gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0018gyroscopy-268Research ArticleСтатьиВклад навигационных технологий в создание мобильных гравиметровContribution of Navigation Technologies to Mobile Gravimeter DevelopmentПешехоновВ. Г.PeshekhonovV. G.

Пешехонов Владимир Григорьевич. Академик РАН, научный руководитель. Президент международной общественной организации «Академия навигации и управления движением».

СоколовА. В.SokolovA. V.

Соколов Александр Вячеславович. Кандидат технических наук, генеральный директор.

Член секции молодых ученых общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ЖелезнякЛ. К.ZheleznyakL. K.

Железняк Леонид Кириллович. Доктор технических наук, главный научный сотрудник

БерезаА. Д.BerezaA. D.

Береза Анна Денисовна. Главный конструктор изделия «Чета-АГГ»

КрасновА. А.KrasnovA. A.

Краснов Антон Алексеевич. Кандидат технических наук, начальник отдела.

Член секции молодых ученых общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург)РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian FederationФГБУН «Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН» (Москва)РоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth (Russian Academy of Sciences), MoscowRussian FederationВ настоящее время на пенсииРоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO University, St. PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург)РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO University, St. PetersburgRussian Federation201918112025274162180Copyright © Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Железняк Л.К., Береза А.Д., Краснов А.А., 20252025Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Железняк Л.К., Береза А.Д., Краснов А.А.Peshekhonov V.G., Sokolov A.V., Zheleznyak L.K., Bereza A.D., Krasnov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/268

Представлены основные этапы создания в ЦНИИ «Электроприбор» гравиметров для измерения силы тяжести с борта подвижных носителей. Описаны технические решения, позволившие достичь высокой точности измерений. Обсуждаются актуальные области применения мобильных гравиметров.

The paper presents the basic steps of developing gravimeters for measuring gravity from the mobile vehicle board; the gravimeters are designed by CSRI Elektropribor. Technical solutions are described, which allowed high accuracy of measurements to be achieved. The authors discuss the topical spheres of mobile gravimeter application.

Сила тяжестигравиметргравиметрическая съемка.Gravitygravimeter (gravity meter)gravity survey.ReferencesВеселов К.Е. О статическом способе измерений силы тяжести на море с помощью упругой системы вращательного типа // Прикладная геофизика. Вып.15. 1956.Veselov, K.E., Static Approach to Gravity Measurement at Sea Using Rotation-Type Elastic System, Prikladnaya geofizika, 1956, no. 15.Попов Е.И. Кварцевый гравиметр для морских наблюдений // Тр. ИФЗ АН СССР. №8. 1959.Popov, E.I., Quartz Gravity Meter for Marine Observations, Proceedings of Institute of Physics of the Earth of the USSR Academy of Sciences, 1959, no. 8.Попов Е.И. Определение силы тяжести на подвижном основании с помощью сильно демпфированных гравиметров. М.: Наука, 1967.Popov, E.I., Opredelenie sily tyazhesti na podvizhnom osnovanii s pomoschiyu silno dempfirovannykh gravimetrov (Determination of the Earth Gravity on a Moving Base Using Heavily Damped Gravimeters), Moscow: Nauka, 1967.Ривкин С.С., Береза А.Д. Гироскопическая стабилизация морских гравиметров. М.: Наука, 1985. 176 с.Rivkin, S.S., Bereza, A.D., Giroskopicheskaya stabilizatsiya morskikh gravimetrov (Gyroscopic Stabilization of Marine Gravity Meters), Moscow: Nauka, 1985, p. 176.Железняк Л.К., Измайлов Ю.П., Марков Г.С., Попов Е.И. Опыт проведения площадных съёмок морскими гравиметрами. М.: Наука, 1976.Zheleznyak, L.K., Izmailov, Yu.P., Markov, G.S., and Popov, E.I., Opyt provedeniya ploschadnykh s’yomok morskimi gravimetrami (Experience of Areal Survey by Marine Gravity Meters), Moscow: Nauka, 1976.Попов Е.И., Железняк Л.К., Береза А.Д., Элинсон Л.С. Принципы построения морского автоматизированного гравиметра // Метрология в гравиметрии. Тезисы докладов первой научно-технической конференции. Харьков: Изд-во ХГНИИМ, 1980. С. 88–90.Popov, E.I., Zheleznyak, L.K., Bereza, A.D., and Elinson, L.S., Principles of Designing a Marine Automated Gravimeter, Metrologiya v gravimetrii (Metrology in Gravimetry), Abstracts of the First Scientific and Technical Conference, Kharkov, KHGNIIM, 1980, pp. 88-90.Железняк Л.К., Попов Е.И. Упругая система типа УСГ // Приборы и методы обработки гравиинерциальных измерений. М.: ИФЗ АН СССР, 1984.Zheleznyak, L.K., Popov, E.I., USG-type Elastic System, Pribory i metody obrabotki graviinertsialnykh izmerenii (Devices and Methods of Gravity-Inertial Measurement Processing), Moscow, Institute of Physics of the Earth of the USSR Academy of Sciences, 1984.Железняк Л.К., Элинсон Л.С. Особенности эталонирования гравиметра с двумя упругими системами крутильного типа методом наклона // Физико-техническая гравиметрия. М.: ИФЗ АН СССР, 1982.Zheleznyak, L.K., Elinson, L.S., Specific Features of Standardizing a Gravimeter with Two Elastic Torsion Systems by Means of Tilting, Fiziko-tekhnicheskaya gravimetriya (Physico-Technical Gravimetry), Moscow: Institute of Physics of the Earth of the USSR Academy of Sciences, 1982.Антонов В.И., Бронштейн И.Г., Лившиц Э.М., Элинсон Л.С. Исследование погрешностейAntonov, V.I., Bronshtein, I.G., Livshits, E.M., and Elinson, L.S., Studying Errors of Optical-Electronic Converter for Automated Marine Gravimeter, Metrologiya v gravimetrii (Metrology in Gravimetry), Abstracts of the Second Scientific and Technical Conference, Kharkov, KHGNIIM, 1984, pp. 86-87.оптико-электронного преобразователя автоматизированного морского гравиметра // Метрология в гравиметрии. Тезисы докладов второй научно-технической конференции. Харьков: Изд-во ХГНИИМ, 1984. С. 86–87.Zheleznyak, L.K., Popov, E.I., Design Principles and Optimal Scheme of Modern Marine Gravimeter, Fiziko-tekhnicheskaya gravimetriya (Physico-Technical Gravimetry), Moscow, Institute of Physics of the Earth of the USSR Academy of Sciences, 1982.Железняк Л.К., Попов Е.И. Принципы построения и оптимальная схема современного морского гравиметра // Физико-техническая гравиметрия. М.: ИФЗ АН СССР, 1982.Bereza, A.D., Kostrov, A.V., and Rivkin, S.S., Studying the Filtering Methods in Gravity Measurements, Fiziko-tekhnicheskaya gravimetriya (Physico-Technical Gravimetry), Moscow, Nauka, 1982, pp. 61–88.Береза А.Д., Костров А.В., Ривкин С.С. Исследование методов фильтрации при гравиметрических измерениях // Физико-техническая гравиметрия. М.: Наука, 1982. С. 61–88.Zheleznyak, L.K., Areal Mapping in Ocean by Various-Type Gravimeters, Fizika Zemli, 1992, no. 3, pp. 50–55.Железняк Л.К. Площадная съемка в океане гравиметрами различных типов // Физика Земли. 1992. №3. С. 50–55.In Memory of Professor L.P. Nesenyuk. Selected works and memoirs, Saint Petersburg, SRC RFПамяти профессора Л.П. Несенюка. Избранные труды и воспоминания. СПб: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010.Concern CSRI Elektropribor, JSC, 2010.Ржевский Н.Н., Соколов А.В., Усов С.В., Элинсон Л.С. Опыт использования гравиметрического комплекса «Чекан-А» при морских сейсмических работах за рубежом // Геофизический вестник. 1999. №12. С. 8–11.Rzhevskii, N.N., Sokolov, A.V., Usov, S.V., and Elinson, L.S., Experience in Using Chekan-A Gravimetric System for Offshore Seismic Acquisition Abroad, Geofizicheskii vestnik, 1999, no. 12, pp. 8–11.Соколов А.В., Усов С.В., Элинсон Л.С. Опыт проведения гравиметрической съемки в условиях выполнения морских сейсмических работ // Применение гравиинерциальных технологий в геофизике. СПб., 2002. С. 21–32.Sokolov, A.V., Usov, S.V., and Elinson, L.S., Experience in Gravity Survey in Conditions of Marine Seismic Operations, Primenenie graviinertsial’nykh tekhnologii v geofizike, Saint Petersburg, 2002, pp. 21–32.Бержицкий В.Н., Ильин В.Н., Савельев Е.Б., Смоллер Ю.Л., Юрист С.Ш., Болотин Ю.В.,Berzhitskii, V.N., Ilyin, V.N., Saveliev, E.B., Smoller, Yu.L., Yurist, S.S., Bolotin, Yu.V., Golovan, A.A., Parusnikov, N.A., Popov, G.V., and Chichinadze, M.V., Inertial-Gravimetry System.Голован А.А., Парусников Н.А., Попов Г.В., Чичинадзе М.В. Инерциально-гравиметрический комплекс. Опыт разработки и результаты летных испытаний // Применение гравиинерциальных технологий в геофизике. СПб., 2002. С. 48–60.Development Experience and Flight Test Results, Primenenie graviinertsial’nykh tekhnologii v geofizike, Saint Petersburg, 2002, pp. 48–60.Smoller, Yu.L., Yurist, S.S., Fedorova, I.P., Bolotin, Yu.V., Golovan, A.A., Koneshov, V.N., Hewison, W., Richter, T., Greenbaum, J., Young, D., Blankenship, D., Using Airborne Gravimeter GT2A in Polar Areas, Proceedings of IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements, 2014, pp. 36–40.Smoller, Yu.L., Yurist, S.S., Fedorova, I.P., Bolotin, Yu.V., Golovan, A.A., Koneshov, V.N., Hewison, W., Richter, T., Greenbaum, J., Young, D., Blankenship, D., Using Airborne Gravimeter GT2A in Polar Areas, Proceedings of IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements, 2014, pp. 36–40.Блажнов Б.А., Несенюк Л.П., Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Элинсон Л.С., Железняк Л.К. Интегрированный мобильный гравиметрический комплекс. Результаты разработки и испытаний // Применение гравиинерциальных технологий в геофизике. СПб., 2002. С. 33–44.Blazhnov, B.A., Nesenyuk, L.P., Peshekhonov, V.G., Sokolov, A.V., Elinson, L.S., and Zheleznyak, L.K., Integrated Mobile Gravimetry System. Development and Test Results, Primenenie graviinertsial’nykh tekhnologii v geofizike, Saint Petersburg, 2002, pp. 33–44.Блажнов Б.А., Несенюк Л.П., Элинсон Л.С. Особенности выработки параметров вертикального движения объекта по данным сильно демпфированного гравиметра // Гироскопия и навигация. 1996. №4.Blazhnov, B.A., Nesenyuk, L.P., and Elinson, L.S., Peculiarities of Generating Parameters of Vehicle Vertical Motion by Data from Strongly Damped Gravity Meter, Giroskopiya i navigatsiya, 1996, no. 4.Краснов А.А., Соколов А.В. Разработка и внедрение методики обработки аэрогравиметрических измерений // Навигация и управление движением. Материалы докладов X ЮбилейнойKrasnov, A.A., Sokolov, A.V., Development and Introduction of Aerogravity Measurement Processing Technique, Navigation and Motion Control. Proceedings of the 10th Anniversary Conference of Young Scientists, Ed.: Peshekhonov, V.G., 2008, pp. 193–198.конференции молодых ученых. Под общей редакцией В.Г. Пешехонова. 2008. С. 193–198.Krasnov, A.A., Teplyashin, A.A., Studying Errors of Airborne Gravimeter Gyrostabilizer, Navigation and Motion Control. Proceedings of the 10th Anniversary Conference of Young Scientists, Ed.: Peshekhonov, V.G., 2006, pp. 42–47.Краснов А.А., Тепляшин А.А. Исследование погрешностей гиростабилизатора аэрогравиметра // Навигация и управление движением. Материалы докладов VIII Конференции молодых ученых. Под общей редакцией В.Г. Пешехонова. 2006. С. 42–47.Krasnov, A.A., Nesenyuk, L.P., Sokolov, A.V., Stelkens-Kobsch, T.H., and Heyen, R., Test results of the airborne gravimeter, Proceedings of the International Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2007), 2008, pp. 73–77.Krasnov, A.A., Nesenyuk, L.P., Sokolov, A.V., Stelkens-Kobsch, T.H., Heyen, R., Test results of the airborne gravimeter, Proceedings of the International Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2007), 2008, pp. 73–77.Evstifeev, M.I., Krasnov, A.A., Sokolov, A.V., Staroseltseva I.M., Elinson, L.S., Zheleznyak, L.K., and Koneshov, V.N., New-Generation Gravimetric Sensor, Izmeritel’naya tekhnika, 2014, no. 9, pp. 12–15.Евстифеев М.И., Краснов А.А., Соколов А.В., Старосельцева И.М., Элинсон Л.С., Железняк Л.К., Конешов В.Н. Гравиметрический датчик нового поколения // Измерительная техника. 2014. №9. С. 12–15.Krasnov, A.A., Sokolov, A.V., The Up-to-Date Mathematical Software Set for Mobile Gravimeter Chekan-AM, Giroskopiya i navigatsiya, 2015, no. 2 (89), pp. 118–131.Краснов А.А., Соколов А.В. Современный комплекс программно-математического обеспечения мобильного гравиметра «Чекан-АМ» // Гироскопия и навигация. 2015. №2 (89). С. 118–131.Peshekhonov, V.G., Sokolov, A.V., Elinson, L.S., and Krasnov, A.A., A New Air-Sea Gravimeter: Development and Test Results, Proceedings of the 22nd Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 2015, pp. 173–179.Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Элинсон Л.С., Краснов А.А. Результаты разработки и испытаний нового аэроморского гравиметра // Сборник материалов XXII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2015. С. 173–179.Kazanin, G.S., Ivanov, G.I., Kazanin, A.S., Vasiliev, A.S., and Makarov, E.S., Expedition “Arctic-2014”: Integrated Geophysical Exploration Near the North Pole, Scientific and Technical Digest “Vesti gazovoi nauki”, 2015, no. 2, pp. 95–97.Казанин Г.С., Иванов Г.И., Казанин А.С., Васильев А.С., Макаров Е.С. Экспедиция «Арктика-2014»: комплексные геофизические исследования в районе Северного полюса // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2015. №2. С. 95–97.Koneshov, V.N., Modern Methods of Marine and Airborne Gravimetry, Developed in Partnership with the Institute of Physics of the Earth of RAS, Zemlya i vselennaya, 2018, no. 6, pp. 13–20.Конешов В.Н. Современные методы морской и аэрогравиметрии, созданные с участием ИФЗРАН // Земля и Вселенная. 2018. №6. С. 13–20.Atakov, A.I., Lokshin, B.S., Prudnikov, A.N., and Shkatov, M.Yu., Results of Integrated Geophysical Survey on the Ushakovsko-Novozemel’skaya Prospective Area in the Kara Sea, Proceedings of IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements, 2010, pp. 33–35.Атаков А.И., Локшин Б.С., Прудников А.Н., Шкатов М.Ю. Результаты комплексной геофизической съемки на Ушаковско-новоземельской площади Карского моря // Материалы международного симпозиума «Наземная, морская и аэрогравиметрия». 2010. С. 33–35.Lygin, V.A., Gravity Surveys in Transition Zones with the Use of Hovercraft, Proceedings of IAG International Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2010), 2011, pp. 47–49.Lygin, V.A., Gravity Surveys in Transition Zones with the Use of Hovercraft, Proceedings of IAG International Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2010), 2011, pp. 47–49.Sokolov, A.V., Krasnov, A.A., and Zheleznyak, L.K., Improving the Accuracy of Marine Gravimeters, Giroskopiya i navigatsiya, 2019, vol. 27, no. 2 (105), pp. 70–81.Соколов А.В., Краснов А.А., Железняк Л.К. Методы повышения точности морского гравиметра // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №2 (105) С. 70–81.Koshaev, D.A., Motorin, A.V., and Stepanov, O.A., Performance Analysis of the Use of Satellite Measurements in Marine Gravimetry, Proceedings of the 26th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 2019, pp. 282–287.Кошаев Д.А., Моторин А.В., Степанов О.А. Анализ эффективности использования спутниковых измерений при определении аномалий силы тяжести на море // XXVI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 2019. С. 282–287.Modern Methods and Means of Measuring the Parameters of the Earth Gravity Field / Ed. Peshekhonov, V.G., Stepanov, O.A., Saint Petersburg, Concern CSRI Elektropribor, JSC, 2017, p. 390.Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / ред. Пешехонов В.Г., Степанов О.А. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 390 с.Krasnov, A.A., Sokolov, A.V., Usov, S.V., The results of regional airborne gravimetric surveys with a Chekan-AM gravimeter in the Arctic, Proceedings of IAG International Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2010), 2011, pp. 27–32.Krasnov, A.A., Sokolov, A.V., Usov, S.V., The results of regional airborne gravimetric surveys with a Chekan-AM gravimeter in the Arctic, Proceedings of IAG International Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2010), 2011, pp. 27–32.Forsberg, R., Olesen, A., Ferraccioli, F., Jordan, T., Matsuoka, K., ZakrajsekA., Ghidella, M., Greenbaum, J., Exploring the Recovery Lakes region and interior Dronning Maud Land, East Antarctica, with airborne gravity, magnetic and radar measurements, Geological Society, London, Special Publications, 20 September 2017, 461, 23–34.Forsberg, R., Olesen, A., Ferraccioli, F., Jordan, T., Matsuoka, K., ZakrajsekA., Ghidella, M., Greenbaum, J., Exploring the Recovery Lakes region and interior Dronning Maud Land, East Antarctica, with airborne gravity, magnetic and radar measurements, Geological Society, London, Special Publications, 20 September 2017, 461, 23–34.Forsberg, R., Olesen, A., Einarsson, I., Manandhar, N., Shreshta, K., Geoid of Nepal from Airborne Gravity Survey, Earth on the Edge: Science for a Sustainable Planet. International Association of Geodesy Symposia, Springer, Berlin, Heidelberg, 2014, vol. 139.Forsberg, R., Olesen, A., Einarsson, I., Manandhar, N., Shreshta, K., Geoid of Nepal from Airborne Gravity Survey, Earth on the Edge: Science for a Sustainable Planet. International Association of Geodesy Symposia, Springer, Berlin, Heidelberg, 2014, vol. 139.Barthelmes, F.,S. Petrovic, H., Pflug First Experiences with the GFZ New Mobile Gravimeter ChekanAM, Proceedings of IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements, 2013, pp. 18–19.Barthelmes, F.,S. Petrovic, H., Pflug First Experiences with the GFZ New Mobile Gravimeter ChekanAM, Proceedings of IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements, 2013, pp. 18–19.Barzaghi, R., Albertella, A., Carrion, D., Barthelmes, F., Petrovic, S., Scheinert, M., Testing Airborne Gravity Data in the Large-Scale Area of Italy and Adjacent Seas., IGFS 2014. International Association of Geodesy Symposia, 2015, vol. 144.Barzaghi, R., Albertella, A., Carrion, D., Barthelmes, F., Petrovic, S., Scheinert, M., Testing Airborne Gravity Data in the Large-Scale Area of Italy and Adjacent Seas., IGFS 2014. International Association of Geodesy Symposia, 2015, vol. 144.Lu, B., Barthelmes, F., Petrovic, S., Forste, C., Flechtner, F., Luo, Z., He, K., Li, M., Airborne gravimetry of GEOHALO mission: data processing and gravity field modeling, Journal of Geophysical Research: Solid Earth Solid Earth, 2017, 122, 10, 586–10, 604.Lu, B., Barthelmes, F., Petrovic, S., Forste, C., Flechtner, F., Luo, Z., He, K., Li, M., Airborne gravimetry of GEOHALO mission: data processing and gravity field modeling, Journal of Geophysical Research: Solid Earth Solid Earth, 2017, 122, 10, 586–10, 604.Maleev, P.I., Kapustin, I.V., Navigation Aids for Foreign Strategic Submarines, Proceedings of the 6th Scientific and Technical Conference “State-of-the-Art and Problems of Navigation and Oceanography NO-2007”, Saint Petersburg: ГНИНГИ (GNINGI), 2007, pp. 132–139.Малеев П.И., Капустин И.В. Средства навигации стратегических подводных лодок зарубежных стран // Материалы VI научно-технической конференции «Современное состояние и проблемы навигации и океанографии» НО-2007. СПб.: ГНИНГИ, 2007. С. 132–139.Sokolov, A.V., Stepanov, O.A., Toropov, A.B., and Nosov, A.S., Solving the Problem of Navigation Sighting of Marine Vehicles by Gravity Field, Navigatsiya po gravitatsionnomu polyu Zemli i ee metrologicheskoe obespechenie (Navigation in the Earth Gravity Field and its Metrological Support). Abstracts of Papers of Scientific and Technical Conference, 2017, pp. 12–14.Соколов А.В., Степанов О.А., Торопов А.Б., Носов А.С. Решение задачи навигационных определений морских подвижных объектов по гравитационному полю // Навигация по гравитационному полю Земли и ее метрологическое обеспечение. Тезисы докладов научно-технической конференции. 2017. С. 12–14.Zheleznyak, L.K., Markov, G.S. and Romanishin, P.A., Experimental production gravimetriс survey in the Black Sea, in Graviinertsial’nye issledovaniya (Graviinertial Studies), Moscow: IFZ Akad. Nauk SSSR, 1983, pp. 35–42.Железняк Л.К., Марков Г.С., Романишин П.А. Опытно-производственная гравиметрическаяЖелезняк Л.К., Марков Г.С., Романишин П.А. Опытно-производственная гравиметрическаясъемка на Черном море // Гравиинерциальные исследования. М.: ИФЗ АН СССР, 1983.съемка на Черном море // Гравиинерциальные исследования. М.: ИФЗ АН СССР, 1983.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.