ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2020, том 21, № 4, с. 70-81. https://doi.org/10.21455/gr2020.4-5

УДК 550.831.015:550.831.23

Аннотация  Литература  Полный текст

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ МОРСКОГО ГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА “ЧЕКАН-АМ” И ОБРАБОТКИ ПОЛУЧАЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

© 2020 г. Л.К. Железняк

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Опыт эксплуатации морского гравиметрического комплекса “Чекан-АМ” показал, что фактическая погрешность измерений в сложных погодных условиях проведения съемки может превышать расчетную. Это связано как с превышением допускаемых инерционных ускорений, так и с тем, что при обработке первичных данных эффект воздействия вектора инерционных ускорений учитывается не в полном объеме. Выполнено теоретическое обоснование и экспериментальное исследование источника погрешности. Принципиально известные и вносимые в измерения поправки уточняются в связи с тем, что при установке прибора плоскость вращения пробной массы развернута в азимуте относительно диаметральной плоскости судна; такая установка не является оптимальной.

Экспериментальные исследования выполнены с использованием материалов площадной съемки. В этом случае инерциальные ускорения, регистрируемые в процессе съемки гравиметром и акселерометрами, используются как тестовые сигналы, вместо обычно задаваемых соответствующими стендами. Съемка выполнена по системе параллельных рабочих профилей и секущих их контрольных, что дало возможность получить ряд невязок в пунктах их пересечения. Изучение зависимости величины невязок от возмущающих ускорений позволило получить её аналитическое выражение и экспериментальное подтверждение. Для повышения точности следует вводить в результаты измерений поправки в соответствии с этим выражением.

Результат исследования – подтверждение того, что причиной появления дополнительной погрешности измерений является азимутальный разворот упругой системы гравиметрического датчика. Для ее исключения необходимо включить в программу обработки измерений вычисление поправки по показаниям каждой из кварцевых систем и акселерометров по обеим осям качки. В этом случае существенно повышается точность измерений и увеличивается диапазон допускаемых погодных условий.

Ключевые слова: гравитационное поле Земли, морская гравиметрия, относительный гравиметр, обработка морских гравиметрических съемок.

Литература

Бехтерев С.В., Дробышев М.Н., Железняк Л.К., Конешов В.Н., Михайлов П.С., Соловьев В.Н. Погрешности моделей гравитационного поля Земли в зависимости от морфологии рельефа дна океана // Физика Земли. 2019. № 5. С.118–122. 

Железняк Л.К. Точность измерений гравиметрическим комплексом “Чекан-АМ” в морских условиях // Физика Земли. 2010. № 11. C.95–98.

Железняк Л.К. Программа обработки измерений российскими морскими гравиметрическими комплексами по первичным файлам SEAGRAVG. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2017662401. 2017а. https://fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet

Железняк Л.К. Программа вычисления поправки Этвеша при измерениях силы тяжести на море SEAGRAVE. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2017662632. 2017б. https://fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet

Железняк Л.К. Программа оценки точности площадной гравиметрической съёмки на море и её уравнивание SEAGRAVC. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2018619400. 2018. https://fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet

Железняк Л.К., Краснов А.А., Соколов А.И. Влияние инерционных ускорений на точность гравиметра “Чекан-АМ” // Физика Земли. 2010. № 7. C.29–32.

Краснов А.А., Соколов А.В. Современный комплекс программно-математического обеспечения мобильного гравиметра “Чекан АМ” // Гироскопия и навигация. 2015. № 2. С.118–131.

Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Железняк Л.К., Береза А.Д., Краснов А.А. Вклад навигационных технологий в создание мобильных гравиметров // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27, № 4 (107). С.162–180.

Попов Е.И. Определение силы тяжести на подвижном основании с помощью сильно демпфированных гравиметров. М.: Наука, 1967. 218 с.

Соколов А.И., Краснов А.А., Железняк Л.К. Повышение точности аэроморского гравиметра // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27, № 2. С.70–81.

Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / Ред. В.Г. Пешехонов. СПб.: “Концерн “Центральный научно-исследовательский институт “Электроприбор”, 2017. 390 с.

Petrovic S., Barthelmes F., Pflug H. Airborne and Shipborne Gravimetry at GFZ with Emphasis on the GEOHALO Project // IAG 150 Years. Springer, Cham, 2015. V. 143. P.313–322.

Lu B., Barthelmes F., Li M., Förste C., Sinem Ince E., Petrovic S., Flechtner F., Schwabe J., Luo Z., Zhong B., He K. Shipborne gravimetry in the Baltic Sea: data processing strategies, crucial findings and preliminary geoid determination tests // Journal of Geodesy. 2019. V. 93, N 7. P.1059–1071.

Lu B., Sinem Ince E., Barthelmes F., Forste C., Petrovic S., Li M., Pflug H., Flechtner F. Shipborne gravimetry data processing: case studies in the Baltic Sea and North Sea using GNSS-derived kinematic vertical accelerations // EGUGA. 2018. P.12991.