重力观测起源于1980年11月地球物理研究所与美国哥伦比亚大学之间进行的“局部重力场变化与地震发生的关系”合作研究,1981年列入中国地震局中美地震科技合作计划,1981年2月28日开始观测至今。
2007年5月在北京地震台观测山洞新安装了gPhone型重力仪。重力观测室位于山洞北支的顶部,进深81m(从洞口向东36m,转向北45m),覆盖层厚约40m。
测室为洞体型仪器室,高为2.9m,宽2.7 m,长为8.6m。观测室内有4个仪器观测墩,均建在基岩上。
观测山洞内部硐室和测项平面分布图
gPhone重力仪是由美国Micro-g公司生产的金属弹簧相对重力仪,可调测程7000×10-5m•s-2,直接测程100×10-5m•s-2,分辨率0.1×10-8m•s-2,仪器每月零漂小于1×10-5m•s-2,可保证仪器的长期观测,而不用调整量程。该仪器核心传感器是Micro-g & Lacoste公司生产的零长弹簧系统(zero-length spring suspension system)。该仪器对Micro-g & Lacoste公司传统的G型重力仪进行了升级,增加双层恒温结构,保证仪器不受外界温度变化的影响,同时对内层空间进行真空处理,减少了外部气压变化对仪器的影响。由于gPhone引入了崭新技术以降低漂移,因此可以对非常长周期的信号积分(比如以年为单位的固体潮),又由于gPhone对高频信号具有绝佳的响应,它又可以用来作为观察非周期性的振动如地震活动。图3.4为gPhone型重力仪观测系统。
gPhone型重力仪观测系统
gPhone型重力仪观测数据,采用秒数据采样,数据存储于北京地震台前兆数据库中。