gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0091gyroscopy-81Research ArticleСтатьиВлияние температуры и влажности окружающей среды на точность гравиметра «Чекан-АМ»Temperature and Humidity Impact on the Accuracy of Chekan-AM GravimeterЖелезнякЛ. К.ZheleznyakL. K.

Железняк Леонид Кириллович. Доктор технических наук, главный научный сотрудник

Москва

Moscow

КонешовВ. Н.KoneshovV. N.

Конешов Вячеслав Николаевич. Член-корреспондент РАЕН, доктор технических наук, профессор, ИФЗ РАН; ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) (Владимир). Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»

Vladimir

МихайловП. С.MikhailovP. S.

Михайлов Павел Сергеевич. Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, ИФЗ РАН; ВлГУ

Vladimir

ДробышеМ. Н.DrobyshevM. N.

Дробышев Михаил Николаевич. Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, ИФЗ РАН; ВлГУ

Vladimir

СоловьевВ. Н.Solov’evV. N.

Соловьев Владимир Николаевич. Старший научный сотрудник, ИФЗ РАН; ВлГУ

Vladimir

ФГБУН «Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук» (ИФЗ РАН)РоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth of RASRussian FederationФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ)РоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth of RAS; Vladimir State UniversityRussian FederationИФЗ РАН; ВлГУРоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth of RAS; Vladimir State UniversityRussian FederationСоловьев Владимир Николаевич. Старший научный сотрудник, ИФЗ РАН; ВлГУ.РоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth of RAS; Vladimir State UniversityRussian Federation2022190520253025870Copyright © Железняк Л.К., Конешов В.Н., Михайлов П.С., Дробыше М.Н., Соловьев В.Н., 20252025Железняк Л.К., Конешов В.Н., Михайлов П.С., Дробыше М.Н., Соловьев В.Н.Zheleznyak L.K., Koneshov V.N., Mikhailov P.S., Drobyshev M.N., Solov’ev V.N.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/81

Главной задачей морской гравиметрии является получение точных и достоверных данных об аномалиях поля силы тяжести на акваториях. Современные гравиметрические комплексы типа «Чекан-АМ» обеспечивают высокую точность измерений за счет новых схемных и конструктивных решений в условиях, оговоренных в техническом описании. В статье рассматривается влияние температуры и влажности окружающей среды на точность гравиметра «Чекан-АМ». От этих метеорологических факторов зависит точность как на коротких периодах измерений в рамках отдельных галсов, так и на длительных в условиях отрыва от опорных пунктов во время экспедиций. В течение полутора лет авторы статьи проводили лабораторные испытания комплекса с одновременной регистрацией метеорологических параметров. По результатам наблюдений были определены корреляционные зависимости смещения нуль-пункта чувствительного элемента гравиметра от сезонных вариаций температуры и влажности. Были проанализированы также данные, полученные во время морских экспедиций, и влияние температуры на коротком временном диапазоне в процессе морской гравиметрической съемки. На основе результатов экспериментов показана целесообразность метеорологического мониторинга в ходе гравиметрических измерений, в том числе на научно-исследовательских судах. Дополнительная температурная помеха становится заметной при съемке на участке с незначительным изменением поля силы тяжести, и ее величина должна быть учтена при анализе и оценке полученных результатов.

Marine gravimetry aims to obtain accurate and reliable data on gravity field anomalies in water areas. Modern gravimetric systems such as Chekan-AM feature high accuracy due to the novel circuit and design solutions in the conditions specified in the technical description. The article discusses the influence of ambient temperature and humidity on the accuracy of the Chekan-AM gravimeter. These meteorological factors matter both during short measurement periods, within individual survey lines, and long periods, during expeditions far away from the reference points. For 18 months, the authors of the article have been carrying out laboratory tests of the gravimeter with simultaneous registration of meteorological parameters. Based on the observation results, the correlation dependences of the zero-point drift of the gravimeter sensitive element on seasonal temperature and humidity variations were calculated. Marine expeditions data were also studied, with analysis of the temperature impact over a short time period during the marine gravimetric survey. Based on the results of the experiments it was shown that meteorological monitoring should be performed in the course of gravimetric surveys, including those onboard research vessels. An additional thermal noise becomes noticeable in the survey conducted in an area with low variations in the gravity field, and it should be considered when analyzing and evaluating the results.

морская гравиметриячувствительный элемент гравиметраупругая систематемпература окружающей средыотносительная влажностьгравиметрический комплекс «Чекан»marine gravimetrygravimeter sensitive elementelastic systemambient temperaturerelative humidityChekan-AM gravimetric systemРабота выполнена при финансовой поддержке РНФ в рамках гранта 22-17-20035.ReferencesАбрамов Д.В., Дробышев Н.В., Малышева Д.А. Оценка влияния окружающей температуры на долговременные высокоточные измерения гравиметром CG-5 Autograv // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 4. С. 20–29.Абрамов Д.В., Дробышев Н.В., Малышева Д.А. Оценка влияния окружающей температуры на долговременные высокоточные измерения гравиметром CG-5 Autograv // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 4. С. 20–29.Бронштейн И.Г., Лившиц И.Л., Элинсон Л.С., Герасимова Н.Л., Соколов А.В. Кварцевый гравиметр. Патент на изобретение RUS 2171481 C1, 03.02.2000.Бронштейн И.Г., Лившиц И.Л., Элинсон Л.С., Герасимова Н.Л., Соколов А.В. Кварцевый гравиметр. Патент на изобретение RUS 2171481 C1, 03.02.2000.Гравиметр мобильный «Чекан-АМ». Описание типа средств измерений № 28044-11. 2011.Гравиметр мобильный «Чекан-АМ». Описание типа средств измерений № 28044-11. 2011.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.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.Железняк Л.К., Попов Е.И. Принципы построения и оптимальная схема современного морского гравиметра // Физико-техническая гравиметрия. М., Наука. 1982. С. 43–60.Железняк Л.К., Попов Е.И. Принципы построения и оптимальная схема современного морского гравиметра // Физико-техническая гравиметрия. М., Наука. 1982. С. 43–60.Железняк Л.К. Долговременная стабильность упругой системы гравиметра // Гравиинерциальная аппаратура в геофизических исследованиях. М: ИФЗ АН СССР 1988. С. 74–87.Железняк Л.К. Долговременная стабильность упругой системы гравиметра // Гравиинерциальная аппаратура в геофизических исследованиях. М: ИФЗ АН СССР 1988. С. 74–87.Краснов А.А., Соколов А.В. Изучение гравитационного поля труднодоступных районов Земли с использованием мобильного гравиметра «Чекан АМ» // Труды Института прикладной астрономии РАН. 2009. № 20. С. 353–357.Краснов А.А., Соколов А.В. Изучение гравитационного поля труднодоступных районов Земли с использованием мобильного гравиметра «Чекан АМ» // Труды Института прикладной астрономии РАН. 2009. № 20. С. 353–357.Краснов А.А., Соколов А.В., Элинсон Л.С. Новый аэроморской гравиметр серии «Чекан» // Гироскопия и навигация. 2014. №1 (84). С. 26–34.Краснов А.А., Соколов А.В., Элинсон Л.С. Новый аэроморской гравиметр серии «Чекан» // Гироскопия и навигация. 2014. №1 (84). С. 26–34.Лоран П.Ж. Аппроксимация и оптимизация. М.: Мир, 1975. С. 496.Лоран П.Ж. Аппроксимация и оптимизация. М.: Мир, 1975. С. 496.Михайлов П.С., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Спесивцев А.А., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Высокостепенные модели гравитационного поля Земли: история развития, оценка перспективности и разрешающей способности // Наука и технологические разработки. 2020. Том 99. № 4. С. 5–33.Михайлов П.С., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Спесивцев А.А., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Высокостепенные модели гравитационного поля Земли: история развития, оценка перспективности и разрешающей способности // Наука и технологические разработки. 2020. Том 99. № 4. С. 5–33.Соколов А.В., Краснов А.А., Коновалов А.Б. Автоматизация технологии изготовления кварцевой упругой системы мобильного гравиметра // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29. № 2 (113). С. 35–46. DOI 10.17285/0869-7035.0061.Соколов А.В., Краснов А.А., Коновалов А.Б. Автоматизация технологии изготовления кварцевой упругой системы мобильного гравиметра // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29. № 2 (113). С. 35–46. DOI 10.17285/0869-7035.0061.Elsaka, B., Comparison of Different Polynomial Degrees for Correcting the Instrumental Drift of Scintrex CG-5 Autograv Gravimeter, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2020, 14(5), pp. 19–25.Elsaka, B., Comparison of Different Polynomial Degrees for Correcting the Instrumental Drift of Scintrex CG-5 Autograv Gravimeter, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2020, 14(5), pp. 19–25.Förste, C., Ince, E.S., Johann, F., Schwabe, J., Liebsch, G., Marine Gravimetry Activities on the Baltic Sea in the Framework of the EU Project FAMOS, Zeitschrift für Geodäsie, Geoin-formation und Landmanagement, 2020, 145 (5), pp. 287–294.Förste, C., Ince, E.S., Johann, F., Schwabe, J., Liebsch, G., Marine Gravimetry Activities on the Baltic Sea in the Framework of the EU Project FAMOS, Zeitschrift für Geodäsie, Geoin-formation und Landmanagement, 2020, 145 (5), pp. 287–294.Merriam, J.B., Atmospheric pressure and gravity, Geophys. J. Int., 1992, vol. 109, issue 3, pp. 488–500.Merriam, J.B., Atmospheric pressure and gravity, Geophys. J. Int., 1992, vol. 109, issue 3, pp. 488–500.Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., Global marine gravity from retracked Geosat and ERS-1 altimetry: ridge segmentation versus spreading rate, Journal of Geophysical Research, 2009, vol. 114, Issue B1. B0141, pp. 1–18.Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., Global marine gravity from retracked Geosat and ERS-1 altimetry: ridge segmentation versus spreading rate, Journal of Geophysical Research, 2009, vol. 114, Issue B1. B0141, pp. 1–18.Spiridonov, E., Vinogradova, O., Boyarskiy, E., Afanasyeva, L., Atlantida3.1_2014 for windows: A software for tidal prediction, Bull. Inf. Marées Terrestres, 2015, no.149, pp. 12062–12081.Spiridonov, E., Vinogradova, O., Boyarskiy, E., Afanasyeva, L., Atlantida3.1_2014 for windows: A software for tidal prediction, Bull. Inf. Marées Terrestres, 2015, no.149, pp. 12062–12081.

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