科研动态：团队深度合作，服务国家需求——五大连池航空重力梯度标定场建设
重力测量不仅能够监测地球的物理特性、地质与水文状况，更与国家安全息息相关。航空重力和重力梯度测量是除重力卫星之外实现大范围、高精度重力数据获取的重要手段。随着我国航空重力与重力梯度测量仪器自主研发的力度加大，建设我国自主的航空重力梯度标定场势在必行。航空重力梯度标定场建设是国家重大科技基础设施建设项目“精密重力测量研究设施”（PGMF）的重要组成部分。该设施是“十二五”期间国家优先支持的16项重大科技基础设施建设项目之一，以具备全球毫伽级、基准微伽级的重力数据获取、评估与应用能力为目标，建成国际一流、综合指标国际领先的精密重力测量研究设施，为我国地球科学基础研究及精密重力仪器研制、测量与应用研究提供必要的实验条件，满足我国地质调查、资源勘探等对重力数据和重力基准的战略需求。设施以华中科技大学为项目法人单位，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国地质大学（武汉）和中山大学为项目共建单位。
航空重力梯度标定场位于黑龙江省黑河市五大连池风景区，北纬48°30′～48°51′、东经126°00′～126°25′。景区内的14座火山均分布在北东向和北西向连线的交汇处，地球内部的岩浆沿着北东和北西方向两组断裂带的交汇处喷溢而出，形成排列整齐的火山锥。最近的火山喷发，则于公元1719年～1721年，发生在老黑山和火烧山。此次喷发溢流的熔岩在四个地方阻塞了区内的石龙江，形成了五个火山堰塞湖，最终形成“五大连池”。该区域曾经的火山活动造就了地表与地下质量的不均匀分布，从而形成明显的重力梯度效应。经前期调研和专家论证，符合航空重力梯度标定场对重力变化的要求。在区域内开展精细的重力、GNSS以及地形测量，可为航空重力仪和重力梯度仪的标定和检验提供服务。
标定场野外风光
前期踏勘
为合理制定测量方案，2021年4月，我院大地测量与导航团队及先进遥感技术团队冯伟教授、黄旭副教授、杨萌、燕兴元、李媛、张书航助理教授一行6人，共同前往五大连池标定场区域进行前期踏勘、调研。此次调研重点踏勘了位于测区核心的老黑山与笔架山，除了调查火山周围的地物、岩石、植被情况之外，也使用了无人机对这两座火山的地形进行测量。这次测量获取的高分辨率、高精度的地形数据为火山区域重力测量点的规划布设，以及每个重力测量点的可达性分析提供了现实依据。
学院大地测量与导航及先进遥感团队前往老黑山踏勘
团队成员利用无人机进行老黑山地形测量
基于此次测量获取的老黑山、笔架山的高分辨率地形数据，结合卫星三维重建获取的全测区DEM数据，团队规划了共7000多个重力测量点。火山周围的重力和重力梯度变化较大，计划为核心观测区，此外初步规划了近区和远区的观测方案。
前期踏勘地形测量成果及部分重力测量点规划
重力测量
中山大学测绘科学与技术学院联合中科院精密测量科学与技术创新研究院、中国地质大学（武汉）、吉林大学和北京德尔塔伽科技有限公司等，共同承担了航空重力梯度标定场的重力测量任务。2021年10月-11月，观测团队开展了为期两个月的现场重力观测。10月25日-27日，华中科技大学工程经理部周泽兵教授、罗志才教授、刘跃龙主任和周浩副研究员等对项目开展了现场监理。观测团队基于FG5高精度绝对重力仪在测区建立了绝对重力基点，并联合CG-5等相对重力仪建立了重力基准网；基于高精度GNSS观测建立测量平面控制网。在老黑山和笔架山等核心地区，开展了分辨率50 m的重力观测和部分重力梯度观测；在20 km×20 km的近区建立了分辨率500 m的重力观测格网；在80 km×70 km的远区建立了分辨率2 km的重力观测格网。总计布设重力加密点7000余个。团队成员克服了极寒条件和恶劣的自然环境条件的不利影响，顺利开展了相关重力测量任务。
地面重力测量
专家组现场监理
地形测量
中山大学测绘科学与技术学院承担了地形测量工作。该任务由先进遥感技术团队师生共同参与，并得到了深圳飞马机器人科技有限公司的全程支持。2021年10月，团队在老黑山、笔架山、卧虎山周围区域共约33平方公里的区域内，使用无人机进行了精细的地形测量。分别取得了地面分辨率5 cm的正射影像，以及密度大于20点/平方米，且高程精度5 cm的激光点云数据。期间团队成员行黑土、跨石海、攀雪山，克服了严酷的降雪与崎岖的山路所带来的困难，以及低温对无人机的影响，顺利完成了地形测量工作。
老黑山激光点云地形测量成果
地形测量之无人机飞行准备
地形测量之无人机像控点布设
本次测量任务，在黑龙江省五大连池市及周边区域开展，环境恶劣、天气严寒、疫情瞬息万变，时间是任务成功的关键。为此，队员成员加班加点，不畏艰难，圆满完成阶段性测量工作。此次测量工作，队员们在东北广袤的黑土地上，用实践诠释了热爱祖国、忠诚事业、艰苦奋斗、不屈不挠、开拓创新的测绘精神，也鼓舞着新一代测绘人，在美丽的神州大地测天绘地，为国家建设贡献一份力量！