Создание самолета-лаборатории и методика выполнения аэрогравиметрической съемки в арктических условиях Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2G11 Геология Вып. 3(12)

ГЕОФИЗИКА, ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 528.56+550.312

Создание самолета-лаборатории и методика выполнения аэрогравиметрической съемки в арктических условиях

Н.В. Дробышева, В.Н. Конешовь, И.В. Конешовс, В.Н. Сoлoвьевd

Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН, 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10. а E-mail: nvdrobyshev@rambler.ru, bE-mail: slavakoneshov@hotmail.com, cE-mail: vklevtsov@rambler.ru, dE-mail: solovyev@ifz.ru

(Статья поступила в редакцию 20 марта 2011 г.)

Показана необходимость создания самолета-лаборатории на базе самолета с большой автономностью и продолжительностью полета для работы в Арктике. Подробно рассказывается о его создании на базе серийных самолетов и выполнении аэрогравиметри-ческой съемки в 2006-2010 гг. над районами Баренцева и Карского морей и над рядом островов архипелага Новая Земля. Обоснован состав гравиметрического и навигационного оборудования, показана необходимость установки дополнительных устройств тепло - и вибрационной защиты, резервных линий электропитания, дополнительных средств связи. Подробно рассказано об устройстве и работе аэрогравиметрических комплексов, построенных на разных принципах действия. Дано описание методики выполнения аэрогравиметрической съемки в Арктике и ее особенностей. Изложены основные положения пакетов программ экспресс - и камеральной обработки гравиметрической и навигационной информации, полученной как на борту самолета, так и на базовых станциях спутниковой системы навигации GPS, показаны методы учета поправок для аэрогравиметрических комплексов с разным принципом действия.

Ключевые слова; гравиметрия, аэрогравиметрический комплекс, гравиметр.

Введение гравиметрической съемки. Суровость

В настоящее время в нашей стране и за климата, отдаленность от материка, от-рубежом ведутся активные геофизические сутствие мест для размещения базовых исследования арктической области нашей станций, сложность определения угла планеты. Одна из задач исследований - курса самолета-лаборатории по инерци-детальное изучение гравитационного поля альным системам предъявляют ряд осо-Арктики, в частности в акватории Барен- бых требований к методике выполнения цева и Карского морей, уточнение геоида аэрогравиметрической съемки и к средств этом районе и, следовательно, фигуры вам, используемым для ее проведения. Земли в арктической области. Цель данной статьи - показать особенно-

Из-за труднодоступности и малонасе- сти самолета-лаборатории, используемого ленности района, а также из-за особенно- для выполнения аэрогравиметрической стей арктического климата изучение гра- съемки в Арктике, а также ряд особенно-витационного поля в Арктике целесооб- стей методики ее выполнения. разнее всего проводить с помощью аэро-

© Дробышев Н.В., Конешов В.Н., Конешов И.В., Соловьев В.Н., 2011

37

Оборудование самолета-лаборатории

Для работы в Арктике необходим специально оборудованный самолет-лаборатория, его создание требует решения следующих задач, связанных с обеспечением:

- его способности работать в условиях Крайнего Севера;

- возможности размещения на борту нескольких типов гравиметрических комплексов;

- теплозащиты помещения лаборатории внутри самолета для поддержания постоянной рабочей температуры;

-надежного навигационного сопровождения полета и работы гравиметрических комплексов;

- надежного электропитания гравиметров и навигационного оборудования;

- специальных работ по уменьшению влияния вибрационных помех от работы двигателей самолета на работу гравиметрических комплексов;

- отдельного штурманского GPS комплекса, который способствует выполнению работ по заданному планшету с конкретными ограничениями для штурмана по самолетовождению (постоянство высоты, скорости и курса полета);

- отдельного канала спутниковой связи, (запасной вариант по отношению к штатным самолетным каналам связи).

Эти задачи были успешно решены в ИФЗ РАН в ходе работ 2006-2007 гг. при выполнении аэрогравиметрической съемки над районами Баренцева и Карского

морей и над рядом островов архипелага Новая Земля.

В ИФЗ РАН был создан самолет-лаборатория на базе серийного самолета АН-30Д и АН-26БРЛ. Пример такого самолета приведен на рис. 1.

Самолет имеет необходимые навигационные приборы, штатное оборудование и прошел специальную доработку с целью удовлетворения требований к установке аэрогравиметрических комплексов (в соответствии с их инструкцией по эксплуатации).

Монтаж и демонтаж оборудования на самолет осуществлялись на базе аэропорта Быково. Для получения требуемых результатов на борту самолета-лаборатории были проведены следующие мероприятия:

- монтаж специально изготовленного виброзащитного основания для установки гравиметров;

- монтаж теплозащитных экранов в салоне самолета;

- прокладка основных и резервных силовых кабелей для электропитания гравиметров с целью обеспечения бесперебойного электроснабжения приборов и поддержания постоянной температуры в салоне самолета с помощью электропечей при нахождении самолета на стоянке;

- прокладка дополнительных информационных сетей, контролирующих температуру внутри салона самолета;

- прокладка сетей для информационных систем, дублирующих навигационнопилотажные приборы штурмана;

Рис. 1. Самолет-лаборатория АН-30Д

Рис. 2. Антенны GPS приемников в астролюке

Аэрогравиметрическая съемка выполнялась комплектом аппаратуры, в основной состав которого входили:

- аэрогравиметрический комплекс МАГ с гиростабилизирующим блоком;

- аэрогравиметрический комплекс СИЛОМЕР с гиростабилизирующим блоком;

- гравиметрический комплекс ЧЕКАНАМ (авиационный вариант) с гиростабилизирующим блоком;

- приемоиндикаторы системы спутниковой навигации GPS в дифференциальном режиме, обслуживающие, в частности, аэрогравиметрические комплексы левого и правого бортов самолета-лаборатории.

Схема расположения гравиметрического и навигационного оборудования на

борту самолета-лаборатории показана на рис. 3.

Гравиметрические комплексы СИЛОМЕР 1, МАГ 2 и ЧЕКАН-АМ 3 установлены по правому и левому бортам самолета на специально разработанных и изготовленных в ИФЗ РАН виброзащитных основаниях 4. Рядом находятся стойки управления гравиметрическими комплексами З и место оператора б. Температуру в помещении лаборатории помогают сохранить теплозащитные перегородки 7, у задней из них расположены резервные источники питания S. Антенны GPS приемников 9, обеспечивающих работу гравиметрических комплексов, и антенна штурманской GPS 10, обеспечивающая пилотирование самолета, установлены в астролюке.

Рис. 3. Расположение аппаратуры в лаборатории на борту самолета X = Х2 =0.605м; Х3 =0.175 м; Y =2.915м; У2 =3.915 м; Z=1.894 м

Такое размещение оборудования обеспечило наименьшее расстояние между антеннами GPS приемников и чувствительными элементами гравиметров при данных условиях. Параметры X, X и Y, Y характеризуют положение чувствительного элемента гравиметра относительно антенны GPS приемника в поперечной и продольной плоскостях, Z - по высоте; X - расстояние между антеннами.

Аэрогравиметрический комплекс МАГ (СИЛОМЕР)

Чувствительная система гравиметрического комплекса МАГ и схожего с ним комплекса СИЛОМЕР представляет собой емкостный преобразователь. В этом случае сигнал с датчика используется только для поддержания массы в заданном положении. Обратная связь реализуется электромагнитом, который по сигналу емкостного датчика удерживает пробную массу в нулевом положении. Ток, протекающий через электромагнит, пропорциона-

лен изменению силы тяжести и является выходной величиной гравиметра. Чувствительный элемент имеет осевую конструкцию (рис. 4) с пробной массой 1 на упругом подвесе 2, фотоэлектрический датчик положения 3 и магнитоэлектрические датчики силы 4 (обратной связи и компенсирующий).

Комплекс МАГ (СИЛОМЕР) состоит:

- из центрального инерциально-гравиметрического прибора, установленного на амортизаторе;

- прибора управления, индикации и сбора информации (ПУИС) - промышленной ПЭВМ;

- бортового приемника GPS типа Javad Predo;

- системы электропитания;

- одного (для управления гиростабилизи-рованной платформой) и нескольких базовых (наземных) приемников GPS для обеспечения дифференциального режима в аэроварианте.

Функциональная схема гравиметрического комплекса МАГ (СИЛОМЕР) представлена на рис. 5.

Рис. 4. Чувствительный элемент гравиметра МАГ (СИЛОМЕР)

Рис. 5. Функциональная схема комплекса МАГ (СИЛОМЕР)

Ток, пропорциональный вертикальному кажущемуся ускорению, протекает в обмотке датчика силы обратной связи и во включенном последовательно с ней эталонном резисторе. Выходной сигнал (Wz) в виде напряжения, снимаемого с эталонного резистора, через интегрирующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) поступает в центральное процессорное устройство (ЦПУ) типа MicroPC фирмы Octagon System. На обмотку компенсирующего датчика силы подается стабилизированный опорный ток, компенсирующий фиксированное значение силы тяжести. Интегрирующий АЦП чувствительного элемента гравиметра (ГРЧЭ) выполнен в виде последовательного соединения преобразователей напряжение-частота и

частота-код. ГРЧЭ (совместно с АЦП) имеет полосу пропускания порядка 100 Гц. Устройство для калибровки гравиметра разработано на базе акселерометров АК-10, которые выполняют функцию высокоточного индикатора фиксированного угла наклона гироплатформы вокруг ее горизонтальных осей, что позволяет обеспечить эталонирование ГРЧЭ методом наклона без его демонтажа. Гиростабили-зированная платформа на базе динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ) и волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) с акселерометрами (АК) помещена в трехосный карданов подвес с внешней азимутальной осью, расположенной вне корпуса прибора. На осях карданова подвеса установлены датчики углов (ДУ) и датчи

1¥х Щ> УУг кУУг ГС /3 у ! г : В1]у £>№ в у

Рис. 6. Блок-схема алгоритмов работы комплекса МАГ (СИЛОМЕР)

ки момента (ДМ), предназначенные для выработки углов качек и курса объекта, а также двигатели следящих систем (СС) стабилизации.

Блок-схема основных бортовых алгоритмов гравиметрических комплексов МАГ (СИЛОМЕР) приведена на рис. 6.

Аэрогравиметрический комплекс ЧЕ-КАН-АМ

Аэрогравиметрический комплекс ЧЕ-КАН-АМ функционально устроен анало-

гично комплексу МАГ (СИЛОМЕР). Основное различие этих комплексов заключается в физическом принципе работы чувствительного элемента гравиметра. В отличие от емкостного преобразователя, используемого в ГРЧЭ комплекса МАГ (СИЛОМЕР), в качестве чувствительного элемента аэрогравиметрического комплекса ЧЕКАН- АМ применяется двойная кварцевая упругая система крутильного типа с оптико-электронным преобразователем.

Аэрогравиметрический комплекс ЧЕ-КАН-АМ состоит:

- из центрального инерциально-гравиметрического прибора;

- прибора управления, индикации и сбора информации;

- бортового приемника GPS типа Javad Predo;

- системы электропитания ГРЧЭ;

- системы электропитания гироплатформы;

- одного (для управления гиростаби-лизированной платформой) и нескольких базовых (наземных) приемников GPS для обеспечения дифференциального режима в аэроварианте.

Схема кварцевой системы и оптикоэлектронного преобразователя гравиметрического комплекса ЧЕКАН-АМ приведена на рис. 7.

Основа его - двойная кварцевая упругая система крутильного типа, которая состоит из двух идентичных кварцевых систем, помещенных в корпус 1, запол-

ненный демпфирующей жидкостью 2. Каждая система содержит кварцевую рамку с торсионом 3, к которому приварен маятник с пробной массой 4.

Нить торсиона предварительно закручена так, чтобы исходное положение маятника было близко к горизонту. Изменение угла Аср поворота маятника является мерой изменения ускорения силы тяжести

А?

&<P = KAg, (1)

где К - чувствительность упругой системы (К & 0.5 угл.мин/мГал).

Для измерения угла поворота маятников к ним приварены зеркала 5, плоскости которых параллельны осям маятников и развернуты на небольшой угол в противоположном направлении.

ЗЗ

ll

8 Я ll \\

l0

| 7 б З 3 l

/

А

А-А

IF

У

l0

ш

Рис. 7. Схема кварцевой системы и оптико-электронного преобразователя гравиметрического датчика комплекса ЧЕКАН-АМ

В верхней части корпуса установлено защитное стекло 6, на котором размещены две пары оптических клиньев 7. Над корпусом 1 расположен оптикоэлектронный преобразователь, включающий в себя источник излучения света 8, автоколлимационную марку 9, помещенную в фокальной плоскости объектива 10, и два приемника излучения

11.

Посредством оптико-электронного преобразователя угол поворота маятника преобразуется в линейное перемещение автоколлимационной марки вдоль светочувствительной области приемника излучения. Автоколлимационная марка выполнена в виде щели. Изображения марки формируются в плоскости фотоприемников световыми пучками, отраженными от зеркал маятников.

Изменение АЛ] (пике) положения авто-коллимационного изображения, сформированного от зеркала первого маятника, пропорционально изменению угла закручивания Ад>\ (рад) кварцевой нити в соответствии с формулой

АЬ\ = 2п/А<р1, (2)

где п - коэффициент преломления

демпфирующей жидкости; / - фокусное

расстояние объектива, мм.

Изменение положения АЬ2 (пике) авто-коллимационного изображения, сформированного от зеркала второго маятника, пропорционально изменению угла закручивания А<р2 (рад) кварцевой нити в соответствии с формулой

АЬ2 = 2п]А(р2. (3)

Согласно выражению (1), линейные перемещения светящейся щели Ь\, Ь2 характеризуют значения приращения силы тяжести Ag, измеренные каждой из кварцевых систем.

Измерение линейного перемещения АЬ выполняется посредством преобразователя видеосигнала в код.

Для гравиметрического комплекса ЧЕ-КАН-АМ обработка гравиметрических данных в режиме реального времени, прием навигационных данных и выработка сигналов для коррекции влияния движения носителя на гироплатформу осуществляются программой AIRGRAV, работающей под управлением операционной системы (ОС) MS DOS.

Аналогичные функции для комплексов МАГ и СИЛОМЕР выполняет соответствующая программа пульта управления гравиметрическим комплексом.

Методика выполнения аэрогравимет-рической съемки

Аэрогравиметрическая съемка в Арктике выполнялась методом замкнутых петель согласно разработанной методике по аэрогравиметрической съемке и методике гравиметрических съемок с относительным гравиметром.

В течение двух лет место базирования самолета на аэродроме г. Нарьян-Мар было постоянным и находилось на стоянке № 6 на расстоянии около 270 м от государственного ОГП 1-го класса. Эта стоянка являлась аэродромным опорным гравиметрическим пунктом (АОГП). Опорные наблюдения проводились на АОГП регулярно в течение 30 мин. перед вылетом самолета и в течение 30 мин. после его посадки (через 40 мин после остановки винтов самолета).

Измерения регистрировались с помощью пультов управления аэрогравимет-рическими комплексами на магнитный диск с дискретностью 1 с.

Условия для проведения работ в Арктике тяжелые: обледенение, отсутствие связи, высокий уровень инерционных помех, невозможность в ряде случаев выполнять съемку. Уровень возмущающих ускорений не был постоянным даже на протяжении одного полета. Он мог изменяться в зависимости от тяжести погодных условий (облачность, обледенение,

ветер) и находился в пределах от 100 до 350 Гал.

Гравиметрическая съемка выполнялась на высотах от 1000 до 1800 м с расстоянием 1000 м между меридиональными галсами и 7500 м между секущими галсами. Синхронизация определения координат гравиметрических измерений осуществлялась одной системой GPS. Расположение галсов задавалось на планшете, который выдавался ИФЗ РАН штурманской службе самолета.

Конструкция и алгоритм работы аэро-гравиметрических комплексов МАГ и СИЛОМЕР позволяют определять значения навигационных параметров (координаты и высота полета) для корректировки положения гироплатформы непосредственно во время работы гравиметра в полете по данным GPS. Частота таких определений составляет 2 Гц.

Порядок обработки материалов, полученных комплексом МАГ (СИЛОМЕР)

После полета проводилась оперативная экспресс-оценка результатов выполненных галсов. Целью экспресс-оценки было выявление брака в полученных результатах. В ходе обработки результатов измерений, полученных с помощью комплексов МАГ и СИЛОМЕР, использовался пакет программ, созданный лабораторией управления механико-математического факультета МГУ. Блок-схема обработки результатов комплексов МАГ и СИЛОМЕР показана на рис. 8.

В данном пакете программ поправка Этвеша вычислялась не по координатам, а по скорости полета самолета и ее вариациям. Использовался специальный алгоритм, который более целесообразен по отношению к алгоритму вычисления поправки Этвеша по координатам. Частота опроса первичной информации, полученной от приемников GPS, составляла 10 Гц. Погрешность вычисления изменений вертикальной составляющей скорости не превышала 1 см/с.

Разработанное программное обеспечение позволяет учитывать информацию от нескольких базовых станций GPS. Благодаря этому можно значительно уменьшить погрешности определения координат, вызванные ионосферными возмущениями.

Использование экспресс-оценки результатов измерений после полета позволяет оперативно принять решение о качестве полученного экспериментального материала и откорректировать план выполнения маршрутов следующих полетов.

В результате обработки материалов аэ-рогравиметрической съемки пакетом программ МГУ был получен предварительный гравиметрический каталог в формате

03, где каждый полет представлен в виде отдельного файла (см. рис. 11).

Порядок обработки материалов,

полученных комплексом ЧЕКАН-АМ

В ЦНИИ «Электроприбор» была создана программа «Chekan_QC», предназначенная для проведения оперативной экспресс-оценки и последующей обработки аэрогравиметрических измерений, осуществленных с использованием комплекса ЧЕКАН-АМ. Основные математические операции, выполняемые программой

«Chekan_QC», показаны на рис. 9.

Программа выполняет следующие действия:

- контроль исходных гравиметрических и навигационных данных, полученных в реальном времени;

- автоматическое разделение полета на галсы съемки;

- логический контроль всей входной информации;

- вычисление наблюденного значения силы тяжести;

- вычисление поправок за инерциаль-ные ускорения с использованием данных GPS, полученных в дифференциальном режиме;

- вычисление и фильтрацию аномалии силы тяжести в свободном воздухе (АСВ);

Рис. 8. Блок-схема обработки измерений комплексов МАГ и СИЛОМЕР пакетом программ МГУ

- вычисление оценок качества измерений и условий полета в процессе прохождения галса;

- составление базы данных аэрограви-метрической съемки;

- вычисление оценок точности определения силы тяжести по сходимости измерений на повторных и возвратных контрольных пунктах.

Расчет показаний гравиметра в милли-галах выполнялся по формуле

+

, (4)

т -

пх + п2.

где m\ и m2 - показания 1-й и 2-й упругих систем гравиметрического датчика;

Ь, a - коэффициенты, определенные на стенде завода-изготовителя при значении mo=3000 пикс; gr{) - показания гравиметра

при выполнении опорных измерений.

Поправка за дрейф нуль-пункта гравиметра вводилась исходя из предпосылки его линейного смещения:

-’(Г- "), (5)

где C - скорость смещения нуль-пункта гравиметра, T - текущее время измерений, Т0 - время измерения опорного значения

gr •

Восстановление показаний гравиметра выполнялось с использованием цифрового фильтра ¥г с передаточной функцией:

К(Р) =

T_gP±

0.01/7 +

(6)

где Tg - постоянная времени гравиметра; p - оператор Лапласа.

Поправка за вертикальное ускорение вводилась по информации, полученной от приемников GPS. Ускорения из места установки антенны пересчитывались к месту установки чувствительного элемента гравиметра, расстояние до которого характеризуется величиной L:

L:

- +

(7)

X, Y, Z - смещение антенны приемника GPS по отношению к чувствительному элементу гравиметра в продольной и поперечной плоскостях, а также по высоте; ^, в - углы тангажа и крена самолета.

Расчет поправки Этвеша выполнялся по формуле

тл2 / + *1

ї;

(8)

где 7? = - - - радиус

Земли в референц-эллипсоиде \VGS-84; е2= - (а= 57) и г = 6378137

м - константы для вычисления Я; И - высота полета; ср - широта места; (-"к, Уе -северная и восточная составляющие горизонтальной скорости самолета.

Редукция показаний гравиметра на эллипсоид рассчитывалась по формуле

А = Ь + 1.3086/г. (9)

Показания гравиметра фильтровались с помощью нерекурсивного фильтра с трапецеидальной оконной функцией. Частота среза фильтра назначается пользователем. Нормированная амплитудночастотная характеристика фильтра при длине окна 180 с. приведена на рис. 10.

Рис. 9. Последовательность операций при экспресс-обработке галса

Значения аномалии ускорения силы тяжести в свободном воздухе (АСВ) вдоль съемочного профиля (галса) сглаживались посредством их перевода во временную область ограниченного числа гармоник частотного изображения сигнала (по выбору пользователя - 10, 15,..., 35). При этом для перевода сигнала во временную и частотную области используется алгоритм быстрого преобразования Фурье.

Расчет АСВ выполняется в соответствии с формулой

ga = ^ -г +■

(10)

где go - значение ускорения силы тяжести на ОГП; у - нормальное значение силы тяжести, вычисленное по одной из четырех формул (по выбору пользователя):

Г

7 =

+

(формула Кассиниса);

+

(формула Гельмерта);

+ -

9

(П)

(12)

У =

68

(WGS-84).

(GRS-67);

1+ 1855139 sin>

43 80 sin2 <р (14)

<Р

(13)

С помощью программы «Chekan_QC» вычисляются экстремальные, средние и средние квадратические отклонения значений АСВ, характеризующие качество данных гравиметра, навигационной информации и условий полета.

Окончательная обработка результатов аэрогравиметрической съемки

Окончательная камеральная обработка материалов проводилась в Институте физики Земли РАН после завершения полетов. В ней использовались все полевые материалы, включая данные, полученные на базовых станциях GPS, установленных в районе работ.

Помимо названных пакетов программ, в камеральной обработке использовался пакет «MAGELLAN-2»1, который был разработан в Институте физики Земли РАН и усовершенствован специально для представления и хранения данных морских и аэрогравиметрических измерений, и пакет программ OASIS montaj, разработанный фирмой Geosoft Inc. (www.geosoft.com) для обработки и ви-

Боярский Э.А., Афанасьева Л.В. Универсальный пакет программ MAGELLAN-2 для обработки и анализа аэро- и морских гравиметрических измерений // Гироскопия и навигация. 2007. № 1. С.91-104.

о

зуализации геофизических и геологических данных.

Для конвертации данных из пакета в пакет применялись программы CAT2XYZ и CATCONV пакета “MAGELLAN-2”.

Файл формата MVF-05 с каталогом пакета “MAGELLAN-2” с помощью программы CAT2XYZ конвертируется в файл формата XYZ для загрузки в базу данных пакета программ OASIS montaj. Каталог,

выгруженный из базы данных пакета программ OASIS montaj в файл формата CSV, с помощью программы CATCONV конвертируется в файл формата MVF-05.

Последовательность окончательной обработки материалов (в том числе уравнивание, оценка точности, выдача итогового каталога, построение карт) приведена на рис. 11.

Каталог в формате G3 (МГУ). Отдельный фaйл для каждого полета

1

Пакет программ MAGELLAN-2

1. Преобразование каталога в формат МУБ-05.

2. Проверка исходных файлов.

3. Поиск пересечений галсов и вычисление невязок

4. Оценка постоянных погрешностей галсов.

5. Введение поправок, постоянных на протяжении галса.

6. Вычисление невязок после уравнивания.

11. Вычисление невязок в точках пересечения галсов.

12. Оценка постоянных погрешностей галсов.

13. Введение поправок, постоян-

ных на протяжении галса.

19. Аппроксимация поправок (п.п.16 и 17) бикубическими сплайнами.

20. Введение поправок (п.п. 16 и 17) в аномалии - выдача итогового каталога.

21. Контрольное вычисление невязок в точках пересечения галсов и итоговая оценка точности съемки по этим невязкам.

22. Анализ совпавших галсов.

CAT2XYZ

CATCONV

Пакет программ OASIS montaj

7. Визуализация данных. Сравнение аномалий на смежных галсах.

8. Анализ резко выделяющихся невязок.

9. Отбраковка резко выделяющихся результатов.

10. Дополнительное сглаживание аномалий вдоль галсов фильтром Фрезера.

14. Пересчет географических координат в геодезические.

15. Вычисление значений аномалий в узлах сетки.

16. Сглаживание поля фильтром Фрезера.

17. Трансформация поля на поверхность эллипсоида и вычисление поправок в узлах сетки для пересчета аномалий на поверхность эллипсоида.

18. Вычисление поправок в узлах сетки для пересчета аномалий с эллипсоида на геоид.

23. Вычисление значений аномалий в узлах равномерной прямоугольной сетки.

24. Сглаживание значений фильтром Фрезера.

25. Составление отчетной гравиметрической карты, подготовка остальных графических материалов.

Рис. 11. Последовательность окончательной обработки материалов аэрогравиметрической съемки

Выводы

Самолет-лаборатория, созданный на базе серийных самолетов, позволил успешно выполнить гравиметрическую съемку ранее неисследованного и труднодоступного района Арктики. Камеральная обработка и оценка полученных результатов показали, что выполненные в Арктике в 2006-20010 гг. аэрогравимет-рические работы по густоте профилей и средней квадратической погрешности соответствуют гравиметрической съемке

1-го класса и масштабу 1:200 000. Это позволило построить гравиметрические карты указанного масштаба на районы работ с сечением изоаномал 2 мГал.

Полученные результаты дают возможность надеяться на продолжение ИФЗ РАН аэрогравиметрической съемки в Арктике. В ходе выполненных исследований был выдвинут ряд предложений по совершенствованию конструкции самолета-лаборатории и методики аэрогравимет-рической съемки.

Airborne Laboratory and Methodic of Aerogravimetric Survey in Arctic Conditions

N.V. Drobysheva, V.N. Koneshovb, I.V. Koneshovc, V.N. Solovjevd

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, 123995, GSP-5, Moscow, D-242, Bolshaya Gruzinskaya st. 10. aE-mail: nvdrobyshev@rambler.ru,bE-mail: slavakoneshov@hotmail.com, cE-mail: vklevtsov@rambler.ru, dE-mail: solovyev@ifz.ru

Complete necessity of airborne laboratory on the base of an airplane with big autonomy and long flight endurance for a work in Arctic is shown. The detailed description of the airborne laboratory creation on the base of the serial Russian airplanes is given. There is also information about aerogravimetric survey made in 2006-2010 above Barents and Karskoe Seas near Novaya Zemlya archipelago. The list of gravimetric and navigation equipment is motivated. The need of additional heat and vibration protection, reserve electrical power lines and means of communication is proved. The scheme and work of aerogravimetric complexes based on different principles, methodic and specifics of aerogravimetric survey fulfillment in Arctic are described. The main contents of the express and cameral gravimetric and navigation data interpretation software for information obtained as well on board as at basic GPS stations are presented. The corrections calculation methods for aerogravimetric complexes with different operations are shown. Key words: gravimetric, aerogravimetric complexes, Arctic, airborne laboratory.

Рецензент - доктор технических наук В.И. Костицын