DGSAT1M3海洋重力仪的应用及精度评估分析.docx

一、引言占地球表面积71%的海洋，其下埋藏着丰富的油气资源，在海洋油气地球物理勘探技术中，目前除成熟的海洋地震勘探技术外，海洋重力勘探技术正逐步成为重要的勘探手段。高精度海洋重力观测信息是研究确定海域地质构造和矿产资源分布规律，查明地质体储存状态必不可少的基础资料。21世纪以来，我国的海洋重力勘探得到了很大的发展，不再局限于浅海大陆架等地区，也准备向深海领域进军。随着海洋矿产资源开发需求的增加，海面船载重力测量技术得到更多关注和投入，海洋重力仪持续得到改进和完善，海面船载海洋重力测量是海洋重力场测定最主要的技术手段之一，海洋重力仪是测量重力加速度或重力缓慢变化的仪器。DGSAT1M-3海洋重力仪是美国DGS公司新型全反馈磁阻尼动态重力仪，采用最新电子工业技术成果，兼具了直线弹簧重力仪不受交叉耦合影响的动态特性优点，及零长弹簧摆杆重力仪灵敏度高、零点漂移小的静态特性优点。采用模块化设计，结构简洁且操作简单，便于维护、方便运输及安装。本文以科考船船载DGSATIM-3海洋重力仪为例，通过对采集的海洋重力数据进行后处理，计算主测线与联络测线相交点的测量差值的均方根，算出自由空间重力异常，并与SandWeIlV23测高卫星重力异常进行比对分析。依据测量差值的均方根和重力异常比对分析对海洋重力仪的测量结果进行精度评估。二、海洋重力仪概述及应用1 .海洋重力仪海洋重力仪与陆地或航空重力仪不同。海洋重力仪是在航行的载体上工作，经常会受到海浪引起的垂直和水平加速度的扰动。由于海洋重力测量值为当地重力与重力基准点的相对重力变化，其变化幅度并不大，而海洋运动造成的垂直方向上加速度可能会非常大，这就造成扰动加速度的幅度远远大于所要测量的重力加速度变化值，因此，海洋重力仪传感器必须具有良好的抗扰动能力。在海洋上进行重力观测时，影响仪器观测的因素除仪器自身因素（如材料的老化、零点漂移）外，还有陀螺平台和船只的因素（如CC效应等）以及EOTVOS效应、导航定位系统精度、水深测量精度等纯外界的因素。在这众多的因素中，有一些对结果的影响远远超过仪器本身的测量精度。如果不考虑这些方面的影响，不在进行海洋重力测量时提供消除这些不利因素的条件，无法实现高精度的测量。在海洋重力测量规范中规定“测点的误差一般近海不大于+3mGal,远海不大于+5mGal,海洋重力仪大多是标量重力仪及测量垂直方向的重力大小，根据重力仪的观测方式，主要分为3类：走航式重力仪、海底重力仪和拖曳式海洋重力仪。走航式重力仪是最常见的，是目前应用最广泛的海洋重力仪，DGSATlM-3属于走航式重力仪。走航式重力仪安置在船上，跟随测量船进行连续测量，但是会受到测量船加速度的影响，需要对测量船的加速度进行校正。走航式重力仪的精度较低，一般为15mGal,主要应用在区域地质调查、研究地壳深部结构及寻找油气藏等方面。2 .海上应用科考船从中国三亚出发执行中国大洋40航次西南印度洋合同区多金属硫化物资源勘探任务，经中国南海、巽他海峡进入印度洋，经90°海岭到达西南印度洋硫化物探勘合同区，沿着西南印度洋洋中脊进行了走航式船载重力测量。重力测线见图1(其中红线代表重力测线)。图1西南印度洋工作区重力测线分布示意图大洋40航次使用DGSAT1M-3海洋重力仪进行地球重力场观测，其测量精度为1mGal,静态灵敏度0.0ImGa1,测量范围1200OmGal(全球范围)，线性漂移小于3.0mGal/月，其陀螺稳定平台最大工作角度为±25°。该仪器主要由测量传感器、陀螺稳定平台、系统软件等几部分组成，其中负责敏感重力加速度变化的测量传感器是核心元件，它采用周期无限长的零长弹簧原理，在理论上对应无限大的灵敏度。陀螺平台由两个光纤陀螺和加速度计组成，为海上的测量提供水平基准面。由于配备了加速度计,系统软件可以根据水平加速度实时进行CC效应改正,并自动完成信号的采集、存储、滤波、输出和显示等功能。在工作区进行测线作业时，DGSATIM-3海洋重力仪的横纵加速度均在±0.2GaI范围内，弹簧张力改正值变化正常，数据无不规则突跳，表明测量现场的仪器工作正常，符合规范要求。三、精度评估为进一步确定所采集的重力数据质量，对重力数据进行了处理，处理流程如下。根据测线布置和实际航行情况，分割出航向变化较小、航速均匀的符合重力测量要求的航迹线作为重力测线；计算EoTVoS改正值。利用航线拟合的方法，计算出更贴近实际情况的航向航速值，并利用公式EOTVOS=7.5Vsin(AZ)cos(B)+0.0041V2计算ETVS改正值，式中AZ为航向、B为纬度、航速V以节为单位；根据码头的重力仪的格值，将测量所得的读数换算成以亳伽为单位的重力值；对重力值进行吃水改正，并利用中计算所得的EOTVOS改正值进行改正，得到绝对重力值；计算空间重力异常。空间改正是在不考虑重力测点与大地水准面间岩层引力的情况下，将高度为H的重力测点归算到大地水准面上相应点所作的改正。空间重力异常是原始观测重力值经空间改正归算到大地水准面后与正常重力值之差。利用所测的绝对重力值减去正常重力值，就得到自由空间重力异常值。正常重力计算公式为：Y=978032.7(l+0.0053024sin2B-0.0000058sin22B)式中，B为纬度。重力数据质量评估。重力测线分割评价EOTVOS改正过程中，利用分割后的测线GNSS的经度、纬度定位数据计算船在测量过程中的航向和航速信息，根据计算结果分析测线数据中是否存在大的转弯角度、船速急停和紧急加速的航行状态,判断测线分割的有效性和正确性。重力异常质量评价(a)内符合精度评价重力异常的内符合精度评价一般采用测量过程中的主测线和联络测线相交点处的重力异常差值的均方根作为评价依据。利用测线之间的交点进行质量评估，统计得到，整个航次共产生228个交点。调差前的交点统计结果见图2(a),均方根为9.986266mGal；调差后的交点统计结果见图2(b),均方根为2.815405mGalo(a)调差前交点统计结果(b)调差后交点统计结果图2调差交点统计结果示意图根据海洋调查规范第8部分：海洋地质地球物理调查GBm2763.8-2007要求，可去除3%交点后进行统计。这里去除了7个(228X3%)误差最大的交点后再进行统计，调差前的均方根为9.0326mGal,见图3(a),调差后的均方根为2.O534mGal,见图3(b)。在进行调差的情况下，交点差均方根完全符合海洋调查规程均方根小于±4.0mGal的要求。交点差/m趣÷棚 灰 根(b)调差后交点统计结果图3去除3%交点后后调差交点统计结果示意图针对交点差较大的点进行分析,表1列出了调差前交点差大于3OmGal的点。可以看出，经调差处理后，大的误差几乎都能有效地降低。调差后的交点差多数都小于IOmGaL大于IomGaI的点只有5个，见表2。表1调差前交点差大于30mGal的点经度/E纬度/Si周差前/mGal调差后/mGal52.945849-35.8747()4-3().5-12.5666746.916469-38.67137729.74.67744449.8269809-37.769096829.74.88363947.690289-38.84712530.95.46246849.738151-37.76324432.35.98996551.3642405-36.837074532.76.69688849.8433077-37.725547435.17.(X)711649.7865609-37.76()425237.77.051Il49.7449907-37.78047439.67.12251449.7757497-37.766877839.97.35397649.7685722-37.771080642.17.629(M)649.7352143-37.776821242.38.56114549.7345163-37.780138142.61().4076()749.733276-37.78613642.91().95024949.7373468-37.767271643.112.56666749.7373582-37.767()61943.43().023933表2调差后交点差大于IOmGal的点经度/E纬度/S调差前/mGal调差力/m(ial52.945849-35.8747()4-30.5-12.5666749.7345163-37.78()138I42.61().4076()749.733276-37.78613642.91().95024949.7373468-37.767271643.112.56666749.7373582-37.767061943.430.()23933(b)外符合精度评价利用已有历史资料或通过其他手段测量的资料与航次测量数据进行比对分析，从而评价重力数据质量。本文将处理好的重力空间异常数据导入商业地球物理处理软件Geosoft中进行分析，图4中dgsfaa列代表DGS重力数据，并利用Sandwellv23测高重力异常进行比对。利用下载的Sandwell网格数据Free-airgrevity(mGal),SandWenV23grd在测点位置进行插值、采样，获取对应的测量卫星重力异常，图4中Sandwell列代表Sandwellv23卫星测高重力数据。将DGS测量结果与SandWen结果做差比对，diff列为相应的差值。由于大洋40航次返回国内一个新码头，没有已知的重力基点值，已安排中国科学院大地测量地球物理研究所相关人员后期进行测量、补充。因此利用一个假设的数值为基点处的基点值，将造成一个常数差值。根据diff,利用平均值计算，获得该差值为一656.32mGal,并对其进行去趋势，获得数据列remove-mean。蓝色曲线为去均值后的差值remove-mean。图4中红色曲线和绿色曲线分别为DGS与Sandwell重力异常的比对曲线；可以看出，DGS测量异常与SandWeII卫星测高异常在整体变化趋势上基本一致，由此可说明DGSATIM-3海洋重力仪的可靠性和稳定性,以及船载重力测量数据的准确性。除此之外，船载重力异常包含了丰富的高频信息，能反应更多的细节特征，相对测高卫星有着更高分辨率。2ogwnoo 15<).00(MMMX I(M)aOTNXIKMI 5,ooon()ConOoOOO-5().aXXWM)-KxmMMlMM)IOOOO5(M)O OXM)-SO.(M)I . retnmrnjnnfi|-750.00T50.00-S(XU)Oa6.0OPW50.他)-2S1OISmaX)IS(NNMX) 2«I(K)(Xlo ZJ(X)O(I) 2838211图4DGSATIM-3测量结果与SandWen测局卫星结果比对图和去除突跳点后的比对不意图以西南印度洋断桥热液区为例，见图5,可分割的有效重力测线主要在断桥热液区(50.5°E,37.6oS)周边，沿洋中脊分布。从图中5可知自由空间重力异常与地形成正相关关系，断桥热液区界于西北部高自由空间重力异常(>70mGal)和东部低自由空间重力异常(V20mGal)中间的相对平坦区域，其自由空间重力异常均值在50mGal左右。若能将图5结合水深数据、热液活动区位置和其他地球物理资料加以分析，则能更好的揭示洋中脊物源供给关系和能量关系，通过正反演计算则可更好的利用重力数据。图5西南印度洋断桥热液区有效重力测线自由空间重力异常平面示意图海洋IS力友在进行海上作业测量时，需要对仪器和测量数据进行检测和精度评估，以便对海洋重力仪工作性能的把握和重力数据质量控制。本文利用分割后的有效重力测线，通过重力异常质量的内符合精度评价，DGSATIM-3海洋重力仪测量精度符合海洋调查规程均方根小于±4.0mGal的要求;通过与Sandwellv23测高卫星重力异常进行比对分析，对重力异常质量进行外符合精度评价，可以看出，DGS测量异常与SandWen卫星测高异常在整体变化趋势上基本一致。由此可说明DGSATlM-3海洋重力仪的可靠性和稳定性，以及船载重力测量数据的准确性。除此之外，DGS船载重力异常包含了丰富的高频信息，能反应更多的细节特征，相对测高卫星有着更高分辨率。通过评估，可知该海洋重力仪在动态环境下的工作性能较好，测量精度较高，为今后的海洋矿产资源勘探提供新的测量工具。附参考资料：SAG-2M型与KSS31M型海洋重力仪比测结果分析O引言海洋重力测量是海洋地球物理测量的主要技术手段之一，重力数据在现代国防领域、深海资源勘探领域以及地球科学研究领域中有广泛的应用1-5,是国家的重要战略资源。受研究目标的需求，获得精度更高、分辨率更好的重力场数据是未来海洋重力测量的一项重要任务，而海洋重力数据的精度依赖于采集设备的稳定性能和测量精度。目前，国内外海洋重力调查中使用的主流海洋重力测量设备主要是德国的KSS31型海洋重力仪、美国的L&R型海洋重力仪、美国的BGM型海洋重力仪以及俄罗斯与加拿大合作生产的GT型海洋重力仪1-2,6-7,仪器测量精度均可达到IXlO-5ms20国内海洋重力仪研制起步比较晚，最早是从20世纪60年代开始开展海洋重力仪的研制工作，但均未形成成熟的商业化产品。近年来，随着科技的发展，国内针对海洋重力仪进行了积极的研制工作，其中比较有代表性的是中国航天科技集团公司第九研究院第十三研究所（航天十三所）自主研发的海洋重力仪SAG-2M型海洋重力仪7,该重力仪为捷联惯导式重力仪，测试内符合精度为IXlO-5ms2,并实现了小批量生产。2018年青岛海洋地质研究所拟引进一套SAG-2M重力仪，根据现行的海洋重力测量规范8-9,新重力仪投入使用前需明确测量仪器的指标要求，对技术指标进行验证和评估是测量作业规程中非常重要的组成部分。海洋重力仪的技术性能指标一般包括测量范围（量程）、抗干扰能力（动态范围）、动态重复测量精度、零点漂移特性、采样率和工作温度等内容UO-11,其中动态重复测量精度是海洋重力仪最关键的技术指标。动态重复测量精度可以通过实验室动态重复观测和海洋实际工作两种方式来进行检验10,海洋实际工作的测量精度更能体现测量环境时空变化对重力测量成果的影响。海洋作业验证新重力仪的测量精度可以用外部符合方法对重力仪的实际测量精度进行检验，即采用两台或多台重力仪同平台观测，通过对比不同仪器在同一时刻的观测结果获取参试重力仪测量精度的评估信息，该方法被国内外多家海洋调查和科研机构所广泛使用，并取得了较好的比测结果。欧阳永忠等12对GT-IA、TAGS、L&RSII、SGA-WZOl和GDP-I五套航空重力仪进行了同机测试，对所获取的重复线和测网成果数据进行了对比分析，GT-IA型航空重力仪综合性能技术指标最佳，国产SGA-WZOl捷联航空重力仪具有最佳的重复线测量精度，此项工作掌握了多类型商业重力仪的技术性能指标，验证国产重力仪数据可靠性；张向宇等1引对GT-2M、KSS31M和ZLS三种不同类型的重力仪进行了同船比测工作，测试结果表明，相同的测量条件下，3种型号重力仪的测量结果一致性较好，GT2M型重力仪数据精度略好；张振波14|对GT-IM和KSS31M海洋重力仪进行了比对，以验证GT-IM重力仪的可靠性，测试结果表明2台重力仪测量结果吻合，但是该工作中KSS31M重力数据使用的是网格数据，而不是同船比测数据。国外也有过GT与美国L&R重力仪同船比对测量的实例15,但是针对SAG-2M型海洋重力仪的同船测试结果较少,研发单位曾开展过与GTJA型重力仪的测试比对，比对精度小于IXlO-5ms2,但未见详细测试结果。为系统了解并检测SAG-2M型海洋重力仪的技术性能和工作特点，青岛海洋地质研究所于2018年8月搭载SAG-2M和KSS31M重力仪进行了同船比测工作，并对所获取的重力数据进行了数据处理及对比分析。这2种型号的海洋重力仪传感器和工作原理有所不同，但仪器的技术性能指标相近，通过同船比测及数据对比分析可以深入了解不同型号海洋重力仪的工作特点，验证新重力仪数据可靠性，为开展相关技术研究与未来装备选型提供重要参考依据。1 SAG-2M和KSS31M海洋重力仪参数对比1.1 SAG-2M海洋重力仪基本参数SAG-2M型海洋重力仪是航天十三所自主研发的海洋重力仪，该重力仪采用高精度石英加速度计式重力传感器,将重力传感器集成于捷联惯性/GNSS组合系统中，通过捷联惯性/GNSS组合系统数学解算计算出重力传感器敏感轴指向，然后经过坐标分解得出重力传感器测量值的垂向分量。SAG-2M型海洋重力仪系统主要的测量部件为重力仪主机(图1),主机内部集成了石英加速度计式重力传感器、高精度光纤陀螺仪、二次电源转换电路、计算机电路、重力传感器高精度信号转换电路、GNSSOEM板卡、高精度温控电路等。重力仪主要配套部件包括显控记录装置、UPS电源单元和减震支架。该海洋重力仪结构简单，体积小巧，与传统海洋重力仪相比无CC效应，传感器动态范围宽，对载体平台动态环境适应性好，主要技术参数见表1。图1SAG-2M型海洋重力仪主机Fig.lThemainframeofSAG-2Mmarinegravimeter1.2 KSS31M型海洋重力仪基本参数KSS31M型海洋重力仪是德国Bodensee公司生产的海洋重力仪16-19,其平台抗干扰能力强，仪器测量精度高，被国内外多家单位和科研机构使用，工作性能得到业内认可。该重力仪采用直立弹簧式重力传感器，重力采集系统主要由两部分组成(图2),分别是重力探头及陀螺平台稳定系统(KT31)和数据采集控制系统(DHS),其主要技术参数见表1所示。该型号海洋重力仪抗干扰能力强，仪器测量精度高，通常小于l×10-5ms2o<10'm»:>±20000ooooSH全安套文金委官±40*Q6用度（0n>»*>0.02“02QRtA眼IOn*'Ias-2E尺小、“29rm,26HiIX28cmIAkg件rmX5311nX53rmJ2”表1SAG-2M与KSS31M海洋重力仪技术参数对比2数据采集及处理1.3 数据采集2018年8月青岛海洋地质研究所组织SAG-2M及KSS31M型海洋重力仪同船搭载“海大号”综合科考船执行调查采集任务，共采集测线44条，其中主测线25条，联络测线19条，测线布设见图3。数据采集过程严格按照仪器操作和海洋地质调查规范执行，测量期间仪器运行正常，在同一泊位进行重力基点比对测量，月漂移量均小于2.0xl0-5ms20图3测线布设(底图为测区地形)Fig.3Distributionmapofsurveylines(residualtopographicmap)1.4 数据处理本次数据处理依据新版海洋地质调查规范U-2,9-10,20,利用CGG公司LCT重磁处理软件进行了数据处理，处理步骤及参数如下。1)数据读取。SAG-2M和KSS31M重力仪采样间隔为1s,对原始采集数据进行了整理，按照时间提取了各测线相关数据项：年、儒列日、时、分、秒、重力仪读数。为了进行位置校准，从同船导航数据中提取了经度、纬度数据。2)延迟校正。SAG-2M和KSS31M海洋重力仪测量的重力读数与实时的GPS定位数据之间存在滤波延迟,数据处理时需要根据仪器所选档位的滤波延迟时间对重力读数进行延迟校正。本次测量过程中SAG-2M型海洋重力仪滤波延迟时间为189s,KSS31M型海洋重力仪滤波延迟时间为76s。3)零点漂移校正。重力仪零点漂移均按照线性变化处理，根据出航及返航在港口码头重力基点处重力读数，计算零漂量，按照时间分配到重力仪读数上。零点漂移计算公式为1-2：(1)其中：H为航次起始时基点读数时间；t2为航次结束时基点读数时间；ti为采样点观测时读数时间；g零漂为零点漂移量，单位10-5ms2;R为零点漂移改正值，单位10-5ms2o4)厄特渥斯校正。厄特渥斯效应是走航式重力测量过程中，科氏力对于安装在测量船上的重力仪所施加的影响，导致测量重力值与实际重力值不符，该效应与航向、航速和船只所在的地理纬度有关。为了消除厄特渥斯效应，利用定位数据计算了船只的航速、航向，对所有测线数据进行了厄特渥斯改正，厄特渥斯改正公式为口-2：ge=7.499×V×sinAcos+0.004V2(2)其中，ge为厄特渥斯改正值，单位10-5ms2;V为航速，单位m/h；A为航向角；为测点的地理纬度。5)正常场校正。采用CGCS2000正常重力公式计算正常重力场，其计算公式为1-2,21：(3)其中：YO为正常重力场值，单位105ms2,为测点的地理纬度。6)自由空间重力异常计算。测点自由空间重力异常计算公式为：g=gO+Cs+R+ge-O(4)其中：g为测点的自由空间重力异常值，单位10-5ms2;g为基点绝对重力值，单位10-5ms2;C为重力仪格值常数；As为测点与基点之间的重力仪读数差，单位10-5ms2o3数据比对分析为方便讨论测量精度问题，笔者使用了3个衡量测量精度的指标参数11,22-23,分别为平均绝对偏差(mad)、均方根(rms)以及标准偏差(Std),使用相关系数(rab)来衡量2组数据之间的相关性，计算公式分别为：BJ.I1.IS!-4)(，).u,*j(d,-a)lu>1(h.b).a-。yTW，Jin一为详细评估2台重力仪所获得数据的测量精度，依据上述指标参数，对2台重力仪自由空间重力数据的交点差、同测线数据、全区网格数据进行了对比分析。3.1 数据交点差利用LeT重磁处理软件计算了2台仪器自身及仪器间的交点差，仪器自身是计算主测线与联络测线交点差，仪器间是计算主测线与另一台仪器的联络测线交点差，表2给出了2台仪器自身和仪器之间交点差平均绝对偏差、均方根及标准偏差的统计结果。主测线与联络测线之间交点共有480个，交点差统计结果可以看出2台仪器在本次的测量中精度较高，优于l×10-5ms2,两者的自身交点差相近，表明2台仪器处理后数据精度相近；2台仪器之间交点差相近，这说明2台仪器处理后数据不存在系统差值。对比所有的交点差结果，SAG-2M相关的交点差相对小，均小于KSS31M自身的交点差，从交点差统计的角度来看，在本次同船比测中，SAG-2M型海洋重力仪处理后数据精度略优于KSS3IM型海洋重力仪。KWIM<HflSV：植厚g住cwt“JmmIfWW/-KS8S1M<fcMft0.411MQ*W4O.l11U.-NH<Jw0.4*£网0，儿SmH队儿WM-Kg%31Jl表2仪器交点差统计10-5ms23.2 测线数据比对选取不同测量位置的8条主测线进行了对比分析，将8条测线处理后自由空间重力异常以平面剖面图展示(图4),由图4可知，2台重力仪得到的自由空间重力异常总体趋势一致，异常特征高度相似。但2台重力仪在此次测量中也各自存在问题，KSS31M重力仪在ZOl、Z07、Z28测线存在跳点数据(图5中绿色圆圈所示)，而SAG-2M重力仪不存在跳点数据；SAG-2M重力仪在Z46、Z55测线存在锯齿状数据(图5中紫色矩形框所示)，即数据抖动的情况，而KSS31M重力仪不存在该情况。图5网格数据偏差分布Fig.5Thedistributionmapofgriddatadeviation图4部分洞线自由空间重力异常平面前面示叠Fig.4Thefreeairgravityanomalyprofilemapofpartsofsurveylines为了分析两者之间的偏差，计算了2台重力仪在同一测线的自由空间重力数据的相关系数，两者偏差的平均绝对偏差、均方根以及标准偏差，计算结果见表3o由2台仪器处理后同测线数据偏差统计结果可得，SAG-2M与KSS31M2台重力仪在8条测线上的测量结果高度线性相关，相关系数均0.99；各测线之间的偏差相当，平均绝对偏差范围（0.591.028）xl0-5ms2;2台仪器在同一测线上的标准偏差较小，均0.8xl0-5ms2,同测线偏差统计结果略大于仪器间交点差统计结果。通过对测线自由空间重力异常曲线及数据偏差比对，可知SAG-2M重力仪与KSS31M重力仪在本次测量中数据处理结果吻合，这也表明SAG-2M在此次测量中得到的结果是可靠的。1111m4I,<0'.,I(10w*I2XIdWH<3L11t9.IBo.<Z1173mn.itm¾HhtlZlfle0.31An.eibH0.UjBQl必¾t0.414.1(L11lVaiAttlZSSamla4)0Xf0.TKl0l*5½7s表3同测线2台重力仪测量偏差统计3.3网格数据比对为了更全面地对比2台重力仪测量数据之间的关系，对全区网格化数据进行了对比分析。将2台重力仪得到的自由空间重力数据进行了网格化，网格间距为2km,搜索半径为20km,共得到网格节点8976个。对2台重力仪全区网格化数据进行了偏差统计（表4）,两者之间相关系数0.9945,为高度线性相关，网格数据偏差的绝对平均偏差、均方根以及标准偏差与测线比对结果相近。图5为网格数据偏差，两套数据间偏差多分布于（22）xl0-5ms2之间，约占总网格节点的97.3%。对数据偏差超过3倍标准偏差的点进行了统计（图5紫色圆点），偏差较大的网格点共有248个点，占总网格节点的2.76%o选取偏差较大网格点分布相对较多的测线ZOl和Z40,对两台仪器的自由空间重力异常曲线进行对比（图6）,ZOl线偏差较大点位于测线左侧，两台仪器的自由空间重力异常趋势相似，但是KSS31M数据有跳动，造成了两者之间偏差较大；Z40线偏差较大点位于测线中央位置，两台仪器的自由空间重力异常趋势高度相似，但是幅值略有偏差。分析其原因，由于两台仪器的测量原理有所不同，在实际测量中会因为海况或仪器本身信号处理方式不同造成数据之间有所偏差，但不影响整体数据质量。O.P95O.590.83O.S8表4网格数据偏差统计图6偏差较大测线自由空间重力异常曲线对比示意Fig.6Contrastdiagramoffreeairgravityanomalywithlargerdatadeviation4结论本次同船比测过程中，在同一调查船上获得了SAG-2M型海洋重力仪与KSS31M型海洋重力仪的同船作业数据。依据海洋地质调查规范处理了2台重力仪采集的原始重力数据，对处理后自由空间重力异常数据进行了全面的对比分析，总结得到如下结论：1)在相同环境的动态测量条件下,2台重力仪处理后自由空间重力数据变化趋势一致，两者之间高度线性相关，测量精度相当，动态测量精度优于l×10-5ms2,进而验证了SAG-2M型海洋重力仪在本次测量中数据的可靠性。2)SAG-2M型海洋重力仪采用石英加速度计传感器，属于捷联惯导式重力仪，本次测试对其工作性能进行了全面检验。通过动态测量及数据比对，该仪器具有平台稳定性高，测量精度高等特点。此项工作为SAG-2M型海洋重力仪的研发及测量工作提供了重要的参考依据。