RU2704545C1 - Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object - Google Patents

Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object Download PDF

Info

Publication number
RU2704545C1
RU2704545C1 RU2019111222A RU2019111222A RU2704545C1 RU 2704545 C1 RU2704545 C1 RU 2704545C1 RU 2019111222 A RU2019111222 A RU 2019111222A RU 2019111222 A RU2019111222 A RU 2019111222A RU 2704545 C1 RU2704545 C1 RU 2704545C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gravimeters
acceleration
signals
orbital motion
gravity
Prior art date
Application number
RU2019111222A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Борисович Попов
Original Assignee
Анатолий Борисович Попов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Борисович Попов filed Critical Анатолий Борисович Попов
Priority to RU2019111222A priority Critical patent/RU2704545C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704545C1 publication Critical patent/RU2704545C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: geophysical survey.
SUBSTANCE: invention relates to geophysical research and can be used to find small anomalies of gravity in marine measurements. Technical effect is achieved due to the fact that two absolute gravimeters are fixedly installed on object in points with known distance between them, accelerometers with horizontal axes of sensitivity are installed in same points, in signals of gravimeters and accelerometers, the second harmonic of oscillations of object rolling is selected, from which vertical components of translational acceleration of rolling are calculated, which are subtracted from signals of gravimeters, obtained after subtracting translational acceleration of angular rolling signals of gravimeters are added and subtracted, obtaining signals of sum and difference, from distance between points of installation of gravimeters and speed of movement of object determine the time required for overcoming this distance and calculating the phase shift of the orbital motion which occurred during that time, substituting the phase shift in the difference signal, calculating the orbital motion parameters, subtracting the orbital motion acceleration signal from the sum signal and obtaining the instantaneous acceleration of gravity, which is averaged.
EFFECT: high accuracy of measuring gravity on a mobile object, high efficiency of measuring gravitational field and accuracy of navigating thereon.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для нахождения небольших аномалий силы тяжести при морских измерениях.The invention relates to geophysical exploration and can be used to find small anomalies of gravity in marine measurements.

Известны способ детализации измеряемого гравитационного поля за счет прохождении объектом одной точки несколько раз [1]. Недостатком такого способа является низкая производительность измерений.A known method of detailing the measured gravitational field due to the passage of the object of one point several times [1]. The disadvantage of this method is the low measurement performance.

Для увеличения производительности вводят дополнительные движения гравиметров [2]. Недостатком такого способа является необходимость прокладки внутрикорабельных путей для перемещения гравиметров.To increase productivity, additional movements of gravimeters are introduced [2]. The disadvantage of this method is the need to lay intrabuilder tracks for moving gravimeters.

Известен способ морских измерений при движении параллельными галсами [3]. Недостатком этого способа является низкая производительность, вызванная использованием относительного гравиметра с сильно демпфированной механической системой.A known method of marine measurements when moving parallel tacks [3]. The disadvantage of this method is the low productivity caused by the use of a relative gravimeter with a highly damped mechanical system.

Задачей изобретения является повышение производительности и детализации измерений гравитационного поля и точности навигации по нему.The objective of the invention is to increase productivity and detail measurements of the gravitational field and the accuracy of navigation on it.

Это достигается тем, что используют два абсолютных гравиметра, размещенных на корабле так, что расстояние между ними в направлении нос-корма известно. Рядом с ними устанавливают горизонтальные акселерометры. На корабле размещены вычислитель и инерциальная навигационная система (ИНС) для определения линейной скорости и углов качки. На основании показаний ИНС и горизонтальных акселерометров по вторым гармоникам частот колебаний рассчитывают поступательные ускорения угловой качки в точках установки гравиметров. Вычитают вертикальные составляющие этих ускорений из показаний гравиметров. По линейной скорости, вырабатываемой ИНС, определяют время прохождения кораблем расстояния равного расстоянию между гравиметрами, и по нему рассчитывают разность фаз колебаний орбитального движения, образующуюся при прохождении гравитационной аномалии двумя гравиметрами последовательно. Рассчитывают сумму и разность сигналов, полученных после вычитания поступательных ускорений угловой качки. В разностном сигнале отсутствует гравитационная составляющая. По нему и по разности фаз определяют параметры орбитального движения, ускорения которого вычитают из суммарного сигнала и получают мгновенные значения величины ускорения силы тяжести (УСТ), которые усредняют.This is achieved by using two absolute gravimeters placed on the ship so that the distance between them in the direction of the bow-stern is known. Horizontal accelerometers are installed next to them. The ship has a calculator and an inertial navigation system (INS) for determining linear speed and pitching angles. Based on the readings of the ANN and horizontal accelerometers, the translational accelerations of the angular pitching at the points of installation of the gravimeters are calculated from the second harmonics of the vibration frequencies. The vertical components of these accelerations are subtracted from the readings of the gravimeters. The linear speed generated by the ANN determines the time the ship travels a distance equal to the distance between the gravimeters, and the phase difference of the orbital motion oscillations generated during the passage of the gravitational anomaly by two gravimeters in series is calculated from it. The sum and difference of the signals obtained after subtracting the translational accelerations of the pitching are calculated. There is no gravitational component in the difference signal. The parameters of the orbital motion are determined from it and by the phase difference, the accelerations of which are subtracted from the total signal and instantaneous values of the acceleration of gravity (TS) are obtained, which are averaged.

Технический результат - повышение точности измерений силы тяжести на подвижном объекте.EFFECT: increased accuracy of gravity measurements on a moving object.

Сущность способа поясняется Фиг. 1 и Фиг. 2.The essence of the method is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.

На Фиг. 1 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 adopted the following notation:

1, 2 - точки установки гравиметров и акселерометров,1, 2 - installation points of gravimeters and accelerometers,

3 - объект - корабль,3 - object - ship,

4 - метацентр качки корабля,4 - meta-center of the ship rolling,

5 - профиль гравитационного поля,5 - profile of the gravitational field,

6 - профиль волнения моря,6 - profile of sea waves,

X, Y - координатные оси,X, Y - coordinate axes,

r1, r2 - расстояние от метацентра качки до точек установки гравиметров,r1, r2 - distance from the metacentre of pitching to the points of installation of gravimeters,

d - расстояние между точками установки гравиметров.d is the distance between the points of installation of the gravimeters.

На Фиг. 2 приняты следующие обозначения:In FIG. 2 adopted the following notation:

7, 8 - гравиметры,7, 8 - gravimeters,

9, 10 - акселерометры,9, 10 - accelerometers,

11 - инерциальная система (ИНС),11 - inertial system (ANN),

12 - вычислитель,12 - calculator,

13 - блок вычисления и вычитания вертикальных поступательных ускорений угловой качки,13 is a block for calculating and subtracting vertical translational accelerations of the pitching,

14, 15 - блоки вычисления разностного и суммарного сигналов,14, 15 - blocks for calculating the difference and total signals,

16 - блок вычисления величины ускорения орбитального движения,16 is a block for calculating the magnitude of the acceleration of orbital motion,

17 - устройство сравнения,17 is a comparison device,

18 - сглаживающее устройство,18 is a smoothing device,

g - ускорение силы тяжести.g is the acceleration of gravity.

В точках 1 и 2 на корабле 3 оборудованы посты для установки аппаратуры. При движении корабль качается относительно метацентра 4 и совершает орбитальное движение. Вертикальные ускорения, действующие вдоль оси X, содержат ускорение силы тяжести, зависящее от гравитационного профиля 5, и инерционное ускорение, зависящее от профиля волнения моря 6. На постах размещены гравиметры 7, 8 и акселерометры с горизонтальными осями чувствительности 9, 10. На корабле также установлена инерциальная система ИНС 11. Гравиметры, акселерометры и ИНС соединены с вычислителем 12, конкретно с блоком 13 вычисления и вычитания вертикальных поступательных ускорений, вызванных угловой качкой корабля. Блок 13 соединен с блоками 14 и 15, в которых вычисляют разность и сумму ускорений, полученных после вычитания поступательных ускорений угловой качки. Блок 14 соединен с блоком 16, в котором вычисляют ускорения орбитального движения корабля. Выходы блоков 16 и 14 соединены с входами устройства сравнения 17, где вырабатывают мгновенные значения ускорений силы тяжести. Полученные ускорения пропускают через сглаживающее устройство 18, которое формирует истинную величину силы тяжести g.At points 1 and 2 on ship 3, posts for installing equipment are equipped. When moving, the ship sways relative to the metacentre 4 and performs orbital motion. Vertical accelerations operating along the X axis contain acceleration of gravity, depending on the gravitational profile 5, and inertial acceleration, depending on the profile of sea waves 6. Gravimeters 7, 8 and accelerometers with horizontal axes of sensitivity 9, 10 are located at the posts. An inertial system ANN 11 is installed. Gravimeters, accelerometers, and ANNs are connected to a calculator 12, specifically, to a block 13 for calculating and subtracting vertical translational accelerations caused by angular rolling of the ship. Block 13 is connected to blocks 14 and 15, in which the difference and the sum of the accelerations obtained after subtracting the translational accelerations of the angular pitching are calculated. Block 14 is connected to block 16, in which the acceleration of the orbital motion of the ship is calculated. The outputs of blocks 16 and 14 are connected to the inputs of the comparison device 17, where they generate instantaneous values of the accelerations of gravity. The resulting accelerations are passed through a smoothing device 18, which forms the true value of gravity g.

Известны относительные гравиметры [3, 4]. Механическая часть этих гравиметров представляет собой поплавок в вязкой жидкости, с точки зрения теории автоматического регулирования - апериодическое звено первого порядка с постоянной времени порядка Т≈1000 с. Такое звено имеет наклон

Figure 00000001
и при указанной постоянной времени обеспечивает коэффициент ксгл=105 при отстоянии частоты сигнала от частоты среза на 2,5 декады. В этом случае ускорения качки и орбитального движения с периодом Tk=10 с и амплитудой
Figure 00000002
успешно усредняются до допустимой величины
Figure 00000003
Но в такой же мере сглаживается и профиль аномалий. Аномалии, изменяющиеся с частотой качки или меньшей, исчезают полностью [4]. Например, при скорости корабля
Figure 00000004
не будут обнаружены аномалии длиной менее L=5 км. Для их идентификации необходимо снижать скорость измерений или многократно проходить над одной точкой.Relative gravimeters are known [3, 4]. The mechanical part of these gravimeters is a float in a viscous fluid, from the point of view of the theory of automatic control - an aperiodic link of the first order with a time constant of the order of T≈1000 s. This link has a slope
Figure 00000001
and at the indicated time constant it provides a coefficient of cgl = 10 5 when the signal frequency is separated from the cutoff frequency by 2.5 decades. In this case, the acceleration of rolling and orbital motion with a period T k = 10 s and amplitude
Figure 00000002
successfully averaged to an acceptable value
Figure 00000003
But the profile of anomalies is smoothed to the same extent. Anomalies that change with pitching frequency or less disappear completely [4]. For example, at ship speed
Figure 00000004
no anomalies shorter than L = 5 km will be detected. For their identification, it is necessary to reduce the measurement speed or repeatedly pass over one point.

В абсолютном гравиметре механическая часть - безынерционна. Примем длину волны видимого света ϒ=5*10-7 м. Чередование интерференционных полос соответствуют изменению пути на полуволну. Путь h, пройденный телом за время τ при падении под действием ускорения силы тяжести g, определяется формулой

Figure 00000005
а время падения
Figure 00000006
Приращение времени Δτ, соответствующее изменению высоты Δh определится выражением
Figure 00000007
In an absolute gravimeter, the mechanical part is inertialess. We take the wavelength of visible light ϒ = 5 * 10 -7 m. The alternation of interference fringes corresponds to a change in the path to the half-wave. The path h traveled by the body during time τ when falling under the action of the acceleration of gravity g is determined by the formula
Figure 00000005
and fall time
Figure 00000006
The time increment Δτ corresponding to the change in height Δh is determined by the expression
Figure 00000007

Если измерять путь количеством n длин полуволн h=2n ϒ, а приращение пути принять равной длине полуволны Δh=0,5 ϒ, получимIf we measure the path by the number n of half-wavelengths h = 2n ϒ, and the path increment is taken equal to the half-wavelength Δh = 0.5 ϒ, we obtain

Figure 00000008
Figure 00000008

При несимметричном способе измерений максимальное приращение времени зафиксируется при прохождении первой полуволныWith an asymmetric measurement method, the maximum time increment is recorded when the first half-wave passes

Figure 00000009
Figure 00000009

что соответствует частоте

Figure 00000010
Последующие измерения будут происходить на частотах, превышающих fmin>10 кГц.which corresponds to the frequency
Figure 00000010
Subsequent measurements will occur at frequencies exceeding f min > 10 kHz.

Отсчеты, полученные на частоте превышающей 10 кГц усредняют за время полета пробного тела. Примем высоту падения тела h=5*10-3 м и время падения τ=0,03 с. В этом случае на траектории падения укладывается n=2,5*104 отсчетов. Можно принять погрешность каждого измерения [3] Δgj=100 Гал. При простом осреднении коэффициент сглаживания

Figure 00000011
недостаточен для достижения необходимой точности
Figure 00000012
Однако, выбирая тип и порядок фильтра, например, косинусное окно в фильтре с конечной импульсной характеристикой [5], у которого коэффициент сглаживания
Figure 00000013
добиваются необходимой степени сглаживания при заданном количестве измерений. Так как Т≈107 Δτmax, то детализация съемки гравитационного поля улучшиться на 7 порядков без уменьшения скорости корабля.Samples obtained at a frequency exceeding 10 kHz are averaged over the flight time of the test body. Let us take the fall height of the body h = 5 * 10 -3 m and the fall time τ = 0.03 s. In this case, n = 2.5 * 10 4 samples fit into the trajectory of the fall. You can accept the error of each measurement [3] Δg j = 100 Gal. With simple averaging, the smoothing coefficient
Figure 00000011
insufficient to achieve the required accuracy
Figure 00000012
However, choosing the type and order of the filter, for example, the cosine window in the filter with a finite impulse response [5], which has a smoothing coefficient
Figure 00000013
achieve the necessary degree of smoothing for a given number of measurements. Since T≈10 7 Δτ max , the detail of the gravity field survey will improve by 7 orders of magnitude without reducing the speed of the ship.

На корабль помимо инерциальной система, которая измеряет линейную скорость и угловые параметры качки, устанавливают группу акселерометров для определения метацентра качки и поступательных ускорений качки. Рассмотрим ускорения в точках, расположенных в диаметральной плоскости. Полное вертикальное ускорение а полн содержит мгновенные значения гравитационной составляющей gj, ускорения орбитального движения

Figure 00000014
и поступательные ускорения качки a Ψ In addition to the inertial system, which measures the linear speed and angular parameters of the pitching, a group of accelerometers are installed on the ship to determine the metacentre of pitching and translational accelerations of pitching. Consider accelerations at points located in the diametrical plane. The full vertical acceleration a full contains the instantaneous values of the gravitational component g j , the acceleration of the orbital motion
Figure 00000014
and translational acceleration of pitching a Ψ

Figure 00000015
Figure 00000015

Поступательное ускорение качки состоит из двух частей: тангенциальной -

Figure 00000016
и радиальной -
Figure 00000017
Translational pitching acceleration consists of two parts: tangential -
Figure 00000016
and radial -
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Ускорения можно разделить и выделить гравитационную составляющую gj. Полное ускорение a полн измеряют гравиметром. Углы, скорости и угловые ускорения качки

Figure 00000019
измеряют инерциальной системой, ею же измеряют линейную скорость корабля Vk. Acceleration can be divided and highlight the gravitational component g j . Complete a full acceleration measured gravimeter. Angles, speeds and angular accelerations of pitching
Figure 00000019
measured by an inertial system, it also measures the linear speed of the ship V k.

Для оценочных расчетов примем качку гармонической.For evaluative calculations, we take the harmonic pitching.

Figure 00000020
Figure 00000020

где Ψm и ω - амплитуда и частота качки.where Ψ m and ω are the amplitude and frequency of the pitching.

Выражения для ускорений имеют видExpressions for accelerations are of the form

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

где i - 1 и 2 - номер точки установки приборов.where i - 1 and 2 - the number of the installation point of the devices.

Тангенциальные ускорения изменяются с частотой качки ω, а радиальные - состоят из постоянной составляющей и составляющей, изменяющейся с удвоенной частотой качки - 2ω.Tangential accelerations vary with the rolling frequency ω, and radial ones consist of a constant component and a component that changes with a doubled rolling frequency - 2ω.

Проекции поступательных ускорений на оси x и y имеют вид:The projections of translational accelerations on the x and y axes are of the form:

Figure 00000023
Figure 00000023

где αi - угол между горизонтальной плоскостью и направлением радиус-векторов, соединяющих метацентр качки и точки установки измерительных приборов.where α i is the angle between the horizontal plane and the direction of the radius vectors connecting the metacenter of the pitching and the installation points of the measuring instruments.

В сигналах гравиметров и акселерометров выделяют проекции радиального ускорения на двойной частоте качкиIn the signals of gravimeters and accelerometers, projections of radial acceleration at a double rolling frequency are distinguished

Figure 00000024
Figure 00000024

При решении четырех уравнений с четырьмя неизвестными получим значения ri и αi. По ним рассчитаем тангенциальные ускорения

Figure 00000025
и
Figure 00000026
. Радиальные и тангенциальные ускорения исключим из полного ускорения. В результате получают остаточное ускорениеWhen solving four equations with four unknowns, we obtain the values of r i and α i . We calculate tangential accelerations from them.
Figure 00000025
and
Figure 00000026
. Radial and tangential accelerations are excluded from full acceleration. The result is residual acceleration

Figure 00000027
Figure 00000027

Для разделения g и

Figure 00000028
при измерениях одним гравиметром обычно корабль над одной аномалией проходит несколько раз. При установке двух гравиметров на одном корабле аномалия вызывает одинаковое изменение силы тяжести для гравиметров последовательно проходящих над ней, а орбитальное движение запаздывает по фазе.To separate g and
Figure 00000028
when measuring with one gravimeter, usually a ship passes over one anomaly several times. When installing two gravimeters on the same ship, the anomaly causes the same change in gravity for gravimeters passing successively above it, and the orbital motion is delayed in phase.

Сигнал первого гравиметра имеет вид:The signal of the first gravimeter has the form:

Figure 00000029
Figure 00000029

где ϕ1 - фаза орбитального движения для первого гравиметра.where ϕ 1 is the phase of the orbital motion for the first gravimeter.

При прохождении той же точки вторым гравиметром сигнал приобретет видWhen passing the same point with a second gravimeter, the signal will take the form

Figure 00000030
Figure 00000030

Запишем выражения разности

Figure 00000031
и суммы сигналов
Figure 00000032
We write the difference expressions
Figure 00000031
and the sum of the signals
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

где

Figure 00000034
- промежуток времени между прохождениями точек 1 и 2.Where
Figure 00000034
- the time interval between the passage of points 1 and 2.

Разностный сигнал представим в видеThe difference signal can be represented as

Figure 00000035
Figure 00000035

Будем считать, что измерения идут непрерывно с частотой превышающей 10 кГц. По записи разностного сигнала найдем его амплитуду

Figure 00000036
как экстремальное значение приWe assume that the measurements are continuous with a frequency exceeding 10 kHz. By recording the difference signal, we find its amplitude
Figure 00000036
as an extreme value for

Figure 00000037
Figure 00000037

Где m - номера прохождений сигналом экстремумов.Where m are the numbers of the passage of the extrema signal.

Figure 00000038
Figure 00000038

Вычислим аргумент и амплитуду орбитального движенияWe calculate the argument and amplitude of the orbital motion

Figure 00000039
Figure 00000039

Вычислим величину сигнала орбитального движения в суммарном сигналеWe calculate the value of the orbital motion signal in the total signal

Figure 00000040
Figure 00000040

и вычитаем еe из суммарного сигнала. В результате получим мгновенное значение величины ускорения силы тяжестиand subtract it from the total signal. As a result, we obtain the instantaneous value of the acceleration of gravity

Figure 00000041
Figure 00000041

которое усредняем, например, с помощью фильтра с конечной импульсной характеристикой [5], имеющего передаточную функцию W(j)which is averaged, for example, using a filter with a finite impulse response [5] having a transfer function W (j)

g= gjW(j)g = g j W (j)

Технический эффект заключается в повышении производительности измерений гравитационного поля и точности навигации по нему.The technical effect is to increase the productivity of measurements of the gravitational field and the accuracy of navigation on it.

Литература.Literature.

1. Блинов В.Н., Лопатенто Л.Е., Трушляков В.И., Бескоровайный И.В., Иванов Н.Н., Шалай В.В., Маркелов В.В. Способ измерения гравитационного поля Земли. Патент РФ 2251127. 29.12.2003 Владельцы патента: «Омский государственный технический университет», ЗАО КБ «Полет».1. Blinov V.N., Lopentento L.E., Trushlyakov V.I., Beskorovayny I.V., Ivanov N.N., Shalay V.V., Markelov V.V. A method of measuring the gravitational field of the Earth. RF patent 2251127. 12/29/2003 Patent owners: “Omsk State Technical University”, ZAO Flight Design Bureau.

2. Ставров К.Г., Костенич А.В., Сувернев В.Е., Гусева В.И., Денисюк Е.А., Малышева В.Ф. Способ определения ускорения силы тяжести на движущемся объекте и устройство для определения ускорения силы тяжести на движущемся объекте. Патент РФ 2479859. 2010-08-03. Патентообладатель «Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт». (ОАО «ГНИНГИ»)2. Stavrov K.G., Kostenich A.V., Suvernev V.E., Guseva V.I., Denisyuk E.A., Malysheva V.F. A method for determining the acceleration of gravity on a moving object and a device for determining the acceleration of gravity on a moving object. RF patent 2479859. 2010-08-03. Patent holder "State Scientific Research Navigation and Hydrographic Institute". (OJSC GNINGI)

3. А.А. Краснов, А.В. Соколов, Л.С. Элинсон. Результаты многолетней эксплуатации гравиметров «Чекан-АМ». Новый аэроморской гравиметр серии «Чекан». Симпозиум международной ассоциации по геодезии (IAG). Наземная, морская и аэрогравиметрия: измерения на неподвижных и подвижных основаниях (TG - SMM 2013). Санкт-Петербург. 2013.3. A.A. Krasnov, A.V. Sokolov, L.S. Alinson. The results of many years of operation of the Chekan-AM gravimeters. New aeromorsk gravimeter of the “Chekan” series. Symposium of the International Association of Geodesy (IAG). Land, sea and airborne gravimetry: measurements on fixed and moving bases (TG - SMM 2013). St. Petersburg. 2013.

4. Л.К. Железняк, Е.И. Попов. Новая упругая система морского гравиметра. Гравиинерциальная аппаратура в геофизических исследованиях. М.: ИФЗ АН СССР, 1988, с. 924. L.K. Zheleznyak, E.I. Popov. New resilient marine gravimeter system. Gravial inertial equipment in geophysical research. M .: IFZ AN SSSR, 1988, p. 92

5. Теория и практика ЦОС. Спектральный анализ на ограниченном интервале времени. Оконные функции, www.dsplib.ru5. Theory and practice of DSP. Spectral analysis for a limited time interval. Window functions, www.dsplib.ru

Claims (1)

Способ измерения ускорения силы тяжести на подвижном объекте, заключающийся в размещении на объекте гравиметра, акселерометров, инерциальной системы и вычислителя, расчете и вычитании из показаний гравиметров поступательных ускорений качки и орбитального движения, отличающийся тем, что два абсолютных гравиметра неподвижно устанавливают на объекте в точках с известным расстоянием между ними, в тех же точках устанавливают акселерометры с горизонтальными осями чувствительности, в сигналах гравиметров и акселерометров выделяют вторую гармонику колебаний качки объекта, по ней рассчитывают вертикальные составляющие поступательных ускорений качки, которые вычитают из сигналов гравиметров, полученные после вычитания поступательных ускорений угловой качки сигналы гравиметров складывают и вычитают, получая сигналы суммы и разности, по расстоянию между точками установки гравиметров и скорости движения объекта определяют необходимое для преодоления этого расстояния время и вычисляют возникший за это время сдвиг фазы орбитального движения, подставив сдвиг фаз в сигнал разности, рассчитывают параметры орбитального движения, вычитают сигнал ускорения орбитального движения из сигнала суммы и получают величину мгновенного ускорения силы тяжести, которую усредняют.A method for measuring the acceleration of gravity on a moving object, which consists in placing a gravimeter, accelerometers, an inertial system and a calculator on the object, calculating and subtracting the translational accelerations of the pitching and orbital motion from the readings of the gravimeters, characterized in that two absolute gravimeters are fixedly mounted on the object at points with the known distance between them, accelerometers with horizontal sensitivity axes are installed at the same points, the second one is allocated in the signals of gravimeters and accelerometers the harmonic of the object’s pitching oscillations, it calculates the vertical components of the translational acceleration of pitching, which are subtracted from the signals of the gravimeters, obtained after subtracting the translational accelerations of the pitching, the signals of the gravimeters are added and subtracted, receiving the sum and difference signals, the distance between the points of installation of the gravimeters and the speed of the object is determined the time necessary to overcome this distance and calculate the phase shift of the orbital motion that arose during this time, substituting the phase shift in the signal aznosti, calculated parameters of the orbital motion, the acceleration signal is subtracted from the signal of the orbital motion amount to give the instantaneous acceleration of gravity, which are averaged.
RU2019111222A 2019-04-15 2019-04-15 Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object RU2704545C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111222A RU2704545C1 (en) 2019-04-15 2019-04-15 Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111222A RU2704545C1 (en) 2019-04-15 2019-04-15 Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704545C1 true RU2704545C1 (en) 2019-10-29

Family

ID=68500618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019111222A RU2704545C1 (en) 2019-04-15 2019-04-15 Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704545C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1000983A1 (en) * 1981-01-21 1983-02-28 Ордена Ленина Институт Физики Земли Им.О.Ю.Шмидта Method of determination of free fall acceleration on the movable base
RU2324207C1 (en) * 2006-10-02 2008-05-10 Виктор Борисович Глебов Method of determining acceleration due to gravity of moving object and apparatus for its determination
RU2348009C1 (en) * 2007-07-02 2009-02-27 ФГУП Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт Минобороны России Gravimetric method to define deviation of plumb-line in ocean on mobile object
RU2479859C2 (en) * 2010-08-03 2013-04-20 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") Method for determining acceleration of gravity force on moving object, and device for determining acceleration of gravity force on moving object
CN106168682B (en) * 2016-07-11 2017-04-05 中南大学 A kind of moving target body monitoring method based on rotational gravity field

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1000983A1 (en) * 1981-01-21 1983-02-28 Ордена Ленина Институт Физики Земли Им.О.Ю.Шмидта Method of determination of free fall acceleration on the movable base
RU2324207C1 (en) * 2006-10-02 2008-05-10 Виктор Борисович Глебов Method of determining acceleration due to gravity of moving object and apparatus for its determination
RU2348009C1 (en) * 2007-07-02 2009-02-27 ФГУП Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт Минобороны России Gravimetric method to define deviation of plumb-line in ocean on mobile object
RU2479859C2 (en) * 2010-08-03 2013-04-20 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") Method for determining acceleration of gravity force on moving object, and device for determining acceleration of gravity force on moving object
CN106168682B (en) * 2016-07-11 2017-04-05 中南大学 A kind of moving target body monitoring method based on rotational gravity field

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005294550B2 (en) Amplitude preserving prestack migration method
AU2018203669B2 (en) Survey techniques using streamers at different depths
US9297923B2 (en) Gravity measurements using seismic streamers
CN107153224B (en) Wave detector dynamic performance integrated test and evaluation method
US20150078131A1 (en) Apparatus For Sensing Motion Of A Surface
EP3073297A1 (en) Method for tilt (roll) and pitch estimation in a multi-sensor streamer
EA030514B1 (en) Method and system for computing notional source signatures from near-field measurements and modeled notional signatures
US2794512A (en) Means for determining acoustical velocity and attenuation characteristics of subterranean formations
RU2704545C1 (en) Method for absolute measurements of a gravitational field on a mobile object
RU2144686C1 (en) Device and method to measure gravitation
JP5517258B2 (en) Q factor measurement method using vertical array seismometer
US10444386B2 (en) Methods and systems that determine a velocity wavefield from a measured pressure wavefield
US9964656B2 (en) Methods and systems to remove particle-motion-sensor noise from vertical-velocity data
US2235089A (en) Modulated steady state reflection seismic surveying
GB2186687A (en) Passive determination of target data of a vehicle
RU2324207C1 (en) Method of determining acceleration due to gravity of moving object and apparatus for its determination
NO347107B1 (en) Methods and Systems of Wavefield Separation Applied to Near-Continuously Recorded Wavefields
RU2523108C1 (en) Measurement of absolute free fall acceleration at movable base and gravity meters to this end
Spindel et al. Long‐range sound fluctuations with drifting hydrophones
RU2645790C1 (en) Method for definition of boundaries of sub-vertical expanded objects in geological environment
RU2479859C2 (en) Method for determining acceleration of gravity force on moving object, and device for determining acceleration of gravity force on moving object
Wu et al. A marine gravimeter based on electromagnetic damping and its tests in the South China Sea
US1784439A (en) Method for making subterranean surveys
RU2433429C2 (en) Method of determining static geomagnetic field during sea magnetic survey
US11092710B2 (en) Inversion techniques using streamers at different depths