В.Л. Пантелеев - ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА ПОДВИЖНОМ ОСНОВНИИ (1186115), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Как уже отмечалось, измерения силы тяжести на море –относительные, т.е. измеряется приращение силы тяжести относительно некоторогопункта с известным значением gоп, принятым в качестве опорного. В качестве опорногозначения принимают береговое значение силы тяжести на причале у места стоянки судна.Так как приращение силы тяжести относительно опорного наблюдения можнопредставить, как ∆g = C (m − m0 ) , где C – масштабный коэффициент, m – отсчетгравиметра в море, m0 – отсчет гравиметра на опорном пункте, то становится понятным,что значение m0 должно быть определено с высокой точностью.
Следствием этогоявляется необходимость длительных наблюдений на опорных пунктах (исходных,промежуточных и конечных), с тем, что бы быть уверенным, что в дальнейшем приобработке наблюдений не будет внесена систематическая погрешность в результаты.Обычно такие наблюдения должны проводятся не менее полутора суток, а лучше – ибольше. В продолжительных экспедициях необходимы контрольные наблюдения, которыепроводятся в портах захода по программе опорных наблюдений.7620.Морские измерения силы тяжести выполняют при движении судна с постояннойскоростью и, как правило, в неименном направлении. При этом расстояние между галсамиопределяется как точностью, так и масштабом съемки.
Большое значение при морскихнаблюдениях имеет точность определения координат судна, так как с этим связана иточность определения поправки Этвеша. В настоящее время практически все судаоснащены системой JPS (системой спутниковой навигации), которая обеспечиваетточность плановой привязки судна до 150 м даже в открытом океане с высокой степеньюдискретизации по времени. Поэтому проблема учета поправки Этвеша переходит впроблему дальнейшей обработки сигнала. В то же время условие прямолинейности галсапри гравиметрических наблюдения желательно соблюдать и в этих условиях, посколькурезкие изменения в направлении движения судна могут привести к длительнымнелинейным переходным процессам в системе гравиметра, которые учесть практическиневозможно.21.В морской гравиразведке большое внимание уделяется точности измерений.Поэтому при планировании галсов необходимо предусматривать как внешний, так ивнутренний контроль точности измерений.
Внешний контроль осуществляется присопоставлении полученных данных с данными других экспедиций. В этом случае2∆точность съемки определяется по формуле ε = ± ∑ i , где ∆i – невязки междуi =1 2mнаблюденными значениями силы тяжести в данном пункте и значениями силы тяжести,полученными в предыдущих экспедициях, m – число сопоставлений. Внутреннийконтроль – определение ошибки измерений по точкам пересечений с собственнымиизмерениями.
Однако, в этом случае, средняя квадратическая ошибка измерений можетоказаться меньше, так как часть систематической погрешности, свойственная даннойэкспедиции, не будет обнаружена. В частном случае приблизительно оценить ошибкусъемки возможно по сходимости между гравиметрами (парами гравиметров),установленными на борту судна. Однако, такая ошибка может быть использована толькодля внутреннего контроля и, тем более, не соответствовать истинной точностинаблюдений.m22.Обработка гравиметрических наблюдений включает в себя два этапа – текущуюобработку на борту судна и последующую обработку после экспедиции (камеральную).Очень часто часть камеральной обработки выполняется и на борту судна послезавершения отдельных этапов работ, на пример, захода в промежуточный порт сизвестным значением силы тяжести.
Рассмотрим основные операции обработкигравиметрических данных.22.1Перевод отсчета каждого гравиметра в миллигалы осуществляется по формулеg = C (m − mоп ) ,где m и m0 – текущий и средний отсчет на опорном пункте, C – масштабный коэффициент.22.2В отсчет каждого гравиметра вносят поправку за линейный дрейф нуль-пункта∆g t = − a(t − t 0 ) ,где a – коэффициент сползания нуль-пункта. Этот коэффициент определенэкспериментально в период подготовки прибора к рейсу, или по результатам измерения наопорных пунктах.7722.3 Исключение динамических погрешностей.осуществляется по следующей формуле:∆g дин =Впростейшемслучаеэтоa1 [g (t + T ) − g (t − T )],2Tгде a1 – постоянная запаздывания отклика гравиметра на линейно изменяющийся сигнал.Более точно динамические искажения можно учесть на основе решениядифференциальных уравнений, приведенных в лекции 8.22.4 Для исключения систематической погрешности, обусловленной эффектом корсскаплинг, отсчеты пары гравиметров, ориентированных в противоположенные стороны,объединяются с помощью весового среднего∆g r = p1 s1 (t ) + p 2 s 2 (t ) ,где p1 и p2 – весовые коэффициенты.22.5Учет эффекта Этвеша (лекция 6) по следующим формулам:δg э = 4,05ve cos ϕ + 0.0012v 2при измерении скорости судна в км/ч, иδg э = 7,50ve cos ϕ + 0.004v 2при измерении скорости в узлах.
Напомним, что ve – восточная составляющая скорости.Если скорость измеряется в узлах, то эта скорость соответствует скорости изменениядолготы, выраженной в минутах, т.е. ve = λ&R cos ϕ . С учетом этого замечания поправкаЭтвеша может быть представлена в следующем виде:δg э = 7,50λ& cos 2 ϕ + 0.004v 2 .В то же время стоит отметить, что учет поправки только по приведенным формуламвозможен в случае прямолинейного движения судна. В настоящее время, когдаиспользование спутниковой навигации JPS позволяет получать значения координат суднас высокой степенью точности через небольшие промежутки времени (секунды), возникаетзадача непрерывного учета поправки Этвеша как выходной координаты динамическойсистемы гравиметрического комплекса. Это означает, что отклик гравиметра на скоростьсудна будет определяться его частотной характеристикой:δg э = Г{7,50λ& cos 2 ϕ + 0.004v 2 }.В свою очередь, это определяет и более сложные алгоритмы учета поправки Этвеша.22.6 Вычисление наблюденного значения силы тяжести в морском пункте производитсяпо формулеg набл = g оп + δg r + δg э ,78где gоп – значение силы тяжести на опорном пункте, δgr – средний весовой отсчет парыгравиметров или весовое среднее между парами гравиметров, δg э – поправка Этвеша.22.7 Обычно на этом этапе предварительная обработка данных заканчивается.
Хотя наэтом же этапе происходит анализ работы гравиметров, оценка точности съемки.23.В камеральный период, после того как станут известными отсчеты гравиметров назаключительном опорном пункте, уточняется поправка за сползание нуль-пунктагравиметра и происходит вся переобработка данных, а также вычисление аномалий силытяжести в редукции за свободный воздух, в редукции Буге и в других редукциях.1.2.3.Список литературыГайнанов А.Г., Пантелеев В.Л.
Морская гравиразведка. – М.: Недра, 1991. – 216 с.Делинджер П. Морская гравиметрия. – М.: Недра, 1981. – 272 с.Пантелеев В.Л. Основы морской гравиметрии. – М.: Недра, 1983. – 256 с.79УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕПантелеев Валерий ЛеонтьевичБулычев Андрей АлександровичИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НА ПОДВИЖНОМ ОСНОВАНИИ(конспект лекций)Подписано в печать 17.06.2003Формат60х90 1/16Тираж100 экз.Ордена «Знак Почета» Издательство Московского Университета125009, Москва, ул. Б. Никитская, 5/7Типография Геологического факультета МГУ им. М.В.
Ломоносова80.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
