国产航空重力仪南极典型区域的应用示范

摘要

地球重力场是地球科学的关键参量,特别是在南极,由于大陆和周边海洋被冰层覆盖,除传统的岩石学、地质构造和地球动力学研究外,重力场更是反演冰区海底地形、冰底沉积层厚度以及冰下湖深度的主要依据.受限于偏远位置和恶劣环境,开展南极重力测量的难度非常大,目前最有效的观测方式是航空重力测量.2019年底的中国第36次南极科考期间,依托高分辨率对地观测系统重大专项项目,在突破设备运输、硬件安装、地面和机上电源供应以及GNSS数据共享等技术难点基础上,成功实现国产捷联式航空重力仪与南极考察固定翼飞机雪鹰601的系统集成,并通过地面、机上静态和飞行测试充分验证了系统的可靠性和稳定性.最终,围绕南极伊丽莎白公主地和埃默里冰架两大典型区域,共完成9个架次的航空重力观测,总测线长度近1.5万公里,填补了伊丽莎白公主地的数据空白.同时,雪鹰601搭载GT-2A重力仪、冰雷达和磁力仪开展了协同观测.基于南极航空重力数据处理系统得到的结果表明,国产航空重力仪满足南极高纬度区域的观测条件,与GT-2A观测结果的对比显示其外符合精度可以达到2mGal.这是中国自主研制航空载荷首次实现在南极的应用示范,对拓展自主载荷应用和提升中国南极考察观监测能力有重要意义.