Введение к работе
Актуальность проблемы, Северный Ледовитый океан с прилегающими морями относится в целом к малоизученным районам Мирового океана. Многие погрешности ранее созданных моделей гравитационного поля Земли связывают именно с недостаточностью данных на районы полярных шапок. Существует необходимость в разработке методов получения и обобщения гравиметрической информации на труднодоступные приполюсные районы с целью уточнения превышений геоида над эллипсоидом, решения различных прикладных задач, в том числе и в интересах национальной безопасности государства.
Отдельной актуальной задачей для районов Арктики является определение границы континентального шельфа России. Региональные гравиметрические карты высоких широт являются серьезным аргументом при построении обоснованных геологических моделей в Арктике и их последующем представлении в Комиссию ООН по границам континентального шельфа, определяющие границы шельфа. При отсутствии возможности выполнять региональные сейсмические исследования сведения о геофизических полях могут оказать неоценимую помощь.
Региональные гравиметрические карты высоких широт могут быть полезны для построения геологических моделей при поиске залежей углеводородов в арктических областях России.
Для определения уклонений отвесной линии (УОЛ) в Германии и Швейцарии сравнительно недавно были разработаны транспортабельные зенит-камеры, которые объединяют в себе зенит-телескоп и GPS приемник. Первые успешные измерения этими приборами выполнены в 2003 г. За полчаса наблюдений зенит-камера определяет УОЛ на пункте с погрешностью около 0.1". Но пока это лишь несколько приборов для измерений на суше. В Арктике их применение проблематично, так как там мало участков суши, а кроме того, измерениям препятствуют в летние месяцы свет, а зимой сильный мороз и
частая облачность. ' " '
В свете сказанного единственный путь для определения УОЛ и превышений геоида в Арктике —вычисление этих характеристик по аномалиям гравитационногои поля.
Таким образом, под сбором и обобщением комплексной гравиметрической информации в арктических областях понимается новые методические приемы уточнения данных как об аномалиях силы тяжести, так и об УОЛ. Поэтому диссертационная работа посвящена уточнениям особенностей методик получения аномалий гравитационного поля и уклонений отвесной линии в высоких широтах.
Цель и задачи исследований Цель работы - выработка новых методических подходов к сбору и обработке гравиметрической информации в приполюсных районах в интересах получения значений параметров гравитационного поля с заданной точностью. Задачами работы являются:
-
Анализ влияния существующих по арктической зоне гравиметрических данных на точность вьічислєігия параметров уклонений отвесной линий,
-
Уточнение методических приемов выполнения аэрогравиметрической съемки в высоких широтах.
-
Обоснование состава аэрогравиметрического комплекса для выполнения съемки в приполюсных районах.
-
Выработка предложений по совершенствованию методов вычисления УОЛ на основе результатов аэрогравиметрических работ в одном из высокоширотных районов.
Основные защищаемые положения.
1. Достаточность результатов гравиметрических работ, выполненных методом аэрогравиметрической съемки, для расчета параметров УОЛ в арктических районах с заданной точностью.
-
Разработана структура аэрогравиметрического комплекса, методика его использования, необходимые и достаточные для выполнения съемок в высоких широтах в интересах навигационно-гидрографического и геодезического обеспечения комплекса специального назначения.
-
Уточнены существующие методы расчета УОЛ и разработан рекуррентный алгоритм определеїшя уклонений отвесной линии по значеїшям аномалий гравитационного поля Земли, основанный на стохастическом подходе.
Научная новизна. Разработаны методические приемы проведения аэрогравиметричекой съемки, позволяющие выполнять ее в труднодоступных, не населенных областях крайнего севера.
Личный вклад автора.
1. Проанализированы возможности трех методов гравиметрических
измерений в Арктике: морской гравиметрии, альтиметрии и
аэрогравиметрической съемки. Показано, что аэрогравиметрический метод
измерения позволяет получать региональные гравиметрические карты
аномалий силы тяжести, превышений геоида, УОЛ и должен быть основным
методом изучения гравитационного поля Арктики.
-
В результате многолетних практических работ автором уточнена методика аэрогравиметрической съемки применительно к условиям Арктики.
-
Уточнены существующие методики расчета УОЛ и превышений геоида. Разработан рекуррентный алгоритм вычисления УОЛ по значениям аномалий гравитационного поля Земли.
Практическая значимость. Работа позволяет получить региональные карты аномалий силы тяжести, превышений геоида и УОЛ на арктические районы Земли. Общая площадь покрытия гравиметрическими съемками в Арктике по результатам данной диссертационной работы составляет 140 000 квадратных километров.
Фактические материалы. Представлены полученные с помощью разработанных методик карты аномалий гравитационного поля, превышений геоида и уклонений отвесной линии на конкретные районы Мирового океана и Арктики.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на Международном симпозиуме «Наземная, морская и аэрогравиметрия: измерения на подвижных и неподвижных основаниях», проходившем в Санкт-Петербурге в 2007 году. По содержанию работы опубликованы 4 статьи, одна находится в печати и одни тезисы.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения 146 страниц текста, 11 таблиц, 40 рисунков. Список литературы содержит 61 наименование.
Автор выражает благодарность научному руководителю доктору технических наук Конешову Вячеславу Николаевичу за постоянную поддержку на всех этапах работы. Автор выражает искреннюю благодарность коллективу сотрудников ИФЗ РАН за огромную работу по исследованию гравитационного поля Арктики, без которой данная диссертация не могла состояться. Персонально выражаю благодарность руководителю ИФЗ РАН академику А.О. Глико за внимание оказанное данной работе.
Похожие диссертации на Сбор и обобщение комплексной гравиметрической информации в арктических областях Мирового океана
