ГеоЕвразия'21. Результаты первой в России аэрогравиметрической съемки с бесплатформенным гравиметром

 ГеоЕвразия'21. Результаты первой в России аэрогравиметрической съемки с бесплатформенным гравиметром.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОЙ В РОССИИ АЭРОГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ С БЕСПЛАТФОРМЕННЫМ ГРАВИМЕТРОМ
Бровкин Герман Игоревич
АО «ГНПП «Аэрогеофизика»
 

В последние десятилетия аэрогравиметрия зарекомендовала себя как надежный и относительно недорогой метод геофизики, ориентированный на изучение поля силы тяжести [Могилевский и др. 2015]. Его особенности связаны с необходимостью проведения съемки с борта воздушного средства в полете и накладывают определенные требования к применяемой аппаратуре. Большое распространение получили аэрогравиметры с гиростабилизированной платформой: с помощью разнообразных технических решений система наблюдений в них организована таким образом, чтобы минимизировать влияние возмущающих ускорений и других помех на показания вертикального акселерометра – основного измерительного элемента системы. Принципиально другой подход к процессу измерений осуществлен в бесплатформенных комплексах: при выполнении наблюдений три взаимно ортогональных акселерометра регистрируют компоненты ускорений (суперпозицию геологического сигнала и ускорения носителя), а гироскопическая система – углы отклонения от вертикали местности в каждой из точек наблюдений. С помощью обработки этих данных можно выполнить преобразование компонент ускорений и выделить их вертикальную составляющую [Vyazmin, 2019]. Отсутствие необходимости в системах стабилизации в есплатформенных аэрогравиметрах позволяет уменьшить их массу и геометрические размеры, что, в свою очередь, открывает возможности их применения на более широком спектре ВС. Приборы подобного типа уже более 20 лет используются для измерения приращений поля силы тяжести [Glennie, 2000]; в настоящем докладе представлен первый отечественный опыт работы с бесплатформенным аэрогравиметром нового поколения.

В октябре-ноябре 2020 года компания «Аэрогеофизика» выполнила совместные полевые наблюдения с двумя аэрогравиметрическими комплексами: GT-3 (ООО Гравтехнология», Россия) [Гравиметр GT-1A (GT-2А), 2011] и бесплатформенной системой. В данной работе рассматриваются результаты обработки, сравнения и оценки качества полученных данных.
Обработка данных
Первичная обработка измерений каждого из аппаратурных комплексов выполнялась с учетом всех особенностей каждого из массивов наблюдений и в нескольких вариантах. Так, для материалов гравиметра GT-3 приращения силы тяжести вычислены с применением. фильтра Калмана с окнами 80 и 100 с. В случае данных бесплатформенного комплекса фильтрация выполнена с параметром обработки β равным 5 и 10 км.

Дальнейшее вычисление аномалий силы тяжести проводилось в соответствии со
следующим графом обработки:


  • Расчет аномалий силы тяжести с поправкой за свободный воздух;;
    Вычисление поля силы тяжести рельефообразующих масс с плотностью 2.67 г/см3,
    его НЧ-фильтрация.

    Расчет аномалий силы тяжести в редукции Буге;
  • • Статистическая увязка наблюдений по опорной сети (левелинг) и оценка точности
    по пересечениям рядовых и опорных маршрутов;
  • • Учет остаточных возмущающих ускорений процедурой AirGrid [Mogilevsky et al,
    2010].

 За редкими исключениями обусловленными особенностями измерений ко всем массивам данных были применены одинаковые параметры процедур обработки. На завершающем этапе была выполнена оценка качества полученных материалов [Могилевский и др., 2018]. Для каждого из вариантов обработки вычислялись две величины, характеризующие их точность: среднеквадратическое отклонение (СКО) разности аномалий по внутренней сходимости [Sander et al, 2002] и СКО аномалий в редукции Буге в точках пересечения рядовых и опорных маршрутов.

Представление полей силы тяжести разных гравиметров вдоль маршрутов съемки позволяет качественно их проанализировать (рис. 1). Максимальное СКО разницы между данными по разным приборам составило ±0.91 мГал. В целом полученные аномалии сходны, при этом главные отличия относятся к самым высокочастотным составляющим. Основным результатом обработки аэрогравиметрических данных являются модели аномалий силы тяжести, в которых минимизировано или полностью учтено влияние остаточных возмущающих ускорений. На рисунке 2 представлены изображения сетей аномалий в редукции Буге прошедшие полный цикл алгоритма обработки. Так же, как и в одномерном случае, невооруженным глазом видно общее сходство данных аэрогравиметров разных типов, но прослеживаются и новые закономерности: видимое количество деталей в моделях силы тяжести последовательно увеличивается при переходе слева направо (от А к Г). Данные элементы особенно хорошо выделяются на трасформантах, подчеркивающих высокочастотные составляющие полей. Максимальное значение СКО между моделями полей по разным аппаратурным комплексам составляет ±0.81 мГал. В спектральной области видно, что часть аномалий в диапазоне периодов 3-5 км выделяется лучше по данным бескарданной системы (в особенности в варианте обработки с β=5 км).

Заключение

По результатам совместных полевых испытаний бесплатформенного аэрогравиметрического комплекса были получены кондиционные измерения приращений поля силы тяжести в пределах участка работ. В камеральных условиях была выполнена окончательная обработка материалов. Сравнение данных по разным гравиметрам показывает их общее сходство. На завершающем этапе выполнена оценка точности итоговых моделей аномального поля силы тяжести. В процессе проведения исследования сотрудниками лаборатории управления и навигации МГУ было разработано и успешно опробовано специальное программное обеспечение для обработки данных нового бесплатформенного аэрогравиметра.

Список литературы:

• Гравиметр GT-1A (GT-2А). Краткое учебное пособие. М.: ЗАО “Научно-техническое
предприятие “Гравиметрические технологии”, 2011. 120 c
;
• Могилевский В.Е., Бровкин Г.И., Контарович О.Р. Достижения, особенности и проблемы
аэрогравиметрии // Разведка и охрана недр. 12-2015. С. 16-25;

• Могилевский В.Е., Бровкин Г.И., Смирнов А.С., Прозорова Г.В., Оценка погрешности
данных аэрогравиметрической съемки. Мониторинг наука и технологии,№3(36) 2018,С. 6-17

• Glennie C.L., Schwarz K.P., Bruton A.M., Forsberg R., Olesen A.V., Keller K. A comparison of
stable platform and strapdown airborne gravity. Journal of Geodesy (2000) 74: 383-389

Mogilevsky V., Kaplun D., Kontarovich O., Pavlov S. Airborne Gravity in Aerogeophysica Inc.
IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: static and mobile measurements, SaintPetersburg.
2010. Pp. 42-46.

Sander S., Ferguson S., Sander L., Lavoie V. Measurement of noise in airborne gravity data
using even and odd grids. First Break, 2002, V.20.8. Pp. 524-527.

Vyazmin V.S., Bolotin Y.V. Two-dimensional kalman filter approach to airborne vector
gravimetry // Journal of Geodetic Science. — 2019. — Vol. 9, no. 1. — P. 87–96.


Читайте также:

ГеоЕвразия'21. Опережающие аэрогеофизические исследования. Оптимизация геологоразведки на лицензионных площадях

Опережающие аэрогеофизические исследования средство оптимизации геологоразведки на лицензионных площадях.

 

Геовебинары'21. Аэрогеофизические исследования как средство оптимизации геологоразведки на лицензионных площадях.

Аэрогеофизические исследования как средство оптимизации геологоразведки на лицензионных площадях.

 

Уточнить стоимость
Нажимая на кнопку «Отправить», я даю согласие на обработку моих персональных данных согласно ч. 4 ст. 9 152-ФЗ
Оформить заявку
Нажимая на кнопку «Отправить», я даю согласие на обработку моих персональных данных согласно ч. 4 ст. 9 152-ФЗ