1、 ICS 91.120.25 P 15 备案号：281652010 中华人民共和国地震行业标准 DB DB/T 392010 地震台网设计技术要求 重力观测网 Technical specifications for design of earthquake monitoring network Gravimetric observation network 2010-03-12 发布 2010-06-01 实施 中国地震局 发布 DB/T 392010 I 目 次 前言 .II 引言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 重力观测网的分类和观测
2、项目 . 2 5 固定重力观测网 . 3 6 流动重力观测网 . 3 7 重力比测网 . 5 8 重力观测台网中心 . 6 附录 A （规范性附录） 重力点建设 . 8 附录 B （规范性附录） 相对重力点观测墩（四边形）设计示意图 . 9 附录 C （规范性附录） 相对重力点观测墩（圆形）设计示意图 . 10 附录 D （规范性附录） 绝对重力点观测墩设计示意图 . 11 DB/T 392010 II 前 言 本标准是地震台网设计技术要求系列标准中的第 5 项标准。该系列标准结构及名称预计如下： 地震台网设计技术要求 测震网 地震台网设计技术要求 地电观测网 地震台网设计技术要求 地磁观测网
3、 地震台网设计技术要求 地下流体观测网 地震台网设计技术要求 重力观测网 地震台网设计技术要求 地壳形变观测网 第 1 部分：固定站形变观测网 地震台网设计技术要求 地壳形变观测网 第 2 部分：流动形变观测网 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由中国地震局提出。 本标准由全国地震标准化技术委员会（ SAC/TC 225）归口。 本标准起草单位：中国地震局地震研究所、中国地震局第一监测中心、中国地震局综合观测中心、 中国地震局第二监测中心。 本标准主要起草人：李辉、王晓权、刘冬至、孙少安、邢灿飞、张祖胜、刘天海、祝意青、李正媛、 陈志遥。 DB/T 392010 I
4、II 引 言 制定地震台网设计技术要求系列标准的目的是为地震系统设计各级、各类观测台网提供技术依 据。 国务院发布的地震监测管理条例第 4 条指出： “国家对地震监测台网实行统一规划，分级、分 类管理” ，其中“分级管理”是指行政管理功能的界定，即对全国地震监测台网，按照管理权限分为三 级：国家地震监测台网、省级地震监测台网和市、县地震监测台网，其基本单元是“地震台” ；而“分 类管理”是指根据地震科学的不同学科对本学科的“观测网”进行技术管理，其基本单元是“观测站” 。 目前在我国地震系统中台网运行的方式只有固定观测和流动观测两种基本方式。 因而在本系列标准 中规定了测震、重力、形变、地磁、
5、地电和流体各学科用于不同观测目的的固定观测网和流动观测网的 功能、结构、技术要求、数据中心和观测站等技术要素，从而形成地震观测台网的各种基本设计单元。 将这些基本设计单元进行有效的组合可以设计满足不同观测目的的各级地震台网和各类地震观测网。 DB/T 392010 1 地震台网设计技术要求 重力观测网 1 范围 本标准规定了重力观测网的分类、观测项目、功能、布局原则、技术指标和技术装备的设计要求。 本标准适用于地震台网中各类重力观测网的设计， 也适用于地球科学研究的重力观测网和特种重力 观测网的设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期
6、的版本适用于本文件。 凡是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。 GB/T 19531.3 2004 地震台站观测环境技术要求 第 3部分：地壳形变观测 DB/T 7 2003 地震台站建设规范 重力台站 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 重力站 gravity observatory 经勘选符合相关技术标准要求，并设有重力观测标志，可进行定点连续重力观测的观测场所。 3.2 连续重力观测 continuous gravity observation 在重力站获取该站相对重力时间变化的重力测量。 3.3 固定重力观测网 permanent grav
7、ity observation network 覆盖一定地区范围，由重力站构成的观测网。 3.4 重力 观测 点 gravity observation mark 经勘选符合相关技术标准要求，并设有重力观测标志，可用于流动重力联测的观测场地。 3.5 流动重力联测 connected gravity survey 在 2个以上重力点间获取点间相对重力差的重力测量。 3.6 流动重力观测网 mobile gravity observation network 具有一定覆盖范围，由重力点构成重力联测线路的的重力观测网。 3.7 绝对重力点 absolute gravity mark 经勘选符合相关
8、技术标准要求，并设有重力观测标志，可用于绝对重力测定的观测场地。 3.8 重力梯度测量 gravity gradient measurement 测定两点间相对重力差与两点间距离的比值的重力测量。 DB/T 392010 2 3.8.1 垂直重力梯度测量 vertical gravity gradient measurement 测定重力观测标志表面中心点到规定垂直高度点间相对重力差与两点间距离的比值的重力测量。 3.8.2 水平重力梯度测量 horizontal gravity gradient measurement 测定以重力观测标志表面为高度规定的水平方向， 对称于标志中心的规定距离的
9、两点间相对重力差 与两点间距离的比值的重力测量。 3.9 绝对重力测定 absolute gravity measurement 在绝对重力点获取该点绝对重力值的重力测量。绝对重力测定除包括其自身外，还包括对该点的垂 直重力梯度测量和水平重力梯度测量。重力梯度测量在绝对重力测定之前或之后进行。每次绝对重力测 定需包括垂直重力梯度测量，而水平重力梯度测量仅在新建绝对重力点上测量一次。 3.10 重力比测站 gravity calibration station 经勘选符合相关技术标准要求，可提供重力与潮汐基准值、比对校准连续观测重力仪、绝对重力仪 的观测场所。 3.11 重力基线 gravity
10、 calibration line 经勘选符合相关技术标准要求，可对重力仪进行野外校准的观测场地。 3.12 重力比测网 gravity calibration network 覆盖一定重力值、潮汐参数值范围，由重力比测站和重力基线构成的重力观测网。 3.13 重力观测台网中心 gravity observation network center 具有重力观测网信息汇集、数据处理、数据服务、运行监控和其他专业技术服务功能的信息技术机 构。 3.14 重力观测网 gravity observation network 覆盖一定空间范围，由固定重力观测网、流动重力观测网、重力比测网和重力观测台网中
11、心构成的 重力观测系统。 4 重力观测网的分类和观测项目 4.1 重力观测网的分类 重力观测网由固定重力观测网、流动重力观测网、重力比测网和重力观测台网中心组成。 4.2 重力观测网的观测物理量 重力观测网的观测物理量包括： a) 相对重力时间变化值； b) 相对重力差值； c) 绝对重力值； d) 重力梯度值。 4.3 重力观测网的观测项目 重力观测网的观测项目包括： a) 连续重力观测； b) 流动重力联测； DB/T 392010 3 c) 绝对重力测定； d) 重力梯度测量。 5 固定重力观测网 5.1 观测项目 观测项目应包括连续重力观测和绝对重力测定。 5.2 分级 固定重力观测网
12、分为一级固定重力观测网和二级固定重力观测网。 5.3 功能 5.3.1 一级固定重力观测网 一级固定重力观测网应具备下列功能： a) 提供中国大陆重力场动态信息，包括各观测站重力潮汐和非潮汐时间变化； b) 提供网内大尺度重力扰动事件信息。 5.3.2 二级固定重力观测网 二级固定重力观测网应具备下列功能： a) 提供地震重点监视防御区或有专门需求的特定区域重力场动态信息，包括各观测站重力潮汐和 非潮汐时间变化； b) 提供网内重力扰动事件信息。 5.4 技术指标 5.4.1 一级固定重力观测网 5.4.1.1 布局应覆盖中国大陆。重力站采用面上均匀分布，构造转换带加密的布局模式；均匀分布重
13、力站间距不宜大于 300 km，加密重力站分布间距不宜大于 150 km。 5.4.1.2 观测站需进行绝对重力测定，重复观测周期不大于 3 a。 5.4.1.3 重力观测宜采用数字化记录，分辨力应优于 0.110 -8 ms -2 。 5.4.1.4 数字化采样的采样率不应低于 1 次每分，模拟采样的采样率不应低于 1 次每小时。 5.4.1.5 月长资料分析的 M2 波潮汐因子标准偏差不应大于 0.005。 5.4.1.6 绝对重力测定不确定度不应大于 510 -8 ms -2 ，重力梯度测量不确定度不应大于 310 -8 ms -2 。 5.4.2 二级固定重力观测网 5.4.2.1 布
14、局宜覆盖地震重点监视防御区或有专门需求的特定区域。重力站采用在一级固定重力观测 网基础上加密的均匀布局模式，重力站间距不应大于 100 km。 5.4.2.2 观测站需进行绝对重力测定，或与绝对重力点进行联测，重复观测周期不大于 3 a。 5.4.2.3 重力观测宜采用数字化记录，分辨力应优于 0.110 -8 ms -2 。 5.4.2.4 数字化采样的采样率不应低于 1 次每分，模拟采样的采样率不应低于 1 次每小时。 5.4.2.5 月长资料分析的 M2 波潮汐因子标准偏差不应大于 0.005。 5.4.2.6 绝对重力测定不确定度不应大于 510 -8 ms -2 ，重力梯度测量不确定
15、度不应大于 310 -8 ms -2 ， 利用与绝对重力点的联测结果时，其测段单程联测精度不应大于 10 10 -8 ms -2 ，测点值标准偏差不应大 于 10 10 -8 ms -2 。 5.5 重力站建设要求 重力站建设应遵循 DB/T 7 2003和 GB/T 19531.3 2004的规定。 6 流动重力观测网 6.1 观测项目 观测项目应包括连续重力观测、流动重力联测、绝对重力测定。 6.2 观测网分级 DB/T 392010 4 流动重力观测网可分为一级流动重力观测网、二级流动重力观测网和三级流动重力观测网。 6.3 功能 6.3.1 一级流动重力观测网的功能应包括： a) 提供
16、中国大陆各观测点绝对重力值及其动态变化信息； b) 提供网内大尺度重力扰动事件信息。 6.3.2 二级流动重力观测网的功能应包括： a) 提供地震重点监视防御区或有专门需求的特定区域内各观测点绝对重力值及其动态变化信息； b) 提供网内重力扰动事件信息。 6.3.3 三级流动重力观测网的功能应包括： a) 提供重力观测网重力和潮汐变化信息； b) 提供网内重力扰动事件信息。 6.4 技术指标 6.4.1 一级流动重力观测网 6.4.1.1 一级流动重力观测网应符合下列要求： a) 布局应覆盖中国大陆。测网联测路线宜以公路为主，水运和航空作为补充，联测路线应将重力 点串联构成网状。因交通原因不能
17、构成网状时，可采用支线形式；以公路作为联测线路时，重 力点间距不宜大于 150 km； b) 均匀设置不少于重力点总数 10%的绝对重力点，对其进行的绝对重力测定需与流动重力联测 同期进行； c) 观测网重复测量周期宜不大于 2 a。 6.4.1.2 绝对重力测定的不确定度不应大于 5 10 -8 ms -2 ，重力梯度测量的不确定度不应大于 3 10 -8 ms -2 。 6.4.1.3 流动重力联测在流动重力观测网平差后，测段单程联测精度不应大于 20 10 -8 ms -2 ，重力点 平差值的平均标准差不应大于 15 10 -8 ms -2 。 6.4.2 二级流动重力观测网 6.4.2
18、.1 二级流动重力观测网应符合下列要求： a) 布局应覆盖地质构造带、地震活动带和地震重点防御地区等特定监测区域。测网联测路线宜以 公路为主，依联测路线应将重力点串联构成网状，并与一级流动重力观测网形成连接。因交通 原因不能构成网状时， 可采用支线形式； 以公路作为联测线路时， 重力点间距宜 20 km 50 km； b) 均匀设置 2 个以上的绝对重力点，并进行绝对重力测定；或均匀选择 2 个点以上重力点与绝对 重力点进行联测； c) 地震重点监测防御区的流动重力联测复测周期应不大于 0.5 a，绝对重力测定的复测周期应不 大于 2 a。 6.4.2.2 绝对重力测定不确定度应不大于 5 1
19、0 -8 ms -2 ，重力梯度测量不确定度应不大于 310 -8 ms -2 ； 利用与绝对重力点的联测结果时，其测段单程联测精度应不大于 10 10 -8 ms -2 ，测点值平均标准偏差应 不大于 10 10 -8 ms -2 。 6.4.2.3 流动重力联测在重力联测网平差后，测段单程联测精度应不大于 15 10 -8 ms -2 ，重力点平差 值的平均标准差应不大于 15 10 -8 ms -2 。 6.4.3 三级流动重力观测网 6.4.3.1 三级流动重力观测网应符合下列要求： a) 三级流动重力观测网由临时布设的固定重力观测网和流动重力观测点组成。 b) 应在一级和二级固定重力
20、观测网基础上加密布设固定重力观测站； 重力站密度应满足观测目标 的需要； c) 流动重力观测网应与一级或二级流动重力观测网形成连接，其网形应满足观测目标的需要； DB/T 392010 5 d) 均匀设置 2 个以上绝对重力点，并进行绝对重力测定；或均匀选择 2 个以上重力点与绝对重力 点进行联测； e) 流动重力联测、绝对重力测定的复测周期设置应满足观测目标的需要。 6.4.3.2 连续重力观测月长资料 M2 波潮汐因子标准偏差应不大于 0.01； 6.4.3.3 流动重力联测在测网平差后，测段单程联测精度应不大于 15 10 -8 ms -2 ，测点值平均标准偏 差应不大于 15 10 -
21、8 ms -2 。 6.4.3.4 绝对重力观测不确定度应不大于 5 10 -8 ms -2 ， 垂直梯度观测不确定度应不大于 3 10 -8 ms -2， ； 利用与绝对重力点的联测结果时，其测段单程联测精度应不大于 10 10 -8 ms -2 ，测点值平均标准偏差应 不大于 10 10 -8 ms -2 。 6.5 重力观测 墩 设计要求 6.5.1 重力点观测墩应符合附录 A、附录 B 和附录 C 的要求。 6.5.2 绝对重力点观测墩应符合附录 A 和附录 D 的要求。 6.6 技术装备 6.6.1 一级流动重力观测网 6.6.1.1 流动重力联测 8个小组，每小组流动重力仪 3台、
22、越野车 1辆。 6.6.1.2 绝对重力测定 4个小组，每小组绝对重力仪 1台、流动重力仪 2台、 12座以上运输车 1辆。 6.6.2 二级流动重力观测网 每网 1个小组，每小组流动重力仪 2台、越野车 1台。 6.6.3 三级流动重力观测网 根据需要配备便携式连续观测重力仪、流动重力仪和车辆。 7 重力比测网 7.1 观测项目 观测项目应包括连续重力观测、流动重力联测、绝对重力测定。 7.2 组成 重力比测网由 2 个以上重力比测站、至少 1 条长基线（网）、 1 条垂直基线和 2 条以上的短基线组 成。 7.3 功能 7.3.1 重力比测站应具备下列功能： a) 提供绝对重力的动态变化值
23、； b) 提供重力固体潮基本参数的动态变化值； c) 提供绝对重力仪和连续观测重力仪比对观测场地。 7.3.2 重力基线的功能应包括： a) 长基线（网）提供重力仪格值的线性项和二次项校准场地； b) 短基线、垂直基线提供重力仪格值的线性项和周期项参数校准场地。 7.4 技术指标 7.4.1 重力比测站 7.4.1.1 布局应符合下列要求： a) 布局应覆盖全国范围，重力比测站采用面上均匀布局模式，站间距不宜大于 1 000 km； b) 应同时具备连续重力观测和绝对重力测定能力。 7.4.1.2 重力比测站测量应符合下列要求： a) 连续观测宜采用数字化记录，分辨率应优于 0.110 -8
24、ms -2 ，采样率不应低于 1 次每分钟。 DB/T 392010 6 b) 连续观测月长资料的 M2 波潮汐因子的标准偏差应不大于 0.002%。 c) 绝对重力测定每年应不少于 4 次，测量不确定度应不大于 5 10 -8 ms -2 ，重力梯度观测不确定度 应不大于 3 10 -8 ms -2 。 7.4.2 重力基线 7.4.2.1 布局应符合下列要求： a) 长基线（网）：宜由 5 个 10 个绝对重力点组成，基线（网）的最大重力差宜覆盖我国最大重 力变化范围； b) 短基线：仅用于格值一次项校准的短基线宜由 4 个 10 个重力差均匀分布的重力点（其中绝对 重力点 2 个以上，间
25、距在 5 个点以上）组成，基线的最大重力差应在（ 60 120） 10 -8 ms -2 之间；兼用于周期误差校准的短基线宜由 16 个 24 个重力差均匀分布的重力点（其中绝对重 力点 3 个以上，间距在 5 个点以上）组成，基线的最大重力差应在（ 160 240） 10 -8 ms -2 之 间； c) 垂直基线：宜由 10 个 20 个重力差均匀分布的重力点（其中绝对重力点 2 个，底部和定部各 一个）组成，基线的最大重力差应在（ 20 30） 10 -8 ms -2 之间。 7.4.2.2 基线测量应符合下列要求： a) 长基线应进行绝对重力测定，测量周期应不大于 3 a； b) 垂直
26、基线和短基线所有点应用 6 台流动重力仪进行 4 次往返联测，绝对重力点应进行绝对重力 测定，测定周期应不大于 5 a； c) 绝对重力测定不确定度不应大于 5 10 -8 ms -2 ，梯度观测不确定度不应大于 3 10 -8 ms -2 ； d) 流动重力联测在平差后，测段单程联测精度不应大于 10 10 -8 ms -2 ，测点值平均标准偏差不应 大于 5 10 -8 ms -2 。 7.5 技术装备 7.5.1 重力比测站 7.5.1.1 连续重力观测 装备应符合 DB/T 7 2003和 GB/T 19531.3 2004的要求。 7.5.1.2 绝对重力测定 每站绝对重力仪 1台、
27、流动重力仪 2台、 12座以上运输车 1辆。 7.5.2 重力基线 流动重力仪 6台、越野车 2辆。 8 重力观测台网中心 8.1 功能 8.1.1 数据管理 重力观测网中心数据管理应符合下列要求： a) 应对固定重力观测的每日原始重力记录（秒、或分钟值、或小时值）及辅助观测数据进行及时 存储，应对观测日志进行及时处理； b) 应汇集并存储观测站基础数据，如台站勘选报告、台站环境条件及其变迁数据信息等； c) 流动观测网信息和每期观测数据应即时处理与存储； d) 重力比测网信息和每期观测数据应即时处理与存储。 8.1.2 数据产出 8.1.2.1 固定观测网应产出下列数据： a) 每日产出前一
28、日观测网重力站分钟值、整时值、日均值数据和相关的观测日志； b) 每月产出上月观测网重力观测月报、观测网潮汐因子及其相位时空分布图表； c) 每年产出观测网年度观测报告。 DB/T 392010 7 8.1.2.2 流动观测网应产出下列数据： a) 每一期观测产出测网重力点观测值和辅助观测数据； b) 每一期观测产出测网内业计算成果、外业计算成果、技术总结、各级检查验收报告等； c) 按复测周期产出全国重力场变化分析报告； d) 按年度产出观测网年度观测报告。 8.1.2.3 重力基准网应产出下列数据： a) 每一期观测产出测网重力点观测值和辅助观测数据； b) 每一期观测产出测网内业计算成果
29、、外业计算成果、技术总结、各级检查验收报告等； c) 按复测周期产出重力基准成果。 8.1.3 数据服务 数据服务应符合下列要求： a) 与国家地震台网中心互联，实现数据共享； b) 为地震预测或研究部门提供所需的各类数据，包括观测数据、辅助观测数据、观测日志和观测 站基础数据等； c) 涉及保密的重力信息的数据共享，应按国家保密有关规定执行。 8.2 技术指标 8.2.1 日数据交换能力不应小于 5 GByte。 8.2.2 年数据存贮能力不应小于 10 TByte。 8.2.3 软件系统应能满足观测网的数据管理与处理，产品产出与服务的功能需求，包括实现数据库运 行管理，数据的处理、质量评估
30、、储存的管理，网络的互联与数据的交换与服务等。 DB/T 392010 8 附 录 A （规范性附录） 重力点建设 A.1 重力点选择 A.1.1 设计要求 建立重力联测网首先应进行室内设计，根据地震、地质、地形、交通等资料进行充分的分析研究， 应在图上确定重力点位置。 A.1.2 选点要求 重力点应选在基础稳固且振动及其他干扰源影响小的地方，并应避开地面沉降漏斗、冰川及地下水 位剧烈变化的地区。 A.1.3 观测平台选择 相对重力点的观测平台，可选用基岩、专用水泥标石、固定建筑物和其他种类测量点的观测平台等 形式中的一种。 A.1.4 绝对重力点基本环境条件 除特别困难外，应设在远离振动和无
31、较大质量搬迁地区的基岩上。有条件的应设在山洞内，也可建 一观测室，室内应保持干燥，并有充足的电源。 A.1.5 坐标获取 测点的经度、纬度及高程，应在比例尺不小于 1:100 000的地形图上量取，或利用手持 GPS测量。 A.2 重力点的标石规格 A.2.1 相对重力点应符合下列要求： a) 重力点墩面为四边形时，短边不应小于 600 mm；墩面为圆形时，半径不应小于 250 mm，墩 面宜高于地面 200 mm，条件不允许时可与地面持平，墩面平整度应优于 6 mm，观测墩设计 图可参照附录 C 和附录 D； b) 混凝土观测墩制作要求可参照 A.2.1.4。 A.2.2 绝对重力点应符合下
32、列要求： a) 建造观测室和埋设观测墩； b) 观测室面积不应小于 10 m 2 ，最短边长不应小于 2 m，供电功率不应小于 3 kW； c) 绝对重力观测墩面的规格不应小于 1 000 mm 1 000 mm，观测墩设计图见附录 B； d) 混凝土观测墩要求：观测墩用混凝土现场灌制时，混凝土强度等级不应低于 C25，宜按正南北 方向布设，墩面应与地面持平，并应设隔振槽。 DB/T 392010 9 附 录 B （规范性附录） 相对重力点观测墩（四边形）设计示意图 相对重力点观测墩（标石）平面示意图如图 B.1所示，其剖面示意图如图 B.2所示。 单位为毫米 (mm) 单位为毫米 (mm)
33、图 B.1 相对重力点观测墩（四边形标石）平面示意图 图 B.2 相对重力点观测墩（四边形标石）剖面示意图 DB/T 392010 10 附 录 C （规范性附录） 相对重力点观测墩（圆形）设计示意图 相对重力点观测墩（圆形）平面示意图如图 C.1所示，其剖面示意图如图 C.2所示。 单位为毫米 (mm) 单 单位为毫米 (mm) DZJB 100001 2004.10 图 C.1 相对重力点观测墩（圆形标石）平面示意图 图 C.2 相对重力点观测墩（圆形标石）剖面示意图 水准标志 地面 DB/T 392010 11 附 录 D （规范性附录） 绝对重力点观测墩设计示意图 绝对重力点观测墩（标石）平面示意图如图 D.1所示，其剖面示意图如图 D.2所示。 单位为毫米（ mm） 单位为毫米（ mm） 单 图 D.2 绝对重力点观测墩（标石）剖面示意图 图 D.1 绝对重力点观测墩（标石）平面示意图
