Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование методических приёмов оценки вертикального перемещения точек земной поверхности Дробышев Михаил Николаевич

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дробышев Михаил Николаевич. Совершенствование методических приёмов оценки вертикального перемещения точек земной поверхности: диссертация ... кандидата Технических наук: 25.00.10 / Дробышев Михаил Николаевич;[Место защиты: Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта Российской академии наук], 2016

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ особенностей технических средств и условий наблюдения 11

1.1 Краткая история развития систем координат 11

1.2 Обоснование выбора метода для исследования вертикального движения точки на поверхности Земли

1.2.1 Методы геодезического нивелирования 14

1.2.2 Космические методы

1.2.2.1 Метод спутниковой навигации 18

1.2.2.2 Метод космической радарной интерферометрии...

1.2.3 Геофизические методы 25

1.2.4 Выбор метода, в рамках поставленной задачи 26

1.3 Обоснование состава и технических средств, входящих в аппаратурный комплекс, исходя из факторов, влияющих на вертикальные перемещения 27

1.4 Анализ особенностей условий наблюдения и здания обсерватории 43

1.4.1 Особенности постаментов для долговременных наблюдений 43

1.4.2 Особенности здания обсерватории и размещения аппаратуры 45

1.5 Исследование особенностей динамики изменения углового положения гравиметрического постамента 48

Выводы по главе 1 56

Глава 2 Комплекс методических приёмов, повышающих точность оценки изменения высоты в диапазоне периодов от нескольких секунд до нескольких суток 57

2.1 Методический приём описывающий вычисление вертикального перемещения точки земной поверхности из измеренного ускорения силы тяжести 58

2.1.1 Значение вертикального градиента 60

2.1.2 Значение числа Лява 63

2.1.3 Значение дельта-фактора 64

2.2 Методические приёмы учёта влияния метеорологических факторов 67

2.3 Методический приём учёта неприливного высокочастотного влияния 69

2.3.1 Математическая модель формирования измерительной информации гравиметра CG-5 Autograv 71

2.3.2 Модель чувствительной системы гравиметра CG-5 Autograv 74

2.3.3 Обоснование критериев оценки адекватности математической модели формирования измерительной информации гравиметра 78

2.3.4 Определение параметров математической модели формирования измерительной информации гравиметра в соответствии с выбранными критериями 79

Выводы по главе 2 80

Глава 3 Комплекс практических приёмов, обеспечивающих получение оценки величины вертикальных перемещений в диапазоне периодов от нескольких секунд до нескольких

суток 81

3.1 Экспериментальное определение дельта-фактора в точке наблюдения 82

3.2 Снижение влияния метеорологических факторов на измерения относительным гравиметром 87

3.2.1 Высокочастотное влияние метеорологических факторов 88

3.2.2 Низкочастотное влияние метеорологических факторов 89

3.3 Учёт влияния сейсмических событий на показания гравиметров 92

3.4 Расчёт неприливного высокочастотного влияния на гравиметрические измерения 103

3.4.1 Синхронизация данных гравиметра и сейсмостанции 104

3.4.2 Оценка учёта сейсмического воздействия на гравиметрические измерения 105

3.5 Оценка вертикального перемещения по данным сейсмостанции 108

3.5.1 Оценка микросейсмического шума при различном метеорологическом влиянии 109

3.5.2 Оценка вертикального перемещения при сейсмическом воздействии 110

3.6 Оценка вертикального перемещения по данным современных цифровых гравиметров при высокочастотном воздействии 111

Выводы по главе 3 118

Заключение 119

Список используемой литературы

Введение к работе

Актуальность темы исследования

Высокоточное определение пространственного положения точек на поверхности Земли необходимо при решении целого ряда прикладных задач. К ним относятся: выставка лазерных систем наблюдения за космическими объектами, оценка положения антенн фазированных антенных решёток, оценка смещения антенн радиотехнических дальномерных систем, строительство и обслуживание крупных инженерных сооружений и т.д. Данные задачи решаются с помощью регулярных наземных, дистанционных (аэрокосмических) и инструментальных наблюдений в рамках геодинамического мониторинга.

В настоящее время одним из основных источников геодезической информации являются спутниковые навигационные системы. В Российской Федерации такой системой является глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС). Для удовлетворения растущих требований к точности определения положения точек на поверхности Земли планируется повышение точности работы системы ГЛОНАСС до 5 см, а к 2020 г. до 1 см.

В России для геодезического обеспечения орбитальных полётов и решения навигационных задач принята общеземная геоцентрическая система координат ПЗ-90.11, а для выполнения геодезических и картографических работ с использованием системы ГЛОНАСС геодезическая система координат ГСК-2011. Повышение точности позиционирования в современных геоцентрических системах координат ПЗ-90.11 и ГСК-2011 невозможно без учёта геодинамических процессов.

Требуемая точность позиционирования в настоящее время достигается в низкочастотном диапазоне (от нескольких суток и более). Однако, вертикальные перемещения, достигающие 40–50 см с периодом от нескольких секунд до нескольких суток, вызванные приливом и другими явлениями, учитываются с недостаточной точностью.

В связи с этим задача разработки аппаратурных средств и методических приёмов определения вертикального перемещения точек на земной поверхности является крайне актуальной для решения прикладных задач.

Цели и задачи

Целью диссертационной работы является повышение точности оценки вертикальных перемещений точек на поверхности Земли с периодом от нескольких секунд до нескольких суток.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

  1. Выявление взаимосвязи между перемещением пункта наблюдения и физическими процессами в рассматриваемом диапазоне частот.

  2. Определение и обоснование структуры комплекса геофизической аппаратуры, а так же создание геофизической обсерватории, позволяющей реализовать уточнённые методические приёмы и технические возможности аппаратуры при проведении наблюдений.

  3. Совершенствование методических приемов учёта неприливного воздействия на гравиметрические измерения в пункте наблюдений.

  4. Разработка методических приемов, повышающих точность вычисления вертикального перемещения точек земной поверхности по геофизическим данным.

  5. Получение экспериментальной оценки вертикального перемещения точки на поверхности Земли в диапазоне от нескольких секунд до нескольких суток.

Научная новизна

  1. Определена и обоснована структура комплекса геофизической аппаратуры, необходимого и достаточного для определения вертикального перемещения точки земной поверхности в диапазоне периодов от нескольких секунд до нескольких суток.

  2. Получены уточнённые значения дельта-фактора для волн с периодом колебания до двух суток, существенно отличающиеся от модельных значений. Значения были получены на нескольких пунктах наблюдений.

  3. Разработана математическая модель формирования измерительной информации гравиметра, учитывающая влияние сейсмического воздействия на функционирование гравиметра.

Практическая значимость работы

  1. Полученные результаты могут быть положены в основу промышленного программно-аппаратного комплекса, обеспечивающего оценку вертикальных перемещений точки на поверхности Земли геофизическим методом с повышенной точностью.

  2. Предложены следующие методические рекомендации по использованию комплекса геофизической аппаратуры:

– при выполнении высокоточных гравиметрических измерений в осенне-зимний период для сохранения уровня точности, полученного во время летнего периода, необходимо увеличивать время наблюдений;

– высокоточные гравиметрические измерения не следует выполнять в течение двух суток после землетрясения магнитудой более 8. Землетрясения

магнитудой до 8 оказывают воздействия на гравиметрические измерения в течение 1.5–7 часов в зависимости от удаленности эпицентра;

– при наличии сейсмических измерений целесообразно использовать методические приёмы учёта сейсмического влияния на гравиметрические измерения.

3. Показано, что точность определения вертикального положения в точке наблюдения возрастает при использовании экспериментально полученных геофизических параметров земной поверхности (дельта-фактор, число Лява h, значение вертикального градиента поля силы тяжести).

Основные научные положения, выносимые на защиту

  1. Структура комплекса геофизической аппаратуры, позволяющая повысить точность оценки вертикальных перемещений с периодом от нескольких секунд до нескольких суток.

  2. Комплекс методических приёмов, повышающих точность оценки изменения высот в диапазоне периодов от нескольких секунд до нескольких суток.

  3. Комплекс практических приёмов, обеспечивающих получение оценки величины вертикальных перемещений в диапазоне периодов от нескольких секунд до нескольких суток.

Личный вклад

Основные результаты работы получены лично автором. Автор принимал
участие в разработке структуры комплекса геофизической аппаратуры. Автором
усовершенствованы методические приёмы оценки вертикального перемещения
поверхности Земли, а так же разработана математическая модель формирования
измерительной информации гравиметра CG-5 Autograv и соответствующее
программное обеспечение. Автор лично выполнял экспериментальные

геофизические наблюдения в обсерватории «Запольское», обработку и интерпретацию полученных данных.

Апробация результатов

Результаты выполненной работы доложены на следующих конференциях:

  1. Симпозиум международной ассоциации по геодезии (IAG) «Наземная, морская и аэрогравиметрия: измерения на неподвижных и подвижных основаниях» г. Санкт-Петербург 2013 г.

  2. Х международная научно-техническая конференция. «Перспективные технологии средств передачи информации» г. Владимир 2013 г.

  1. 42-я сессия Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей» Пермь, 26–30 января 2015 г.

  2. «XXII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам» г. Санкт-Петербург 2015 г.

Список публикаций по теме диссертации

Основные результаты по теме диссертации изложены в 11 печатных изданиях, 6 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК для предоставления основных научных результатов диссертации, 5 публикаций в других журналах, научных сборниках и материалах конференций.

Объем и структура работы

Обоснование выбора метода для исследования вертикального движения точки на поверхности Земли

Геофизические методы основаны на изучении распределения естественных и искусственно создаваемых физических полей: гравитационного, магнитного, электромагнитного теплового и др. Современная геофизическая аппаратура имеет очень высокую точность измерения. Благодаря этому обеспечивается возможность прослеживать очень слабые изменения полей, связанные с развитием геодинамических процессов, а так же корректировать существующие модели [Непоклонов В.Б. и др., 2014].

Изменение потенциала гравитационного поля Земли сопровождается вертикальным перемещением точки на земной поверхности.

Современные наземные гравиметры позволяют выполнять мониторинг ускорения силы тяжести, в широком диапазоне частот начиная с периода в несколько секунд до нескольких суток и более. Применение гравиметров для определения изменения потенциала силы тяжести затруднено главным образом тем, что гравиметр не способен ощутить разницу между ускорением силы тяжести связанной с гравитирующими массами и инерционным (кинематическим) возмущающим ускорением вызванным, например, сейсмическим воздействием. Данная особенность обусловлена тем, что гравиметр, установленный на земной поверхности, измеряет силу реакции опоры. Кинематическая составляющая ускорения должна учитываться, для получения уточнённых геофизических параметров точки наблюдения. Для ее учета система должна иметь дополнительные датчики, регистрирующие высокочастотное воздействие на точку наблюдения, например сейсмические датчики.

После разделения зарегистрированного воздействия на приливное, вызванное изменением потенциала силы тяжести. и неприливное, возможно, проводить определение изменения высоты. Таким образом, геофизические методы, в частности гравиметрия, позволяют выполнять оценку вертикального перемещения точки земной поверхности в частотном диапазоне с периодом от нескольких секунд до нескольких суток.

Методы геодезического нивелирования не могут быть применены в связи с ограничением, вызванным максимальным расстоянием между точками, равным нескольким сотням метров. Определяемый частотный диапазон движения земной поверхности с периодом от нескольких секунд до нескольких суток не может быть исследован данными методами, поскольку они определяют относительное движение исследуемых точек.

Дифференциальный метод GPS - наблюдений так же имеет ограничения вызванные расстоянием между двумя приёмниками. При этом, принципиальная работа систем GPS позволяет выйти на нужный частотный диапазон, однако дополнительно происходит увеличение остаточных разностей пропорционально увеличению расстояния между приёмниками, а так же усиление шума в раз. Метод космической радарной интерферометрии позволяет дистанционно отслеживать величины вертикальных подвижек земной поверхности в течение различных временных интервалов – от минимального периода повторных съёмок до нескольких лет. Этот метод, так же не подходит под требуемый частотный диапазон.

Геофизические методы, основанные на изучении распределения естественных и искусственно создаваемых физических полей, позволяют проводить пересчёт в высоту зарегистрированного сигнала после его разделения по физическим явлениям. При этом, частотный диапазон оценки вертикального перемещения точки на земной поверхности геофизическими методами определяется техническими характеристиками применяемого оборудования.

Выбор геофизического метода обусловлен также тем, что вертикальные перемещения в исследуемом частотном диапазоне возникают в основном из-за влияния приливного эффекта. Применение современных относительных гравиметров, удовлетворяют частотным требованиям данной работы.

На вертикальные перемещения и работу геофизического оборудования оказывают непосредственное влияние сейсмические и метеорологические факторы. Вследствие чего, при применении геофизических методов определения вертикального перемещения кроме гравиметров необходимо иметь сейсмические и метеорологические датчики, а также GPS - оборудование для получения информации позиционирования и осуществления синхронизации по времени между приборами.

Методический приём учёта неприливного высокочастотного влияния

На созданный геофизический комплекс, как и на все геофизические приборы, установленные на Земле, действует не только сила тяжести, но и силы, вызывающие деформацию земной поверхности.

Особенностью созданного геофизического комплекса является то, что он способен регистрировать динамику перемещения основания в широком диапазоне частот вызванных как длиннопериодными изменениями силы тяжести, так и высокочастотными сейсмическими воздействиями.

При исследовании длинных гравиметрических рядов реакцию Земли на сейсмические воздействия можно рассматривать как погрешность гравиметрических измерений. Следовательно, необходимо создать методические приемы, позволяющие повысить точность оценки изменения высоты за счёт выявления характера и удаления сейсмических помех.

Необходимость использования в качестве базового прибора комплекса относительного гравиметра предопределила требования к прибору. Выбранный относительный гравиметр CG-5 обладает высокой надежностью, долговременной стабильностью дрейфа и достаточной гибкостью процесса формирования единичного отсчета, способствующей уточнению геофизических параметров Земли. В целях исследования динамических характеристик гравиметра CG-5 Autograv, необходимо рассмотреть математическую модель формирования измерительной информации данного прибора.

Процесс вертикального перемещения точки необходимо разделить на высокочастотную и низкочастотную составляющие. Такое разделение обусловлено разными физическими явлениями вызывающими возмущающие воздействия. Низкочастотное, динамическое воздействие, возникающее в результате действия гравитирующих масс Луны и Солнца, вызывает наиболее значительную деформацию Земли. Высокочастотные воздействия возникают в земной коре и не вызывают значительных деформаций. В качестве условной границы выбран период сфероидальных колебаний Земли при средних значениях плотности и ускорения свободного падения (5,5 г/см3, 981 см/сек2 ), равный 1 часу 34 мин. 12 сек [Мельхиор П., 1968].

Исследования изменения вертикального перемещения, вызванного низкочастотными возмущениями, вызвали необходимость оценки потенциала силы тяжести. Для этого получим аналитическую зависимость между изменением потенциала на поверхности Земли и вертикальным перемещением.

Наиболее хорошо изученным явлением является внешнее воздействие, вызванное ЛС приливами. Исходя из статической теории ЛС приливов [Мельхиор П., 1968] высота земного прилива равна: где h - число Лява, характеризующее отношение высоты Земного прилива к высоте статического океанического прилива на абсолютно твердой Земле; - внешний потенциал (ЛС потенциал) ; - значение силы тяжести. Внешний потенциал не может быть получен в численном виде, поскольку является частью полного потенциала всех сил, действующих на Землю. Потенциал Земли, подверженный действию ЛС приливов, можно представить как сумму потенциалов, а именно внешнего потенциала , дополнительного потенциала, обусловленного деформацией Земли , потенциала, вызванного изменением высоты и первоначального потенциала Земли . (2.2) , Измеренные вариации ускорения силы тяжести изм, равны разнице между полным ускорением силы тяжести и не возмущенным ускорением силы тяжести. Зная, что ускорение силы тяжести это производная потенциала силы тяжести по направлению к центру Земли, выразим изм,, через потенциал: (2.3) изм Учитывая , , и выражение (2.1) имеем: (2.4) ; (2.5) ; (2.6) ; (2.7) изм где - число Лява, характеризующее отношение дополнительного потенциала, обусловленного деформацией Земли, к возмущающему потенциалу; -сферическая функция. Полученная комбинация чисел Лява называется дельта-фактор. Дельта – фактор – это комбинация чисел Лява, характеризующая соотношение изменения ускорения силы тяжести и изменение соответствующего потенциала силы тяжести. Следовательно, подставив полученное соотношение потенциала и измеренного значения ускорения силы тяжести в формулу (2.1) получим изм (2.8) Что, учитывая формулу нормального градиента , где H - высота, можно записать в виде: изм (2.9) Приведенная формула позволяет оценить вертикальное перемещение поверхности Земли при изменении ускорения силы тяжести. Для получения точного значения вертикального градиента можно использовать формулы и соотношения полученные в ходе аэрогравиметрических работ [Конешов В.Н. и др, 2010]. По нормативной и справочной литературе [Гравиразведка: Справочник геофизика 1990], [Веселов К.Е. и др., 1980] поправка за высоту точки наблюдения определяется по формуле:

Учёт влияния сейсмических событий на показания гравиметров

Экспериментальная проверка моделей приливной деформации Земли является актуальной проблемой современной геофизики. Современные решения этой проблемы связываются с разработкой новых средств геофизических, геодезических, астрономических измерений. Высокая точность, которых требует надёжного исключения влияния приливных деформаций, а с другой стороны -открывает новые возможности изучения внутреннего строения Земли по приливным данным [Молоденский М.С., 2001], [Молоденский С.М., 1984], [Dehant V., 1993], [Wahr J.M. et al., 1986].

Особенности вертикального движения точки земной поверхности возможно оценить при долговременном наблюдении. Были выполнены долговременные геофизические наблюдения, которые позволили оценить влияние метеорологических, сейсмических и приливных факторов на работу комплекса, а так же определить значение перемещения

Приведённая на рисунке 3.1, погрешность измерений гравиметра (амплитуда) определялась путем компенсации дрейфа относительного гравиметра и выделения пиковых значений сигнала относительно текущего значения оценки дрейфа. Окно пикового детектора принято равным 5 минут. Далее проводилась фильтрация полученных максимальных значений апериодическим звеном с постоянной времени 5 минут. Компенсация фазовых искажений осуществлялась путем повторения данной процедуры в обратном времени. Аналогичные действия проводились с минимальными значениями. Среднее значение модуля принято в качестве оценки погрешности измерения dg. На этом же рисунке дано СКО измерений, с периодом от 6 Гц до 1 минуты, рассчитанное гравиметром. Рисунок 3.1 Ряды гравиметрической погрешности за полугодовой период наблюдений в периодах от 1 до 10 минут (I) и от 6 Гц до 1 минуты (II).

По результатам долговременных гравиметрических наблюдений показано, что СКО измерений, выработанное относительным гравиметром CG-5, является мерой «зашумленности» инерциального сигнала во временном диапазоне 0,17…57 сек, и обусловлено как внутренними шумами прибора, так и внешними условиями наблюдения [Абрамов Д.В. и др., 2010].

В процессе получения гравиметрических рядов наблюдалось влияние на измерения гравиметра различных геофизических и метеорологических факторов. Рассмотрим некоторые из них.

При выполнении долговременных наблюдений геофизическим комплексом на гравиметрическом пункте «Долгое Ледово» было замечено, что теоретически вычисленная приливная поправка не полностью компенсирует экспериментально зарегистрированный приливный эффект [Абрамов Д.В. и др., 2013а]. Следовательно, с помощью созданного комплекса появилась возможность получить длинные ряды изменения значения ускорения силы тяжести и уточнить значения дельта-фактора в точке наблюдения. Для надежного определения дельта-фактора в конкретной точке наблюдения необходимо выполнить непрерывные высокоточное измерение ускорения силы тяжести в этой точке продолжительностью не менее 4-6 месяцев. Такие измерения были выполнены в ИФЗ РАН с помощью созданного геофизического комплекса.

Основные измерения в геофизическом комплексе выполнялись

относительными гравиметрами системы CG-5 Autograv. В результате были получены непрерывные гравиметрические данные с дискретностью 1 минута. Фрагмент полученного массива данных после снятия линейной составляющей дрейфа (с 4 по 16 марта 2011года) приведен на рисунке 3.2. На этом и следующем рисунках выделено среднее зарегистрированное значение в интервале 121 минута.

Для использования полученного ряда с целью уточнения дельта-фактора была выполнена отбраковка материала с последующей аппроксимацией. Это вызвано тем, что зарегистрированная информация зашумлена внешними воздействиями, прежде всего сейсмическими событиями. На рисунке 3.2 видно зарегистрированное сейсмическое воздействие, вызванное Японским землетрясением, произошедшим 11 марта 2011 года (98 сутки с начала наблюдения). Следует заметить, что максимальное, теоретическое, изменение ускорения силы тяжести, вызванное ЛС приливом равно 240,25 мкГал [Мельхиор П., 1968]. На рисунке 3.3 приведены значения ряда с введённой приливной поправкой, посчитанной с дельта-факторами 1.16. Из его рассмотрения видно, что суточная периодическая погрешность остается. Возникает вопрос о необходимости более точного учёта дельта-фактора для конкретной точки измерения [Долгаль А.С., 2003].

Для более точного учёта дельта-фактора для конкретной точки измерения использовалась программа ETERNA [Hartman and Wenzel, 1995a,b]. Программа позволяет выполнить расчеты, как для жёсткой Земли, так и для эластичной в соответствии с моделью Вара–Деан–Чау. В случае жёсткой Земли внешний потенциал не вызывает деформацию Земли. В последнем случае, для приливных волн различных порядков и групп программа вычисляет априорные амплитудные факторы для эллиптической, равномерно вращающейся не покрытой океаном, Земли с жидким внешним ядром и вязкой мантией [V.Dehant, 1987]. Это позволяет представить различную реакцию упругой Земли на действие приливных волн близких частот в одной группе, порожденных потенциалом разных порядков. Результаты вычислений приведены в таблице 3.1.

Оценка вертикального перемещения по данным современных цифровых гравиметров при высокочастотном воздействии

Очевидное совпадение по характеру сигнала (суточные вариации, снижение уровня в воскресные дни: 17.03, 24.03) позволяет утверждать, что основной источник погрешности гравиметра микросейсмический шум антропогенного происхождения. В 2013 году гравиметрические наблюдения в геофизической обсерватории во Владимирской области выполнялись с 15 мая. Сопоставление СКО гравиметрического сигнала на пункте 5035А «Долгое Ледово» и «Запольское» приведено на рисунке 3.22. Из графика видно что, при перемещении гравиметра из достаточно шумного пункта «Долгое Ледово» в «спокойный» район Владимира, в данном частотном диапазоне уровень СКО практически не изменился. Повышение СКО в 2 раза с 13 мая, вероятно, обусловлено циклоном в Норвежском море (Выход центра циклона на береговую черту 14 мая 21:00UTC). Снижение СКО измерений во Владимире естественно связать с ослаблением шторма. Повышенный фон сейсмических шумов на практике приводит к необходимости увеличения продолжительности наблюдений на каждом гравиметрическом пункте для сохранения уровня точности съёмки.

Возможно применение данных, полученных с помощью сейсмической станции для устранения систематического искажения гравиметрических данных в высокочастотном диапазоне, как было показано в разделе 2.7.

Для этого сейсмические данные необходимо привести к виду, который возможно будет использовать при учёте высокочастотных помех в гравиметрических измерениях. Исходя из этого, требуется решить две основополагающие проблемы, а именно: одинаковая дискретность данных и синхронизация времени. 1. Одинаковая дискретность данных. Дискретность гравиметрических данных, задаваемая оператором, может варьироваться от 1 секунды до нескольких 104 минут, в то время как дискретность сейсмической станции постоянна и равняется 100 Гц Для получения одинаковой дискретности возможны два пути: интерполирование гравиметрических данных и фильтрация, а затем прореживание сейсмических данных. Интерполирование гравиметрических данных до дискретности 100 Гц будет не информативным, следовательно, для сейсмических данных должен быть создан фильтр с функцией прореживания данных до необходимой частоты дискретизации.

2. Синхронизация времени. Несмотря на то, что оба прибора синхронизируются по времени с помощью GPS, возникает проблема их собственной синхронизации между собой. Причиной этому является принципиальная работа приборов. Сейсмическая станция синхронизируется с GPS во время работы, что значительно упрощает задачу, гравиметр же синхронизируется только во время начала цикла записи, а дальнейшие значения времени вырабатывает самостоятельно. Из этого следует, что сейсмические и гравиметрические данные необходимо синхронизировать перед сравнением. Синхронизация выполняется в процессе сравнения по наиболее значительным внешним воздействиям, например землетрясениям.

Для учёта сейсмического влияния необходимо синхронизировать по времени сейсмические и гравиметрические данные. Также дискретность отфильтрованных сейсмических данных необходимо привести к дискретности гравиметрических данных.

Дискретность гравиметра равна 5 секунд. За это время гравиметр 2 секунды регистрирует 6 Гц отсчёты, и 3 секунды подготавливает следующее измерение. За это же время сейсмическая станция регистрирует 500 значений. Что бы синхронизировать по времени сигналы, необходимо определить временные рамки массива сейсмических данных, соответствующего данному гравиметрическому отсчету. Для этого была разработана функция F(G,S), где G гравиметрические отсчёты, а S сейсмические отсчёты. Данная функция позволяет определять коэффициент корреляции между гравиметрическим рядом и рядом, полученным из сейсмических данных, с его последовательным смещением на один отсчёт. Смещение продолжается 500 отсчётов, соответствующих 5 секундам. Ряды сейсмических данных были получены усреднением данных за 2 секунды (3 служебных секунды в модели не используются). Из полученных графиков (Рисунок 3.23) видно, что наибольшая корреляция наблюдается между значениями гравиметра, соответствующими времени 19:15:07, со смещением сейсмических данных на 100 отсчетов ( 1 секунды).