD”均可。说明：如果不选择“Print Text File”、“Keep Log File”和“Create XYZ File”，原始数

据*.raw文件将被转换为*.sgd、*.txt和*.smp文件。具体的数据格式如图27所示。 ? ? ? ? ? ?

*.raw： 原始数据文件，为二进制的数据文件，用户无法打开。 *.log： 日志文件，为文本文件。

*.sgd： Scintrex Geophysical Data 格式文件。这是您需要转储的文件，有许多用途。它是二进制的数*.txt：文本文件。

*.xyz：不带有头文件信息的文本文件，除头信息没有外，其余与*.txt 文件一致。

*.smp：包含了未经处理的以6Hz抽样的重力记录、X轴的偏移、Y轴的偏移和内部温度传感器。

据文件。

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图26 数据格式

⑧清除内存。在需要的时候，可以清除CG-5 的内存。按SETUP键，选择”Memory”选项，如图27所示。按F1(CLEAR MEMORY)，然后按先后次序按F1、F3、F2和F4即可。

图27 MEMORY界面

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r29w.html