Совершенствование методических приёмов оценки вертикального перемещения точек земной поверхности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат наук Дробышев Михаил Николаевич

• Дробышев Михаил Николаевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Дробышев Михаил Николаевич

Введение

Глава 1 Анализ особенностей технических средств и условий наблюдения

1.1 Краткая история развития систем координат

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

1.2.1 Методы геодезического нивелирования

1.2.2 Космические методы

1.2.2.1 Метод спутниковой навигации

1.2.2.2 Метод космической радарной интерферометрии

1.2.3 Геофизические методы

1.2.4 Выбор метода, в рамках поставленной задачи

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

1.4 Анализ особенностей условий наблюдения и здания обсерватории

1.4.1 Особенности постаментов для долговременных наблюдений

1.4.2 Особенности здания обсерватории и размещения аппаратуры

1.5 Исследование особенностей динамики изменения углового

положения гравиметрического постамента

Выводы по главе

Глава 2 Комплекс методических приёмов, повышающих точность

оценки изменения высоты в диапазоне периодов от нескольких секунд до нескольких суток

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

2.1.1 Значение вертикального градиента

2.1.2 Значение числа Лява

2.1.3 Значение дельта-фактора

2.2 Методические приёмы учёта влияния метеорологических факторов

2.3 Методический приём учёта неприливного высокочастотного влияния

2.3.1 Математическая модель формирования измерительной информации гравиметра CG-5 Аи1:о§гау

2.3.2 Модель чувствительной системы гравиметра CG-5 Аи1:о§гау

2.3.3 Обоснование критериев оценки адекватности математической модели формирования измерительной информации гравиметра

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

Выводы по главе

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

суток

3.1 Экспериментальное определение дельта-фактора в точке наблюдения

3.2 Снижение влияния метеорологических факторов на измерения относительным гравиметром

3.2.1 Высокочастотное влияние метеорологических факторов

3.2.2 Низкочастотное влияние метеорологических факторов

3.3 Учёт влияния сейсмических событий на показания гравиметров

3.4 Расчёт неприливного высокочастотного влияния на гравиметрические измерения

3.4.1 Синхронизация данных гравиметра и сейсмостанции

3.4.2 Оценка учёта сейсмического воздействия на гравиметрические измерения

3.5 Оценка вертикального перемещения по данным сейсмостанции

3.5.1 Оценка микросейсмического шума при различном метеорологическом влиянии

3.5.2 Оценка вертикального перемещения при сейсмическом воздействии

3.6 Оценка вертикального перемещения по данным современных

цифровых гравиметров при высокочастотном воздействии

Выводы по главе

Заключение

Список используемой литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методических приёмов оценки вертикального перемещения точек земной поверхности»

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. Статистическая обработка полученных материалов позволяет выявить корреляционные связи геодинамических процессов с причинами их вызывающими [Зверев А.Т. 2013].

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 5см, а к 2020 г. до 1см.

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 [Постановление правительства РФ от 28.12.2012 № 1463], [Демьянов Г.В. 1970]. Повышение точности позиционирования в современных геоцентрических системах координат ПЗ-90.11 и ГСК-2011, невозможно без учёта геодинамических процессов [Горобец В.П. и др. 2012].

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 диссертационной работы

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 потребовалось определить структуру комплекса геофизической аппаратуры и создать необходимые условия проведения наблюдений. Комплекс должен обеспечивать долговременные высокоточные геофизические наблюдения, в частности в заданном диапазоне частот. Необходимо разработать методические приемы повышения точности вычисления вертикального перемещения точек на поверхности Земли по геофизическим данным. Основным прибором комплекса был выбран относительный гравиметр CG-5 Autograv. Обоснование выбора данного прибора будет раскрыто в работе.

Гравиметр регистрирует сумму гравитационных и инерционных ускорений. Гравитационные ускорения возникают при воздействии гравитирующих масс, также вызывающих значительные вертикальные перемещения. Инерционные ускорения, возникающие в результате движения поверхности Земли, вызванного в частности землетрясениями и антропогенным воздействием, при проведении гравиметрических работ являются помехой, которую необходимо учесть. Так же необходимо учитывать множество других параметров, например жёсткость Земли, характеризуемую "дельта-фактором".

Исходя из этого, 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.

Для решения конкретных задач применяется совокупность разных геофизических методов. Выбор комплекса методов зависит от разрешающей способности в данных условиях каждого метода в отдельности.

Работа выполнялась в несколько этапов. На первом выполнялся выбор необходимых технических средств, определялись и создавались условия для наблюдений. Затем проводились исследования приборов используемых в экспериментальных работах, в частности была определена передаточная функция гравиметра и создана математическая модель формирования его измерительной информации, учитывающая влияние сейсмического воздействия на функционирование. Подготовительная работа позволила выполнить долговременные высокоточные геофизические наблюдения. Экспериментальная часть исследований выполнялась в геофизической обсерватории «Запольское» во Владимирской области и фундаментальном гравиметрическом пункте «Долгое Лёдово». Под точкой земной поверхности в данном случае понимается постамент гравиметрического пункта первого класса [ГОСТ РВ 1.1-96.].

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 течении 1,5 - 7 часов, в зависимости от удаленности эпицентра;

- при наличии сейсмических измерений целесообразно использовать методические приёмы учёта сейсмического влияния.

3. Показано, что точность определения вертикального положения в точке наблюдения возрастает при использовании экспериментально полученных

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 лаборатории "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 год.

3. 42-я сессия Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей» Пермь, 26-30 января 2015 г.

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

Публикации по теме диссертации

Основные результаты по теме диссертации изложены в 1 1 печатных изданиях, 6 из которых изданы в журналах, рекомендованных ВАК, 5 — в трудах и тезисах конференций, и прочих изданиях.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, трёх глав и заключения. Полный объем диссертации 130 страниц текста с 57 рисунками и 10 таблицами. Список литературы содержит 112 наименований.

1.1 Краткая история развития систем координат

В СССР для обработки разрозненных сетей триангуляци была принята система геодезических координат СК-32 на эллипсоиде Бесселя [Картографические проекции..., 1994], который имел большие погрешности на территории СССР. В связи с этим была поставлена задача подбора более подходящего эллипсоида для уравнивания геодезической сети. Результатом решения этой задачи стал эллипсоид Красовского, с наклоном осей относительно общеземного эллипсоида и со сдвинутым началом координат. Данная система получила название СК-42 [Постановление Сов.Мин. СССР от 7.04.1946 № 760]. Она состоит из системы плановых координат и высот в «Балтийской» системе.

Территория СССР была покрыта единой сетью опорных пунктов с известной нормальной высотой и координатами.

С появлением спутниковой геодезии появилась возможность уточнения координат опорных пунктов существующей триангуляционной сети методом спутникового нивелирования [Непоклонов В.Б. и др., 1996], [Демьянов Г.В., 2004]. К традиционной геодезической сети были добавлены пункты спутниковых наблюдений, в результате была получена система координат СК-95 [Постановление правительства РФ от 28.07.2000 № 568] с использованием данных, как традиционной, так и космической геодезии [Галазин В.Ф. и др., 1993], [Грушинский А.Н., Грушинский Н.П., 1987]. В силу решения пространственных задач, отпала необходимость плотного прилегания референц-эллипсоида к земной поверхности в пределах СССР как в СК-42, и было принято решение об унификации референц-эллипсоида с общеземным эллипсоидом. Эллипсоид системы 1995 года был повернут относительно системы 1942 года так, что его оси стали параллельны осям общеземного эллипсоида [Бурша М. и др. 1997]. Сдвиг начала координат при этом сохраняется.

Методы спутниковой геодезии используют геоцентрические координаты, для работы с ними была определена система координат ПЗ-90 [Постановление правительства РФ от 28.07.2000 № 568] (Общеземная геоцентрическая система координат), предназначенная для орбитальных расчетов, решения навигационных задач, работы с системой ГЛОНАСС.

Так, с развитием спутниковых технологий, стало 2 государственных системы координат СК-95 - государственная система геодезических координат, и ПЗ-90 - государственная геоцентрическая система координат.

Постоянно повышаются требования потребителей к ГЛОНАСС, соответственно повышаются требования ГЛОНАСС к системе координат. Повышение точности геодезических измерений и резко возросший объем информации, полученной спутниковой аппаратурой, позволили предпринять меры для уточнения ПЗ-90. В настоящее время принята ее модифицированная система ПЗ-90.11 [Постановление правительства РФ от 28.12.2012 № 1463].

Этому способствовало развитие международной системы координат ITRF [Altamimi et al., 2002] (International Terrestrial Reference Frame - Международная земная система отсчета), реализованной в декартовой системе. Начало отсчета которой находится в центре масс Земли, ось z совпадает с осью вращения Земли, ось x лежит в плоскости нулевого меридиана, ось y дополняет систему координат до ортометрической. Развитию системы координат ITRF способствовало уточнение координат опорных пунктов с помощью системы слежения DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated on Satellite - Система радиопозиционирования и определения орбиты путем измерения доплеровского сдвига частоты), созданной в начале 1990-х гг. французской компанией Dassault Electronique.

ПЗ-90.11 предназначается для геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач. Для осуществления геодезических и картографических работ с использованием ГЛОНАСС потребовалось создание геоцентрической системы координат, получившей название ГСК - 2011

(геодезическая система координат 2011 года) [Демьянов Г.В. 1970], [Постановление правительства РФ от 28.12.2012 № 1463].

Основным отличием систем ПЗ-90.11 и ГСК-2011 является используемая инфраструктура сети наземных опорных пунктов. В ПЗ-90.11 используются пункты Министерства обороны Российской Федерации, а в ГСК-2011 пункты государственной геодезической сети ФАГС (фундаментальная астрономо-геодезическая сеть), включающей в себя пункты Росреестра, РАН, Росстандарта и Роскосмоса. Расхождения между данными системами координат не превышают сантиметрового уровня [Горобец В.П. и др. 2012].

Системы координат ПЗ-90.11, ГСК-2011 и их опорные сети, теоретически ничем не уступая международной и передовым зарубежным геоцентрическим системам и сетям, существенно от них отстают в отношении их использования в целях глобальной навигации [Вдовин В.С., 2013].

Одним из направлений совершенствования системы ПЗ-90.11 и системы координат ГСК-2011 является развитие технологии поддержания ПЗ-90 как мониторингового инструмента, учитывающего фундаментальные геодинамические явления, отражающие поведение Земли как динамической системы.

1.2 Обоснование выбора метода для исследования вертикального движения

точки на поверхности Земли

Высокоточное определение вертикального перемещения точки на поверхности Земли требует оценки всех факторов, влияющих на это движение в исследуемом диапазоне частот с периодом от нескольких секунд до нескольких суток. Основное воздействие в этом диапазоне частот оказывают приливные явления [Авсюк Ю.Н., 1977, 1980, 1996]. Кроме того, значительное влияние на определение вертикального перемещения оказывают метеорологические и сейсмические воздействия природного и антропогенного происхождения. В связи с этим необходимо рассмотреть известные методы исследования

геодинамических процессов и выбрать оптимальный, позволяющий решить поставленную задачу.

Традиционно для выполнения такого рода работ используется высокоточное нивелирование и спутниковые наблюдения. Так же для определения вертикального движения точек на поверхности Земли предлагается использовать геофизические наблюдения.

Необходимо отметить, что разные методы оценивают значения разных высот. Методом нивелирования определяется абсолютная высота, отсчитываемая от нуля футштока в Кронштадте. Методом спутниковой навигации определяется расстояние от центра масс Земли до антенны приёмника. Геофизический метод позволяет определить изменение расстояния от квазигеоида до точки наблюдения, определяя аномалию силы тяжести.

1.2.1 Методы геодезического нивелирования

Определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки («нуля высот») или над уровнем моря в геодезии называется нивелированием. Нивелирование — один из видов геодезических измерений, проводимых для создания высотной опорной геодезической сети (т. е. нивелирной сети) [Чеботарев А.С. 1955].

Государственная нивелирная сеть СССР (России) является главной высотной основой топографических съемок всех масштабов и геодезических измерений, проводимых для удовлетворения потребностей народного хозяйства и обороны страны, для решения научных и практических задач.

Нивелирная сеть разделяется на 4 класса. Посредством сети I и II классов создана единая система высот на всей территории страны [Справочник геодезиста, 1985].

Нивелирование, целью которого является определение высот точек, выполняется различными приборами и методами. Различают нивелирование: геометрическое; тригонометрическое; барометрическое; механическое;

Геометрическое нивелирование состоит в непосредственном определении превышения одной точки над другой, близкой к ней точки, при помощи горизонтального луча визирования и отвесно установленных в этих точках реек. При этом, длина визирного луча не должна быть более 50 метров, а на участках с большим уклоном она может быть меньше, для нивелирования I класса точности. Для II класса точности допускается увеличивать длину визирного луча до 75 метров. Для III и IV допускается увеличение луча до 100 и 150 метров соответственно [Инструкция по нивелированию..., 1974].

При пешем геометрическом нивелировании даже в благоприятных условиях равнинной местности продвижение работы зависит в основном от скорости перехода наблюдателя и реечника со станции на станцию нивелирного хода. Чтобы ускорить эти перемещения и повысить точность измерений, используется специализированные транспортные средства.

Тригонометрическое нивелирование предназначается в основном для определения высот пунктов государственной геодезической сети 1 -4 классов в районах, где для указанной цели не предусмотрено геометрического нивелирования, для построения высотных геодезических съёмочных сетей при топографических съёмках в масштабах 1:25000 и 1:10000 в горных условиях.

Барометрическое нивелирование - способ определения разности высот для двух точек земной поверхности по результатам одновременного измерения атмосферного давления в этих точках.

Наиболее распространенными способами производства барометрического нивелирования являются:

1. Способ ходов с опорой на одну станцию.

2. Способ замкнутых полигонов с опорой на одну станцию в практике носит название "способ петли".

3. Способ с опорой на несколько станций.

и некоторые другие способы.

Расчеты и опыт работ показывают, что ожидаемая средняя квадратическая ошибка в превышении достигает 0.5 - 0.6 метров для районов с максимальной разностью высот точек до 200 метров. Ошибка получена при работе по методу замкнутых полигонов и максимальном удалении средних точек хода от станции на 2.5-3.5 км, [Прихода А.Г. 1972].

Механическое нивелирование. Для нивелировки поверхности с помощью данного метода используют специальный нивелир-автомат (профилограф), который вычерчивает профиль местности автоматически с помощью установленного отвеса, задающего вертикаль, и фрикционного диска, фиксирующего пройденное расстояние. Такой нивелир-автомат устанавливается на транспортное средство и определяет:

• разность высот между заданными точками;

• расстояние между заданными точками;

• профиль местности, фиксируя его на фотоленте.

Микронивелирование широко применяется при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, для которых характерны высокие требования к точности монтажа и выверке технологического оборудования. Использование микронивелирования целесообразно при определении осадок только близко расположенных точек с расстоянием между ними в пределах 1 м. Например, при наблюдении за стабильностью различного рода направляющих и отдельный конструкций (балок, ферм, фундаментов), а также при определении наклонов и деформаций технологического оборудования. Этот метод отличается простотой и высокой точностью процесса измерения.

Гидростатическое нивелирование. Этот метод нивелировки основан на принципе работы сообщающихся сосудов. Измерения гидростатическим методом производят с помощью гидростатического нивелира, работающего с погрешностью 1-2 мм. Такой нивелир компонуется из двух стеклянных трубок, которые соединены между собой шлангом, заполненным водой. Стеклянные трубки вставлены в рейки, на которых нанесены деления, по которым определяют числовые значения превышения уровня. Из конструкции гидростатического

нивелира видно, что зона его действия ограничивается длиной шланга, соединяющего сосуды.

Фотограмметрический метод применяют при определении вертикального и горизонтального смещений наблюдаемых точек на различных уровнях сооружения в двух и трех координатах. Этот метод позволяет выполнять наблюдение с высокой точностью и производительностью труда за большим числом компактно расположенных точек на открытых обозрению стенах сооружения. При необходимости, все измерения можно повторить по фотоснимкам.

Для определения деформаций небольших объектов и отдельных конструкций могут быть использованы методы лазерной голографии, позволяющие записывать изображение предмета на фотопластинку и другие более современные носители [Чунаков Н.В., 2015].

Несмотря на то, что данные технологии позволяют проводить измерения на миллиметровом уровне точности, рассмотренные методы нивелирования имеют ряд ограничений: по периодичности проведения измерений, по частотам определяемого движения земной поверхности и другие, менее значимые для данной работы [Heiskanen W., Moritz H, 1993].

1.2.2 Космические методы

Развитие и широкое применение методов спутникового позиционирования за последние десятилетия позволили значительно повысить точность определения местоположения и скорости движения интересующих объектов на поверхности Земли. Регулярное обновление программно-аппаратного состава орбитальных систем делает космические методы позиционирования наиболее перспективными для определения перемещения точек земной поверхности.

В настоящее время существуют несколько способов определения местоположения с мощью глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), рассмотрим три наиболее часто используемых: absolute point positioning (Абсолютное определение местоположения), relative positioning (Относительное определение местоположения) и precise point positioning (PPP, Высокоточное определение местоположения), рисунок 1.1.

Рисунок 1.1. Схематичное отличие методов определение местоположения.

Абсолютное определение местоположения

При абсолютном определении местоположения используются кодовые псевдодальности полученные одним приемником.

Кодовая псевдодальность это мера расстояния между навигационным спутником и антенной спутникового приёмоиндикатора, отнесенная к двум моментам времени: времени излучения спутником сигнала и момента детектирования этого радиосигнала приёмоиндикатором. Для оценки времени распространения сигнала по линии спутник-приёмоиндикатор, в приёмоиндикаторе генерируется специальный сигнал.

Методическую основу алгоритма определения координат при помощи кодовых измерений псевдодальностей объект-спутник составляет процедура линеаризации уравнений кодовых измерений в окрестности априорного решения

с последующим применением метода наименьших квадратов для возникающей линейной задачи оценивания. Алгоритм может состоять из двух итераций: основной и возможно дополнительной.

Во время первой итерации определяются ошибки часов спутника и погрешности атмосферы, затем производится оценка координат приемника. Во время второй итерации так же производится оценка координат приёмника, однако с уже известными ошибками и погрешностями, что значительно улучшает точность.

С математической составляющей алгоритма можно ознакомиться в следующих работах: [Вавилова Н.Б. и др., 2009],[Golovan A.A., Bogdanov O.N., 2008]. Спутниковые и атмосферные ошибки учитываются недостаточно, что приводит к низкой точности - уровень метров.

Относительное определение местоположения

Для более точного определение местоположения (сантиметровый уровень), широко используется относительный метод с использованием так называемых "базовых станций" или дифференциальный метод DGPS (differential global positioning system).

Суть метода заключается в использовании двух и более GPS-приёмников, одного или нескольких в качестве неподвижной базовой станции, другого в качестве рабочего "ровера" - приёмника находящегося на борту интересующего объекта.

У этого метода есть свои недостатки: во-первых, необходимо иметь дорогостоящий комплект оборудования, состоящий, как минимум, из двух двухчастотных приёмников, во-вторых, антенна одного из спутниковых приёмников должна быть установлена над точкой с известными координатами. Главным принципиальным недостатком данного метода является увеличение остаточных разностей пропорционально увеличению расстояния между приёмниками, а так же усиление шума в V2 раз.

Одной из особенностей метода является необходимость передачи дифференциальных поправок от базового приемника к определяемому. Передача

дифференциальных поправок по радиоканалу может выполняться по выделенным частотным линиям с использованием технологии передачи цифровых данных RDS (Radio data system) на частотах FM - радиостанций. Причём иногда даже нет необходимости иметь GPS - приемник на базовой станции, поскольку во многих странах уже действует развитая сеть станций, постоянно транслирующих поправки на определенную территорию.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дробышев Михаил Николаевич, 2016 год

Список используемой литературы

1. Абрамов Д.В., Дорожков В.В., Конешов В.Н. Особенности построения и использования наземного сейсмогравиметрического комплекса // Сейсмические приборы, 2010, Т.46, №4, с. 5-13.

2. Абрамов Д.В., Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Оценка влияния сейсмических и метеорологических факторов на точность измерений относительным гравиметром // Физика Земли, 2013б, № 4, с. 105-110.

3. Абрамов Д.В., Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Уточнение значений дельта-фактора на фундаментальном гравметрическом пункте «Долгое Ледово» // Физика Земли, 2013а, №1, с. 84-87.

4. Авсюк Ю.Н. Возможное объяснение процесса изменения широт (Чандлеровы качания полюса). // ДАН. -1980.- т.254, №4, 834-838.

5. Авсюк Ю.Н. О приливной силе. // Письма в Астрономический Журнал.-1977.-Т. 3, №4, 184-188.

6. Авсюк Ю.Н. Приливные силы и природные процессы. // М.ЮИФЗ РАН, 1996.-188 с.

7. Авторское свидетельство, описание изобретения Би №1721438 А1 // Государственный комитет по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

8. Адушкин В.В., Локтев Д.Н., Спивак А.А. Влияние барических возмущений атмосферы на микросейсмические процессы в земной коре // Физика Земли, 2008, №6, с. 77-85.

9. Бакулев П.А. Радиолокационные системы // Учебник для вузов, М.: Радтотехника , 2004. - 320 с.

10. Бурша М., Демьянов Г.В., Юркина М.И. Об определении модели Земли - общего земного эллипсоида // Геодезия и картография, 1997, №4, с. 9-13.

11. Бычков С.Г. Технология определения статических поправок по гравиметрическим данным // Геофизика, 2009, № 3, с. 65-68.

12. Вавилова Н.Б., Голован А.А., Парусников Н.А., Трубников С.А., Математические модели и алгоритмы обработки измерений спутниковой навигационной системы GPS. Стандартный режим. // Издательство Московского университета 2009г.

13. Васильев Ю.В., Евтюшкин А.В., Мартынов О.С., Радченко А.В., Филатов А.В. Использование данных PALSAR при выполнении геодинамического мониторинга нефтегазовых месторождений // Современные системы дистанционного зондирования из космоса, 2010. Т.7. №2. С. 122-128.

14. Вдовин В.С. Общий замысел геодезических направлений исследований в рамках НИР «Развитие». Исследование проблемных вопросов геодезического обеспечения системы ГЛОНАСС. Исследование проблемных вопросов навигационно- геодезического обеспечения объектов ракетно-космической техники // Доклад на заседании секции №3 НТС ФГУП ЦНИИмаш по вопросу «Общий замысел геодезических направлений исследований в рамках НИР «Развитие»» от 28 мая 2013 года.

15. Веселов К.Е., Варламов А.С., Кастальский Е.М., Степанов П.П. Инструкция по гравиразведке // М.: Недра, 1980. - 89с.

16. Веселов К.Е. Гравиметрическая съемка // М.: Недра, 1986. - 311 с.

17. Витушкин A. Л, Фаллер Д. Е. Разработка и Исследование Компактного Транспортабельного Абсолютного Баллистического Гравиметра // Измерительная техника, 2002а, Сентябрь, стр. 3-10.

18. Витушкин A. JI., Разработка и исследование портативного абсолютного баллистического гравиметра с эксцентриковым механизмом бросания пробного тела // Автореф. дис. к-та техн. наук М. 2002б.- 14 с.

19. Галазин В.Ф., Македонский Е.Л., Зуева А.Н. и др. Опыт создания планетарных моделей гравитационного поля Земли с помощью ГЕО-ИК // Геодезия и картография, 1993, № 11, с. 24-27.

20. Геодезическая основа карты современных вертикальных движений земной коры территории СССР в масштабе 1:5 000 000 // Центральный ордена

"Знак почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф.Н.Красовского. Москва 1989.

21. Гик Л.Д., Калиш Е.Н., Петрашевич Л.А. Счетно-вычислительнй блок транспортабельного лазерного гравиметра // Автометрия, 1974. №6, 76-83.

22. Горобец В.П., Демьянов Г.В., Майоров А.Н., Побединский Г.Г. Результаты построения государственной геоцентрической системы координат Российской Федерации в рамках ФЦП ГЛОНАСС // Геодезия и картография, 2012, № 2, с. 53-57.

23. ГОСТ РВ 1.1-96. Метрологическое обеспечение вооружения и военной техники. Основные положения. // М., Госстандарт России.

24. Гравиразведка: Справочник геофизика. / Под ред. Е.А. Мудрецовой, К.Е. Веселова. // М.: Недра, 1990. - 607 с.

25. Грушинский А.Н., Грушинский Н.П. Изучение гравитационного поля Земли методом спутниковой альтиметрии // Морская геол. и геофизика: Обзор /ВИЭМС. М., 1987. - 48 с.

26. Грушинский Н.П., Сажина Н.Б. Гравитационная разведка, издание третье // издательство «Недра» Москва 1981 г. - 391с.

27. Демьянов Г.В. Использование геоцентрических расстояний при построении геодезических сетей с помощью ИСЗ // реф. сб. ОНТИ ЦНИИГАиК, 1970, №6, с. 7-10.

28. Демьянов Г.В. Разработка принципов развития системы нормальных высот на основе современных спутниковых технологий // диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - М., 2004.

29. Долгаль А.С., Бычков С.Г., Антипин В.В. Повышение точности определения поправок за влияние рельефа при гравиметрической съемке // Геофизика, 2003, №6, с. 44-50

30. Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Оценка величины вертикального движения точки на земной поверхности по геофизическим данным // Сейсмические приборы, 2015, Т.51, № 4 с. 22-28.

31. Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Оценка предельной точности гравиметра CG-5 Autograv // Сейсмические приборы, 2013, Т.49, № 2 с. 39-43.

32. Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Учет сейсмического воздействия на высокоточные измерения гравиметром CG-5 Autograv // Физика Земли, 2014, №4, с. 131-134.

33. Дробышев М.Н. Исследование динамики изменения углового положения гравиметрического постамента с помощью комплекса геофизической аппаратуры // Сейсмические приборы, 2014, Т.50, № 2, с. 70-76.

34. Зверев А.Т. Инженерная геодинамика // Издательство МИИГАиК, Москва 2013. - 326с.

35. Инструкция по морской гравиметрической съемке (ИГ-78). // Министерство обороны СССР, 1979.

36. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов // М., Недра,

1974.

37. Инструкция по развитию государственной высокоточной гравиметрической сети России, ГКИНП-04-122-88, // Федеральное агентство геодезии и картографии, М., 1988. - 204 с.

38. Картографические проекции. Географическая привязка пространственных данных // М., изд-во Дата+, 1994.

39. Конешов В.Н., Абрамов Д.В., Дорожков В.В., Фуров Л.В. Особенности создания и использования наземного сейсмогравиметрического комплекса // Пермь, Вестник Пермского университета. Серия "Геология", 2011, №2, с. 29-38.

40. Конешов В.Н., Дробышев Н.В., Конешов И.В. Учет вертикального градиента при выполнении аэрогравиметрической съемки // Физика Земли, 2010, № 7, с.75-77.

41. Лубков М.В. Определение статических чисел Лява и Шида методом конечных элементов // Национальная академия наук Украины, Институт Геофизики, Геофизический журнал, 2004, №6, с.147-150.

42. Любушин А.А. Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга // М.: Наука, 2007. 228 с.

43. Любушин А.А. Микросейсмический шум в минутном диапазоне периодов: свойства и возможные прогностические признаки // Физика Земли, 2008, №4, с. 17-34.

44. Мельхиор П. Земные приливы // издательство МИР, Москва 1968. -

483с.

45. Молоденский М.С. Избранные труды. Гравитационное поле. Фигура и внутреннее строение Земли. М.: Наука, 2001.570 с.

46. Молоденский М.С., Крамер М.В. Земные приливы и нутация Земли // М.: Изд-во АН СССР, 1961 -40 с.

47. Молоденский С.М. Приливы, нутация и внутреннее строение Земли. М.: ИФЗ АН СССР, 1984.215 с.

48. Непоклонов В.Б., Зуева А.Н., Плешаков Д.И. Вопросы разработки и применения систем компьютерного моделирования для глобальных исследований гравитациионного поля Земли // Известия Вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2007, № 2, с. 79-97.

49. Непоклонов В.Б., Лидовская Е.А., Спесивцев А.А. Оценка качества моделей гравитационного поля Земли // Известия Вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2014, № 2, с. 24-32.

50. Непоклонов В.Б, Чугунов И.П., Яковенко П.Э. и др. Новые возможности развития сети нормальных высот на территории России // Геодезия и картография, 1996, № 7, с. 20-22.

51. Относительный гравиметр CG-5. Система Scmtrex Autograv: руководство по эксплуатации. ред. 4. 2008. - 156 с.

52. Параметры общего земного эллипсоида и гравитационного поля Земли. (Параметры Земли 1990 года). М.: РИО ТС ВС. 1991. 68 с.

53. Постановление правительства РФ от 28.07.2000 № 568 "Об установлении единых государственных систем координат "

54. Постановление правительства РФ от 28.12.2012 № 1463 "О единых государственных системах координат"

55. Постановление Совета Министров СССР от 7 апреля 1946г. № 760 "О введении единой системы геодезических координат и высот на территории СССР"

56. Прихода А.Г. Барометрическое нивелирование // М., Недра, 1972. -

232с.

57. Справочник геодезиста: в 2-х книгах. Кн. 1/Под ред. В.Д. Большакова и Г.П.Левчука - 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Недра, 1985. - 455с.

58. Справочник геодезиста: в 2-х книгах. Кн. 2/Под ред. В.Д. Большакова и Г.П.Левчука - 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Недра, 1985. - 440с.

59. Строев П.А., Пантелеев В.Л., Левицкая З.Н., Чеснокова Т.С. Подводные экспедиции ГАИШ из истории науки // Университет книжный дом, Москва 2007.

60. Технические характеристики Автономного Накопителя Информации АНИ-SD геофизического комплекса на основе частотных датчиков, 2012, 4 с.

61. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В. Периодические вертикальные смещения по геодезическим данным и упругие параметры земной коры // Известия Вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2015, № 5, с. 20-26.

62. Тимофеев В.Ю., Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным // Дис. док. физ.-мат. наук Новосибирск. 2004.

63. Филатов А.В., Евтюшкин А.В., Васильев Ю.В. Многолетний геодинамический мониторинг нефтегазовых месторождений Западной Сибири методом спутниковой радиолокационной интероферометрии // Современные системы дистанционного зондирования из космоса 2012, Т. 9 №2, с. 39-47.

64. Цифровая трехкомпонентная сейсмическая станция Югра: руководство по эксплуатации. Обнинск, 2005. - 57 с.

65. Цубои Т., Гравитационное поле Земли. // издательство МИР. Москва 1982. - 287 с.

66. Чеботарев А. С., Геодезия, 2 изд. // учебник для институтов геодезии и картографии ч. 1—2, М., Геодезиздат 1955—628с.;

67. Чунаков Н.В., Золото, лёд и LEICA MS50 // Геопрофи, 2015, 03, с.19-23.

68. Шимберев Б.П. Теория фигуры Земли. // М., Недра., 1975, - 432 с.

69. Altamimi, Z., P. Sillard, C. Boucher, 2002. ITRF2000: A New Release of the International Terrestrial Reference Frame for Earth Science Applications. // J. Geophysical Res., 107 (B10), 2214, doi:10.1029/2001JB000561.

70. Anderle R.J., Point positioning concept using precise ephemeris // Proceedings of the International Geodetic Symposium, Las Cruces, New Mexico, 4775, 1976.

71. Arnautov G.P., Kalish E.N., Smirnov M.G., Stus Yu.F., Tarasyuk V.G., GABL-M Ballistic Laser Gravimeter and Results of Observation of Gravity Variations // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing, 3, 3-11., 1994

72. Badescu G., The Kinematics Measurements " Stop and Go " Used in Cadastre Elevations from Localities // University "1 Decembrie 1918" Alba Iulia, Cadastre Journal RevCAD 07, 2007.

73. Boucher C., Altamimi Z., Sillard P. Results and analysis of the ITRF97 // IERS Technical note, 1999, № 27, р. 191.

74. Boucher C. The ITRF 2000 // IERS Technical Note, 2001, № 31.

75. Cannon M. E., Lachapelle G., Analysis of a high-performance C/A-Code GPS Receiver in kinematic mode // Journal of the instead of navigation vol.39. #3, 1992 printed in USA.

76. Choy S, Silcock D, Zhang K, Single frequency precise point positioning using a low-cost GPS receiver // Proceedings of the Surveying & Spatial Sciences Institute Biennial International Conference (SSC2009), Adelaide, Australia, 681-695, 2009.

77. Cumming I.G., Wong F.H. Digital processing of synthetic aperture radar data // Norwood, MA: Artech House, Inc., 2005. - 619 p.

78. Curlander J.C., McDonough R.N. Synthetic Aperture Radar: Sistems and Signal Processing // New York: John Wiley & Sons, Inc., 1991. - 672 p.

79. Dehant V. Tidal Parameters for an Inelastic Earth. // Physics of the Earth and Planetary Interiors, 49, 97-116, 1987.

80. Dehant, V. Tidal parameters for Earth. // Physics of the Earth and Planetary Interior, 1993. vol. 76, p. 259-315.

81. Ferretti A., Monti-Guarnieri A., Prati C. InSAR Priciples: Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpretation // ESA Publications. Noordwijk 2007. - 234 p.

82. Gao, Y, GNSS Solutions: Precise Point Positioning and its challenges, Aided-GNSS and Signal Tracking // Inside GNSS, 1(8): 16-18, 2006.

83. Golovan A.A., Bogdanov O.N., On possibility of improvement of the airborne gravimetry using precise information on navigation satellites ephemeris and on ionosphere state // Proceedings of International Symposium on Terrestrial Gravimetry: static and mobile measurements. Saint Petersburg, Concern "CSRI Elektropribor", c. 39-44 2008

84. Grinter T., Roberts C., Real Time Precise Point Positioning: Are We There Yet? // International Global Navigation Satellite Systems Society IGNSS Symposium 2013 Outrigger Gold Coast, Qld, Australia 16 - 18 July 2013

85. Hartman, T. and H.-G. Wenzel, Catalogue HW95 of the tide generating potential. // Bulletin d'Informations Marees Terrestres, vol. 123, 9278-9301, Bruxelles 1995b.

86. Hartman, T. and H.-G. Wenzel, The HW95 tidal potential catalogue. // Geophysical Research Letters, vol. 22, no. 24, 3553-3556, 1995a.

87. Hastaoglu K. O., Sanli D. U., Accuracy of GPS rapid static positioning: application to koyulhisar landslide, central Turkey // Survey Review, 43, 321 pp.226240 July, 2011 DOI 10.1179/003962611X12894696205145

88. Heiskanen W.A. and Vening Meinesz F.A. The Earth and Gravity Field, McGraw-Hill, New-Yerk, 1958, 470 p.

89. Heiskanen W., Moritz H, Physical geodesy // Reprint Institute of Physical Geodesy Technical University Graz, Austria, 1993. -375p.

90. Hinderer J., Crossley D., Xu H., A two-year comparison between the French and Canadian superconducting gravimeter data // Geophys. J. Int., 135, 252266, 1994.

91. Hoffman J. The application of satellite radar interferometry to the study of land subsidence over developed aquifer systems // Ph. D. dissertation, Stanford University, California, 2003. - 211 p.

92. Hoffmann-Wellenhof, B., H. Lichtenegger, and J. Collins, Global Positioning System: Theory and Practice, 3rd ed. // New York: Springer-Verlag, 1994. -355 p.

93. IGS RTWG // The IGS Real-time Working Group Terms of Reference, http://www.rtigs.net (accessed April 2013) 2007.

94. Jonsson B., Hedling G., Jämtnäs L., Wiklund P., SWEPOS™ Positioning Services - status, applications and experiences // TS 3 - Forum for providers and users of Real Time correction Services from Contionously Operating reference Stations (CORS), Shaping the Change XXIII FIG Congress Munich, Germany, October 8-13, 2006.

95. Merriam J. B. An investigation of dispersive effects on tidal gravity measurements at Alice Springs // Phys. Earth planet. Inter., 27, 187-193, 1981.

96. Merriam J. B. Atmospheric pressure and gravity // Geophys. J. Int. 109, 488-500, 1992.

97. Moritz H. Theories of nutation and polar motion II, Rept. 318, Dept. of Geodet. Sci and Surveying. - Columbus: Ohio State Univ., 1981, - 176p.

98. Müller T., Zürn W. Observation of gravity changes during the passage of cold fronts // J. Geophys., 53, 155-162, 1983.

99. New standards for reducing gravity data: The North American gravity database. William J. Hinze, Carlos Aiken, John Brozena, Bernard Coakley,David Dater, Guy Flanagan, René Forsberg, Thomas Hildenbrand,G. Randy Keller, James Kellogg, Robert Kucks, Xiong Li, Andre Mainville, Robert Morin, Mark

Pilkington, Donald Plouff, Dhananjay Ravat, Daniel Roman, Jamie Urrutia-Fucugauchi, Marc Veronneau, Michael Webring, Daniel Winester // GEOPHYSICS, 2005, Vol. 70, N 4; P. J25-J32.

100. Rabbel W., Zschau J. Static deformations and gravity changes at the Earth's surface due to atmospheric loading // J. Geophys., 56, 81-99, 1985.

101. Remondi B.W., Kinematic GPS results without static initialization // NOAA Technical memorandum NOS NGS -55, 1991.

102. Spratt R. S. Modeling the effect of atmospheric pressure variations on gravity // Geophys. J. R. astr. Soc., 71, 173-186, 1982.

103. Strozzi T. Delaloye R., Poffet D., Hansmann J., Loew S. Surface subsidence and uplift above a headrace tunnel in metamorphic basement rocks of the Swiss Alps as detected by satellite SAR interferometry // Remote-Sensing of Environment. 2011. V.115. P.1353-1360

104. Takeuchi H. On the Earth tide in the compressible Earth of variable density and elasticity // Trans. Amer. Geoph. Union. - 1950. - 31, №5. - P. 651-689.

105. Varga, P. (1974). Dependence of the Love numbers upon the inner structure of the Earth and comparison of theoretical models with results of measurements. // Pure and Applied Geophysics, 112(5):777-785.

106. Vitushkin L. Measurement standards in gravimetry, // 2008, Proceedings of International Symposium "Terrestrial Gravimetry. Static and Mobile Measurements TGSMM-2007" St Petersburg, Russia, State Research Center of Russia Electropribor pp 98-105.

107. Wahr J.M. and Bergen, Z. The effect of mantle anelasticity on nutatio'ns, Earth tides and tidal variations in rotation rate.// Geophys. J. R. Astron. Soc. 1986, 87, 633668.

108. Wahr J.M. Body tides on an elliptical, rotation, elastic and oceanless Earth // Geophys. J.Roy. Astron. Soc. - 1981. - 64, № 3., - P. 677-703.

109. Warburton R.J., Goodkind J.M. The influence of barometric pressure variations on gravity // Geophys. J.R. astr. Soc., 48, 281-292, 1977.

110. Xiong Li, Hans-Jurgen Gotze. Elipsoid, geoid, gravity, // geodesy and geophysics, Vol. 66, 2001.

111. Zumberge J.F., Heflin M.B., Jefferson D.C., Watkins M.M., Webb F.H. Precise Point Positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks // Journal of Geophysical Research, vol 102(3): 5005-5017, 1997b.

112. Zumberge J.F., Watkins M.M., Webb F.H., Characteristics and applications of precise GPS clock solutions every 30 seconds // Journal of Navigation, 44(4): 449456, 1997a.