Методика топо-геодезического обеспечения гравиметрических работ

Геодезические работы при гравиметрических съемках включают:

• перенесение в натуру проекта расположения опорных и рядовых
гравиметрических пунктов (разбивка) магистралей, профилей и т.п.;

• закрепление пунктов соответствующими знаками;

• определение координат и высот пунктов наблюдений;

• проведение работ по определению относительных превышений местности
вокруг пунктов наблюдений с целью учета влияния рельефа;

• составление геодезической основы для итоговой гравиметрической карты;

• технический контроль и оценку точности гравиметрических работ.
Допустимые СКП определения координат и высот пунктов наблюдений приведены в

таблицах инструкции.

При съемках в горных районах при опознавании пунктов на аэрофотоснимках и топокартах инструкцией рекомендуется использовать масштабы аэрофотоматериалов и топографических карт, указанные в таблице 2.2.

При проведении плановой привязки могут применяться:

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

топокарты масштабов более крупных, либо соответствующих

масштабов гравиметрических съемок.

аэрофотосъемочные материалы;

инструментально-геодезические методы (буссольные, теодолитные

ходы и т. д.);

радиогеодезические и светодальномерные способы;

коcмические топопривязчики типа GPS.

Таблица 2.2.

МАСШТАБ
Отчетных карт	Аэрофотоматериалов	Топокарт
1:200000,1:100000	1:40000-1:30000	1:25000
1:50000	1:30000-1:17000	1:30000
1:25000	1:17000-1:12000	1:5000
1:10000	1:12000-1:10000	1:5000-1:2000
1:5000	1:7000 -1:5000	1:2000

Для определения высот применяют:

1) топографические карты, обеспечивающие определение высот

2) соответствующей точности;

3) микробарометрическое нивелирование;

4) стереофотограмметрические методы;

5) техническое и геодезическое нивелирование;

6) гидростатическое нивелирование;

Для определения поправки за рельеф местности в центральной зоне проводят обычно нивелирование площадок в определенном радиусе вокруг пункта наблюдений по двум, четырем или восьми лучам.

КАМЕРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ СЪЕМКИ

Камеральная обработка данных гравиметрической съемки делится на два вида -первичную и окончательную. Первичная обработка выполняется в поле, в процессе проведения съемочных работ, окончательная выполняется в камеральных условиях на базе партии или экспедиции.

При первичной камеральной обработке обычно ведется расчет полных значений ускорения силы тяжести с введением поправок за лунно-солнечные вариации (при высокоточной съемке), иногда за температуру и нелинейность шкалы прибора, а также рассчитываются полученные (реальные) погрешности съемки. Чаще всего при обработке вводится поправка только за смещение нуля гравиметра.

Первичная обработка данных

Поскольку гравиметрами измеряются не полные значения ускорения силы тяжести, а его приращения, наблюдения с гравиметром всегда начинаются на опорных пунктах, где полные значения силы тяжести определяются заранее с повышенной точностью.

Зная полное значение силы тяжести на опорном пункте (так называемое "жесткое" значение -g_ОП1) и, взяв отсчет на этом пункте (n_оп), а затем на пунктах рядовой съёмки (n1; n₂; n3…_ni и т.д.), приращения силы тяжести на каждом из рядовых пунктов относительно опорного можно определить, как

Agi= c (n1-n_оп1), Ag₂= c (n₂-n_оп1),

Agi= c(ni-n_оп1)

где С - цена деления гравиметра. Алгебраически суммируя приращения на каждом пункте с жестким значением, получают полные значения силы тяжести на каждом рядовом пункте:

g1 = gon1 + Agi, g2 = gon1 + Ag₂,

gl = gon1 + Agi,

Однако полученные значения gi будут определены с ошибкой, поскольку гравиметр обладает сползанием нуль-пункта. Для учета этой ошибки каждое звено рейса (маршрута) должно не только начинаться, но и заканчиваться на опорном пункте, причем не обязательно на том же, так как полные (абсолютные) значения силы тяжести известны на каждом из опорных пунктов. При этом надо выполнять обязательное условие - промежуток времени между отсчетами на опорных пунктах (или говорят: длительность звена рейса) должен быть не больше времени рабочего режима гравиметра, которое определяют опытным путем перед началом работы. Обычно это время не превышает 3—4 часов. Затем приступают к обработке данных. Вычисляют для каждой точки разность отсчетов, вычитая из отсчетов на каждой точке самый первый отсчет на опорной точке (Ani = ni-n0). Умножают разности отсчетов на цену деления (Ag = c-Aiii).

На миллиметровке строят график зависимости сползания нуль-пункта от времени (рис. 2.23), считая эту зависимость линейной. Затем определяют величину сползания нуль-пункта для каждого пункта рядовых наблюдений пропорционально времени. Время отсчитывается от отсчета на первом опорном пункте и поправка вводится с обратным

знаком. Пример такого расчета приведен в таблице 2.3 для цены деления гравиметра С = 5 мгл/об, gon1 = 981 290.00 мгл, g_on2 = 981 308.90 мгл.

Таблица 2.3

I----- 1---- 1---- 1---- It----- 1---- 1---- hri

Профиль, пикет	t°,С	Время	Отсчет, об.	Ag	ga6c.	Поправка за сполз. 0	giicnp., мгл
ОП-1	12°	9-00	4.500		981 290.00
I		9-10	5.200	+ 3.50	293.50	-0.05	293.45
		9.40	6.400	+ 9.50	299.40	-0.10	299.40
		9-40	2.000	-12.50	277.50	-0.20	277.30
		9-50	6.200	+ 8.50	298.50	-0.25	298.25
		00-0.30	5.100	+ 3.00	293.00	-0.30	292.70
ОП-2	14°	50-0.60	8.400	+ 19.5	981 309.50	-0.60	308.90

*" t,MHH

Рис. 2.23. График зависимости смещения нуль-пункта от времени

Окончательная обработка

Для разведочных целей непосредственное сопоставление измеренных значений силы тяжести оказывается невозможным, Т.К. наряду с неоднородным распределением масс в Земле (что и является целью разведки) на силу тяжести оказывают влияние географическое положение точек наблюдений, их высота, окружающие массы рельефа и т.д. интерес представляют не полные значения g, а только их аномальные значения:

ga = g_H3M - Y0. (2.63)

В формулах для нормальных значений силы тяжести учтено действие центробежной силы, которое не зависит от распределения масс в Земле, поэтому аномалии Δg отражают только неоднородное распределение масс и тождественно совпадают с аномалиями притяжения. Однако в формуле (2.63) g_изм относится к физической поверхности Земли, а γ0 -к поверхности эллипсоида. Чтобы получить аномалию g_a, надо либо привести измеренное значение g_из_м к поверхности эллипсоида, либо привести нормальное поле γ0 к физической поверхности Земли. С математических позиций это все равно, но более удобным оказалось приведение нормального поля к физической поверхности Земли. Такое приведение или редуцирование осуществляется с помощью поправок.

Практически при редуцировании используют высоты от уровня моря, т. е геоида, а не от сфероида, поэтому величины g и γ относятся разным поверхностям. Это дает лишь постоянный фон на участках измерений. Такие аномалии называются смешанными (чистыми

называют аномалии, отнесенные к одной поверхности). Если рассматриваются территории порядка континентов, то надо вводить поправку за искажающее действие отклонения геоида от сфероида. Ее максимальное значение может быть до 40 мГл.

Обычно при окончательной обработке гравиметрических данных используют следующие поправки и соответствующие им редукции.