RU2575316C1 - Способ гравиметрической съемки акватории и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ гравиметрической съемки акватории и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575316C1 RU2575316C1 RU2014135727/28A RU2014135727A RU2575316C1 RU 2575316 C1 RU2575316 C1 RU 2575316C1 RU 2014135727/28 A RU2014135727/28 A RU 2014135727/28A RU 2014135727 A RU2014135727 A RU 2014135727A RU 2575316 C1 RU2575316 C1 RU 2575316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gravity
- depth
- acceleration
- survey
- water area
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 61
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 57
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 10
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- HDRXZJPWHTXQRI-BHDTVMLSSA-N diltiazem hydrochloride Chemical compound [Cl-].C1=CC(OC)=CC=C1[C@H]1[C@@H](OC(C)=O)C(=O)N(CC[NH+](C)C)C2=CC=CC=C2S1 HDRXZJPWHTXQRI-BHDTVMLSSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для изучения гравитационного поля в Мировом океане в целях навигационно-гидрографического обеспечения сил флота и народного хозяйства. Изобретение включает вождение судна по запланированным галсам, начало и конец каждого из галсов замкнут на опорный гидрографический пункт или на два опорных гидрографических пункта: начало каждого галса - на один данный пункт, а конец каждого галса - на другой данный пункт, дополнительно измеряют на движущемся судне в пунктах, расположенных вдоль съемочного галса, совместно с измерением ускорения силы тяжести gизмi глубину акватории Zизмi и определяют геодезические прямоугольные координаты хi и уi и истинные значения ускорения силы тяжести gиcтi. Кроме того, устройство для осуществления данного способа гравиметрической съемки акватории содержит чувствительную систему, блок управления и регистратор, снабжено измерителем глубины, навигационным комплексом и вычислителем, при этом вход вычислителя через блок управления соединен с выходами чувствительной системы, измеряемой глубины акватории, навигационным комплексом, а выход подключен к входу регистратора. Технический результат - повышение точности гравиметрической съемки акватории. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к области геофизики, в частности к способу и устройству гравиметрической съемки акватории, и может быть использовано для изучения гравитационного поля в Мировом океане в целях навигационно-гидрографического обеспечения флота и народного хозяйства.
Известен способ гравиметрической съемки акватории, включающий вождение съемочного судна по запланированным галсам, измерение при этом на съемочном судне ускорения силы тяжести гравиметром, определение широты и долготы места, пути и абсолютной скорости судна навигационным средством, вычисления по полученным данным искомого ускорения силы тяжести и геодезических координат в пунктах, расположенных вдоль съемочных галсов, и регистрацию их значений (Юзефович А.П., Огородова Л.В. Гравиметрия. - М.: Недра, 1980. - С. 160-164 [1]).
Известен морской гравиметр, выбранный в качестве прототипа заявленного устройства, содержащий функционально соединенные чувствительную систему, блок управления, вычислитель и регистратор [1].
Недостаток известных способа и устройства (морского гравиметра) заключается в том, что они не обеспечивают с требуемой точностью определения ускорения силы тяжести на движущемся судне.
Это объясняется тем, что при их использовании имеет место существенная случайная погрешность измерения ускорения силы тяжести гравиметром, обусловленная на движущемся судне ускорениями воздействующих на чувствительную систему гравиметра, возникающих в результате качки, пульсаций скорости движения и раскачки судна, которые имеют место в условиях волнения моря, изменчивости скорости и направления течения воды и ветра. Данная погрешность может достигать 5-7 мГал (Строев П.А. Гравиметрические исследования в Тихом Океане во 2-м рейсе НИС «Морской геофизик». В сб.: Морские гравиметрические исследования. - М., 1982, - с. 70 [2]).
При использовании известного способа и устройства гравиметрической съемки акватории также имеют место систематические погрешности измерения ускорения силы тяжести, а именно:
Погрешность смещения нуль-пункта гравиметра, обусловленное, в основном остаточной деформацией чувствительного элемента гравиметра под воздействием нагрузки на него и изменения его температуры и градиента температуры, которая может достигать 2 мГал (Баландин В.Н. и др. Средства и методы топографической съемки шельфа. - М.: Недра, 1979. - С. 64 [3]);
Погрешность, обусловленная невозможностью с требуемой точностью в настоящее время определять поправку за эффект Этвеша. Погрешность определения поправки Этвеша достигает 6,8 мГал (Пантелеев В.Л. Основы морской гравиметрии. - М.: Недра, 1983. - С. 145-179 [4]);
Погрешность, обусловленная искажением гравитационного поля Земли, которое возникает за счет значительной (от 3 до 6 мин) постоянной времени низкочастотного фильтра у известных гравиметров [1] и скорости смещения гравитационного поля Земли, в котором движется судно с гравиметром, которое составляет 1,3 мГал при постоянной времени низкочастотного фильтра гравиметра 3 мин и 2,6 мГал при постоянной времени 6 мин (Пантелеев В.Л. Основы морской гравиметрии. - М.: Недра, 1983. - С. 114 [5]).
Допустимая погрешность определения ускорения силы тяжести в океане по соответствующим координатными документами по гравиметрической съемке не должна превышать 1 мГал (Процаенко С.В. Корреляционный способ восстановления поля силы тяжести в океане. - Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 1982, №3, с. 58-63 [6]).
Задачей заявляемого изобретения является повышение точности гравиметрической съемки акватории.
Поставленная задача достигается тем, что в способе гравиметрической съемки акватории и устройстве для его осуществления, включающем вождение судна по запланированным галсам, измерение при этом ускорения силы тяжести gизмi на съемочном судне гравиметром в пунктах, расположенных вдоль съемочных галсов, определение широты места φ и долготы λ, пути Π и абсолютной скорости судна υ навигационным комплексом, вычисление по полученным данным искомого ускорения силы тяжести gискi, вождение судна производят по запланированным галсам, начало и конец каждого из галсов замкнуты на опорный гидрографический пункт или на два гидрографических пункта: начало каждого галса - на один данный пункт, а конец каждого галса - на другой данный пункт, дополнительно измеряют на движущемся судне в пунктах, расположенных вдоль съемочных галсов, совместно с измерением ускорения силы тяжести gизмi глубину акватории Zизмi определяют геодезические прямоугольные координаты хi и уi, а истинное значение ускорения силы тяжести gистi вычисляют по формуле:
где Kgg, Kgz, Kzz - ковариационные матрицы значений ускорения силы тяжести, ускорений силы тяжести и глубины акватории, глубины акватории;
lGl - вектор столбца исходных данных
где Ν - число пунктов, расположенных на расстоянии, равном радиусу корреляции значений
gиск и zискi - искомое значение φ ускорения силы тяжести и глубины акватории соответственно в пунктах i-го галса с координатами xi, уi;
Δgэтвi - значение поправки за эффект Этвеша в пункте i;
Pn g(x-xi) и Pn z(x-xi) - алгебраические полиномы, коэффициенты которых вычисляются по методу наименьших квадратов из систем уравнений
n - число пунктов, измеренных на галсе.
Поправка за эффект Этвеша Δgэтв вычисляют по формуле [1]:
если Земля представлена в виде шара, или по формуле:
если Земля представлена в виде земного эллипсоида, где в формулах (2) и (3)
ω - угловая скорость вращения Земли;
υН - абсолютная скорость движения судна-носителя гравиметра;
φ - широта места съемочного судна;
α - пункт съемочного судна;
R - радиус Земли;
α и е - большая полуось и эксцентриситет земного эллипсоида;
υН и υЕ - северная и восточная составляющие υН соответственно.
Определение искомых значений ускорения силы тяжести gискi и глубины акватории zискi в пунктах I галса с координатами хi и уi как видно из фиг. 1 и с учетом физико-математического смысла данного способа вычисляют по формулам:
где i=1, 2, …, n - порядковый номер измеренных значений выбранных ускорений силы тяжести gизмi и глубины акватории gизмi в i-пунктах, расположенных на съемочном галсе;
goA, goB и zoA, zoB - эталонные значения ускорения силы тяжести и эталонные значения глубины акватории в местах расположения гидрографических пунктов А и В соответственно;
k, n - число выбранных значений ускорения силы тяжести и глубины акватории на отрезке съемочного галса, ограниченного опорными гидрографическими пунктами А и В и местом Ε и опорными гидрографическими пунктами А и В соответственно.
Анализ формул (4) и (5) показывает, что если принять гипотезу, что слагаемые под знаком сумм в правых частях не отягощены постоянными систематическими составляющими погрешностями, поскольку в приращениях данные погрешности практически исключаются. Следовательно погрешность определения gиск и zиск будут определяться погрешностями их определения на опорных гидрографических пунктах, которые определяются с требуемой точностью.
Поставленная задача достигается также тем, что устройство (гравиметр) для осуществления данного способа гравиметрической съемки акватории содержит чувствительную систему, блок управления, вычислитель, реализующий формулы (1), (2), (3), (4), (5), глубины акватории, навигационный комплекс и регистратор, при этом вход вычисляется через блок управления и соединен с выходами чувствительной системы, измеряются глубины и навигационного комплекса, а выход соединен с входом регистратора.
Пример осуществления заявленного способа.
На фиг. 1 cхематически изображен заявленный способ.
На фиг. 2 изображена структурная схема устройства для осуществления заявленного способа.
Заявленный способ гравиметрической съемки акватории, можно осуществить заявленным устройством, содержащим чувствительную систему 1, блок управления 2, вычислитель 3, измеритель глубины акватории 4, навигационное средство 5 и регистратор 6.
В качестве измерителя глубины 4 может быть использован известный эхолот ГЭЛ-3 или ПЭЛ-4 [3].
В качестве вычислителя 3 может быть использована универсальная вычислительная машина СМ-1420.
Гравиметрическую съемку акватории заявленным способом и устройством осуществляют следующим образом.
На движущемся судне 7 по заданному курсу по управляющим электрическим сигналам, формирующимся в блоке управления 2, чувствительная система 1 вырабатывает электрические сигналы, пропорциональные ускорению свободного падения, которые поступают в вычислитель 3. По управляющим электрическим сигналам, формирующимся в блоке управления 2, от измерителя глубины 4 поступают также в вычислитель 3 электрические сигналы, пропорциональные глубине акватории, а от навигационного комплекса объекта 5 - электрические сигналы, пропорциональные абсолютной скорости, пути и широте места судна - прямоугольные геодезические координаты х, у.
В вычислителе 3 по формуле (1) определяется искомое значение ускорения свободного падения, которое в виде электрического сигнала поступает в регистратор 5.
Формулу (1) возможно вывести следующим образом.
Результаты измерения гравиметром в море всегда содержат случайные погрешности. Для дальнейшего уменьшения погрешности необходима дополнительная информация о гравитационном поле Земли. Принимая во внимание то, что локальные аномалии силы тяжести на море обусловлены главным образом влиянием подводного рельефа [6], следствием чего является сильная корреляционная связь между аномалиями силы тяжести и рельефом (Лебедев С.В., Нейман Ю.М. Методика определения корреляционной функции гравитационного поля Земли для локальных участков. - Геодезия. Т. I/41, Новосибирск, 1977, с. 87-91 [7]), в качестве дополнительной информации предлагается использовать данные в рельефе в виде глубин, измеренных эхолотом.
Введем обозначение
где gискi и zискi - искомые значения ускорения силы тяжести и глубины акватории в пункте i;
gизмi и zизмi - измеренные значения ускорения силы тяжести и глубины акватории в пункте i;
Δgэтвi - поправка Этвеша в пункте i, вычисленная по формуле
где Vi, φi, Пi - абсолютная скорость, широта, путь движущегося судна в пункте i;
ω, R - скорость вращения и радиус Земли.
Представим исходные значения ускорения силы тяжести и глубины в пункте i на галсе в виде суммы низкочастотной и высокочастотной составляющих:
где индексы «н» и «в» соответствуют низкочастотным и высокочастотным составляющим.
Низкочастотные составляющие представлены в виде полиномов n-ой степени:
Значения коэффициентов полиномов вычисляются по методу наименьших квадратов из системы уравнений:
где n - число пунктов, измеренных на галсе.
В этом случае функции 
допустимо трактовать как реализации однородного случайного процесса с нулевым математическим ожиданием. Учитывая, что данные измерений глубины предполагается использовать для уточнения данных о гравитационном поле земли, степень полинома n определяется из условия (Бузук В.В. Моделирование аномалий силы тяжести в неизученных районах Земли с определением высокочастотной части спектра гравитационного поля. - Астрономия и геодезия (Томск), 1979, №7 [8]):
где kgz(n) - коэффициент корреляции величин 
и 
Представление высокочастотных составляющих исходных данных в виде реализаций однородных случайных последовательностей с нулевыми математическими ожиданиями позволяет использовать алгоритм коллокации для вычисления высокочастотных составляющих УСП с минимальной средней квадратической погрешностью (Мориц Г. Современная физическая геодезия. - Пер. с англ. - М.: Недра, http://1983.-c.65 [9]):
где G - вектор исходных данных;
В - ковариационная матрица исходных данных;
В-1 - матрица, обратная к матрице В;
А - ковариационная матрица исходных данных и искомого значения 
.
Принимая во внимание, что в нашем случае искомые данные - высокочастотные составляющие ускорения силы тяжести и глубин, вектор G представляется в виде:
Матрицы А и В - блочные и имеют вид:
где Kgg, Kgz, Kzz - ковариационные матрицы ускорений силы тяжести, ускорений силы тяжести и глубин, глубин.
Для расчетов по формуле (12) целесообразно в качестве N принять число пунктов, расположенных на расстоянии, равном радиусу корреляции высокочастотных составляющих ускорения силы тяжести (Пеллинен Л.П., Нейман Ю.М. Физическая геодезия. - Геодезия и аэросъемка. Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1980, т. 18 [10]).
Элементы ковариационных матриц Kgg, Kgz, Kzz, стоящие на пересечении i-й строки и j-й строки и j-го столбца, рассчитываются по формулам (Мориц Г. Современная физическая геодезия. - Пер. с англ. - М.: Недра, 1983. - С. 66 [11]):
где Kg(Sij), Kz(Sij) и Kgz(Sij) - значения автокорреляционных функций ускорения силы тяжести, глубин и взаимно корреляционных функций ускорения силы тяжести и глубин при аргументе Sij, равном расстоянию между пунктами i и j, рассчитываемые по формулам (Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1962. - С. 74 [12]):
Таким образом, объединяя выражения (6)-(10), (12), (15), получаем формулу для определения истинного значения ускорения силы тяжести:
где
Оценку точности определения ускорения свободного падения заявленным способом и устройством возможно произвести следующим образом посредством математического моделирования.
Истинные (без погрешностей) значения ускорения силы тяжести и глубины на галсе (в прямоугольной системе координат XOY, см. фиг. 1) задавались функциями вида (Аронов В.И. Методы математической обработки геологических данных на ЭВМ. - М.: Недра, 1977. - С. 20 [13]):
где Ek, Bk, xk, yk, F, Qk, Rk, Mk, 
фиксированные для каждой модели константы;
Для задания адекватных параметров модели ускорения силы тяжести по формуле (19) были рассчитаны автокорреляционные функции ускорения силы тяжести на галсах двух съемок, выполненных в открытом океане и на шельфе. Константы моделей Ek, Bk, xk, yk подбирались из условия совпадения автокорреляционных функций, рассчитанных по экспериментальным и по модельным данным, и приведены в табл. 1
Константы моделей F и Qk, Rk, Mk подбирались из требования выполнения условий
Первое из условий характеризует среднюю, второе - сильную корреляцию гравиметрических и батиметрических измерений в океане (Процаенко С.В., Конешов В.Н. К вопросу подготовки априорной информации для выполнения морской гравиметрической съемки. В кН.: Физико-техническая гравиметрия (аппаратура и методы измерений). - М.: ИФЗ АН СССР, 1982, с. 139-148 [14]).
Значение констант F и Qk, Rk, Mk, приведены в табл. 2 (F=1 км; Ζ=3 км).
Измеренные значения ускорения силы тяжести задавались выражениями
gизмi=gистi+σi,
где σi - погрешность измерений в пункте i, представляющая собой случайные нормально-распределенные числа с нулевым математическим ожиданием и средним квадратическим отклонением mизм=5 мГал.
Расстояние между пунктами на галсе принято равным радиусу корреляции ускорения силы тяжести, число пунктов на галсе Μ равно 20.
Для получения достаточной статистики, необходимой для оценки точности, вычисления проводились на 20 параллельных галсах, расположенных на расстоянии 16 км друг от друга, и средняя квадратическая погрешность рассчитанных по формуле (1) значений gi определялась по формуле
где j - номер галса, галс с номером j=1 совпадает с осью ОХ.
Результаты оценки точности приведены в таблице 3.
Использование заявленных способа и устройства позволяет по сравнению с существующими повысить точности определения ускорения свободного падения на движущемся объекте в море на 10% при средней (0,7) и на 30% при высокой (0,95) корреляции значений ускорения свободного падения и глубины моря.
Источники информации
1. Юзефович А.П., Огородова Л.В. Гравиметрия. - М.: Недра, 1980. - С. 160-164.
2. Строев П.А. Гравиметрические исследования в Тихом Океане во 2-м рейсе НИС «Морской геофизик». В сб.: Морские гравиметрические исследования. - М., 1982. - С. 70.
3. Баландин В.Н. и др. Средства и методы топографической съемки шельфа. - М.: Недра, 1979. - С. 64.
4. Пантелеев В.Л. Основы морской гравиметрии. - М.: Недра, 1983. - С. 145-179.
5. Пантелеев В.Л. Основы морской гравиметрии. - М.: Недра, 1983. - С. 114.
6. Процаенко С.В. Корреляционный способ восстановления поля силы тяжести в океане. - Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 1982, №3. С. 58-63.
7. Лебедев С.В., Нейман Ю.М. Методика определения корреляционной функции гравитационного поля Земли для локальных участков. - Геодезия. Т. I/41, Новосибирск, 1977. С. 87-91.
8. Бузук В.В. Моделирование аномалий силы тяжести в неизученных районах Земли с определением высокочастотной части спектра гравитационного поля. - Астрономия и геодезия (Томск), 1979, №7.
9. Мориц Г. Современная физическая геодезия. - Пер. с англ. - М.: Недра, 1983. - С. 65.
10. Пеллинен Л.П., Нейман Ю.М. Физическая геодезия. - Геодезия и аэросъемка. Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1980, т. 18.
11. Мориц Г. Современная физическая геодезия. - Пер. с англ. - М.: Недра, 1983. - с. 66.
12. Вентцель Е.С Теория вероятностей. - М.: Наука, 1962. - С. 74.
13. Аронов В.И. Методы математической обработки геологических данных на ЭВМ. - М.: Недра, 1977. - С. 20.
14. Процаенко С.В., Конешов В.Н. К вопросу подготовки априорной информации для выполнения морской гравиметрической съемки. В кН.: Физико-техническая гравиметрия (аппаратура и методы измерений). - М.: ИФЗ АН СССР, 1982, с. 139-1.
Claims (2)
1. Способ гравиметрической съемки акватории, включающей вождение съемочного судна по запланированным галсам, измерение при этом на съемочном судне ускорения силы тяжести гравиметром в пунктах, расположенных вдоль съемочных галсов, определение широты места φ и долготы λ, пути П и абсолютной скорости ν, вычисление по полученным данным искомого ускорения силы тяжести gистi, вождение судна производят по запланированным галсам, начало и конец каждого из галсов замкнуты на опорный гидрографический пункт или на два опорных гидрографических пункта: начало каждого галса - на один пункт, а конец каждого галса - на другой данный пункт, отличающийся тем, что дополнительно измеряют на движущемся судне в пунктах, расположенных вдоль съемочных галсов, совместно с измерением ускорения силы тяжести gизмi глубину акватории Zизмi и определяют геодезические прямоугольные координаты xi yi, а истинное значение ускорения силы тяжести gистi вычисляют по формуле:
где Kgg, Kgz, Kzz - ковариационные матрицы значений ускорений силы тяжести, ускорения силы тяжести и глубины акватории, глубины акватории;
|G| - вектор столбца исходных данных
где N - число пунктов, расположенных на расстоянии, равном радиусу корреляции значений
gискi и Zискi - искомые значения ускорения силы тяжести и глубины акватории соответственно в пунктах i-го галса с координатами xi;
Δgэтв - значения поправки за эффект Этвеша в пункте i:
и 
- алгебраические полиномы,
поправки за эффект Этвеша Δgэтв вычисляют по формуле:
если Земля представлена в виде шара, или по формуле:
если Земля представлена в виде земного эллипсоида, где:
ω - угловая скорость вращения Земли;
ϑН - абсолютная скорость движения съемочного судна;
α - путь съемочного судна;
R - радиус Земли;
α и l - большая полуось и эксцентриситет земного эллипсоида;
ϑH и ϑE - северная и восточная составляющие ϑH соответственно,
определение искомых значений ускорения силы тяжести gискi и глубины акватории Zискi в пунктах i-го галса, свободных от постоянных, систематических и периодически систематических погрешностей с координатами xi, вычисляют по формулам:
где i=1, 2, …, n - порядковый номер измеренных значений выбранных ускорений силы тяжести gизмi и глубин акватории Zизмi в чистых пунктах, расположенных на съемочном галсе;
gоA, goB и ZoA, ZoB - эталонные значения ускорения силы тяжести и эталонные значения глубины акватории в местах расположения опорных гидрографических пунктов А и В соответственно;
k, n - число выбранных значений ускорения силы тяжести и глубины акватории на отрезке съемочного галса, ограниченного опорными гидрографическими пунктами А или В и местом Е к опорным гидрографическим пунктам А и В соответственно.
где Kgg, Kgz, Kzz - ковариационные матрицы значений ускорений силы тяжести, ускорения силы тяжести и глубины акватории, глубины акватории;
|G| - вектор столбца исходных данных
где N - число пунктов, расположенных на расстоянии, равном радиусу корреляции значений
gискi и Zискi - искомые значения ускорения силы тяжести и глубины акватории соответственно в пунктах i-го галса с координатами xi;
Δgэтв - значения поправки за эффект Этвеша в пункте i:
поправки за эффект Этвеша Δgэтв вычисляют по формуле:
если Земля представлена в виде шара, или по формуле:
если Земля представлена в виде земного эллипсоида, где:
ω - угловая скорость вращения Земли;
ϑН - абсолютная скорость движения съемочного судна;
α - путь съемочного судна;
R - радиус Земли;
α и l - большая полуось и эксцентриситет земного эллипсоида;
ϑH и ϑE - северная и восточная составляющие ϑH соответственно,
определение искомых значений ускорения силы тяжести gискi и глубины акватории Zискi в пунктах i-го галса, свободных от постоянных, систематических и периодически систематических погрешностей с координатами xi, вычисляют по формулам:
где i=1, 2, …, n - порядковый номер измеренных значений выбранных ускорений силы тяжести gизмi и глубин акватории Zизмi в чистых пунктах, расположенных на съемочном галсе;
gоA, goB и ZoA, ZoB - эталонные значения ускорения силы тяжести и эталонные значения глубины акватории в местах расположения опорных гидрографических пунктов А и В соответственно;
k, n - число выбранных значений ускорения силы тяжести и глубины акватории на отрезке съемочного галса, ограниченного опорными гидрографическими пунктами А или В и местом Е к опорным гидрографическим пунктам А и В соответственно.
2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее чувствительную систему, блок управления, вычислитель и регистратор, отличающееся тем, что оно снабжено измерителем глубины, навигационным средством и вычислителем, реализующим формулы:
где Kgg, Kgz, Kzz - ковариационные матрицы значений ускорения силы тяжести, ускорений силы тяжести и глубины акватории, глубины акватории;
lGl - вектор столбца исходных данных;
, если Земля представлена в виде шара, или по формуле:
если Земля представлена в виде земного эллипсоида, где
ω - угловая скорость вращения Земли;
νH - абсолютная скорость движения судна-носителя гравиметра;
φ - широта места съемочного судна;
α - пункт съемочного судна;
R - радиус Земли;
α и е - большая полуось и эксцентриситет земного эллипсоида;
νH и νЕ - северная и восточная составляющие соответственно,
где i=1, 2, …, n - порядковый номер измеренных значений выбранных ускорений силы тяжести gизмi и глубин акватории Zизмi в чистых пунктах, расположенных на съемочном галсе;
goA, goB и ZoA, ZoB - эталонные значения ускорения силы тяжести и эталонные значения глубины акватории в местах расположения опорных гидрографических пунктов А и В соответственно;
k, n - число выбранных значений ускорения силы тяжести и глубины акватории на отрезке съемочного галса, ограниченного опорными гидрографическими пунктами А или В и местом Е к опорным гидрографическим пунктам А и В соответственно, при этом вход вычислителя через блок управления соединен с выходами чувствительной системы, измеряемой глубины, навигационного средства, а выход подключен к входу регистратора.
где Kgg, Kgz, Kzz - ковариационные матрицы значений ускорения силы тяжести, ускорений силы тяжести и глубины акватории, глубины акватории;
lGl - вектор столбца исходных данных;
если Земля представлена в виде земного эллипсоида, где
ω - угловая скорость вращения Земли;
νH - абсолютная скорость движения судна-носителя гравиметра;
φ - широта места съемочного судна;
α - пункт съемочного судна;
R - радиус Земли;
α и е - большая полуось и эксцентриситет земного эллипсоида;
νH и νЕ - северная и восточная составляющие соответственно,
где i=1, 2, …, n - порядковый номер измеренных значений выбранных ускорений силы тяжести gизмi и глубин акватории Zизмi в чистых пунктах, расположенных на съемочном галсе;
goA, goB и ZoA, ZoB - эталонные значения ускорения силы тяжести и эталонные значения глубины акватории в местах расположения опорных гидрографических пунктов А и В соответственно;
k, n - число выбранных значений ускорения силы тяжести и глубины акватории на отрезке съемочного галса, ограниченного опорными гидрографическими пунктами А или В и местом Е к опорным гидрографическим пунктам А и В соответственно, при этом вход вычислителя через блок управления соединен с выходами чувствительной системы, измеряемой глубины, навигационного средства, а выход подключен к входу регистратора.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575316C1 true RU2575316C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737034C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук | Способ измерения гравитационного поля Земли |
| RU2781761C1 (ru) * | 2021-12-07 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук | Способ контроля точности площадной гравиметрической съемки |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185642C1 (ru) * | 1998-11-06 | 2002-07-20 | Локхид Мартин Корпорейшн | Способ усовершенствования измерения градиента ускорения силы тяжести (варианты) |
| RU2426154C1 (ru) * | 2010-01-28 | 2011-08-10 | Сергей Борисович Курсин | Способ определения ускорения силы тяжести на движущемся объекте |
| RU2431873C2 (ru) * | 2005-07-27 | 2011-10-20 | Аркекс Лимитед | Обработка данных гравиметрической разведки |
| RU2440592C2 (ru) * | 2010-03-18 | 2012-01-20 | Сергей Петрович Алексеев | Способ морской гравиметрической съемки |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185642C1 (ru) * | 1998-11-06 | 2002-07-20 | Локхид Мартин Корпорейшн | Способ усовершенствования измерения градиента ускорения силы тяжести (варианты) |
| RU2431873C2 (ru) * | 2005-07-27 | 2011-10-20 | Аркекс Лимитед | Обработка данных гравиметрической разведки |
| RU2426154C1 (ru) * | 2010-01-28 | 2011-08-10 | Сергей Борисович Курсин | Способ определения ускорения силы тяжести на движущемся объекте |
| RU2440592C2 (ru) * | 2010-03-18 | 2012-01-20 | Сергей Петрович Алексеев | Способ морской гравиметрической съемки |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737034C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук | Способ измерения гравитационного поля Земли |
| RU2781761C1 (ru) * | 2021-12-07 | 2022-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук | Способ контроля точности площадной гравиметрической съемки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Thomson et al. | Modeling AUV localization error in a long baseline acoustic positioning system | |
| US7113868B2 (en) | Method and system for processing geophysical survey data | |
| Zhao et al. | Investigation on underwater positioning stochastic model based on acoustic ray incidence angle | |
| GB2446174A (en) | Gravity survey data processing | |
| CN101482614A (zh) | 声音传播速度建模方法、装置和系统 | |
| Kiselev et al. | Autonomous underwater robot as an ideal platform for marine gravity surveys | |
| CN103630931A (zh) | 从近场测量和建模假想特征计算假想源特征的方法和系统 | |
| Tomczak et al. | Subsea wellhead spud-in marking and as-built position estimation method based on ultra-short baseline acoustic positioning | |
| RU2440592C2 (ru) | Способ морской гравиметрической съемки | |
| CN103140777A (zh) | 用于处理地球物理数据的系统和方法 | |
| CN102939547A (zh) | 确定位于海底的两个探测器的相对位置的方法 | |
| CN202928583U (zh) | 一种海洋钻井平台姿态监控及定位装置 | |
| Berdyshev et al. | Mapping Problems of Geophysical Fields in Ocean and Extremum Problems of Underwater Objects Navigation | |
| RU2575316C1 (ru) | Способ гравиметрической съемки акватории и устройство для его осуществления | |
| US20170242141A1 (en) | Seismic migration using an indexed matrix | |
| Rose et al. | Direct recovery of deflections of the vertical using an inertial navigator | |
| Nikiforov et al. | On the methods for the construction of seabed digital elevation models (using the example of the White Sea) | |
| NO20121041A1 (no) | Framgangsmate for bestemmelse av posisjonen for en detektor lokalisert pa havbunnen | |
| Douch et al. | Error analysis of a new planar electrostatic gravity gradiometer for airborne surveys | |
| Miroslav et al. | Tutorial: The gravity-stripping process as applied to gravity interpretation in the eastern Mediterranean | |
| Oszczak et al. | The algorithm for determining the coordinates of a point in three-dimensional space by using the auxiliary point | |
| Binder | Construction of a geographically oriented horizon trihedron in gyroscopic orientation systems intended to aid navigation dead reckoning part 1. Gyroscopic orientation with a correctable pendulum. Implementation in a free gyroscope | |
| Koneshov et al. | An approach to refined mapping of the anomalous gravity field in the Earth’s polar caps | |
| Zheleznyak et al. | Experimental determination of the vertical gravity gradient below the sea level. | |
| ARSLAN | Geophysical regional gravity map of Turkey and its general assessment |