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:

Методика и результаты комплексных аэрогеофизических работ в зоне сочленения Восточно-Европейской платформы и Скифской плиты

В 2011 году завершаются работы по объекту «Комплексные аэрогеофизические исследования (аэрогравиметрия, аэромагниторазведка) масштаба 1:50 000 — 1:100 000 в пределах листов M-37-XXII — XXIV, XXIX, XXX, XXXIV — XXXVI, M-38-XIX, XXV — XXVII, XXXI — XXXIV, L-37-III — VI, IX — XII, L-38-I — IV, VII — X, XIII — XV, XX — XXII», выполняемые ГНПП «Аэрогеофизика» по Государственному контракту № 28 от 14 декабря 2007 г. Целевое назначение работ: создание современной геофизической основы для геологосъемочных работ, изучения структурно-тектонического, глубинного строения и оценки сырьевого потенциала центральной части Южного федерального округа.

Доклад на конференции PDAC 99 в Торонто, Канада

Практика использования геофизических методов для поисков месторождений алмазов приближается к полувековому юбилею. Сотни кимберлитовых тел в России и наверное тысячи — в мире были обнаружены при помощи этих методов. Значительные успехи и длительность применения позволяют провести анализ доступных данных, увидеть успехи геофизических технологий, специально выделить, подчеркнуть и изучить недостатки и ошибки, и на фоне этого — постараться увидеть завтрашний день поисковой геофизики на алмазы — алмазные геофизические технологии 21 века.

Уточнить стоимость

Оформить заявку