Принцип действия современных баллистических гравиметров основан на измерении параметров движения макроскопического пробного тела или облака холодных атомов в гравитационном поле и вычислении ускорения свободного падения по измеренным параметрам движения из уравнения движения пробного объекта. Число транспортабельных баллистических гравиметров в мире приближается к двумстам, а погрешность лучших гравиметров приближается к нескольким единицам 10-8 м·с-2. Развивается система метрологического обеспечения абсолютных гравиметров. Совершенствование абсолютных гравиметров позволит, в частности, применять их на подвижном основании.

Представлены результаты четырехлетнего мониторинга (2010-2013 гг.) абсолютного значения ускорения силы тяжести (g) в зоне перехода «континент-Японское море» на базе морской экспедиционной станции «Мыс Шульца» Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН на полуострове Гамова. Наблюдения выявили увеличение абсолютного значения g на 5.1 мкГал в течение первого года и на 3.2 мкГал в течение второго года. В 2012 г. был заложен пункт № 2, расположенный на 46 м ниже основного пункта № 1, для калибровки приливного гравиметра gPhone.

Для авиационных измерений гравитационного поля Земли, выполняемых в рамках крупномасштабных национальных проектов при решении геодезических задач, таких как определение геоида и построение глобальных геопотенциальных моделей, требуются гравиметры с высокой стабильностью нульпункта, а также надежно работающие в условиях турбулентности. Датский технический университет в течение многих лет выполняет аэросъемки на больших территориях в полярных, тропических районах и регионах с умеренным климатом. В последнее время для повышения надежности и резервирования данных в некоторых исследованиях мы стали совместно применять два гравиметра («ЛаКоста-Ромберг» и «Чекан-АМ»). В статье приведены примеры результатов съемок, подтверждающие достижение точности порядка 1 мГал при летных испытаниях в Дании и порядка 3 мГал при сличении результатов съемок гравиметрами «Чекан-АМ» и «ЛаКоста-Ромберг» в Непале, одном из самых сложных для съемки регионов Земли. Также отмечается хорошее согласование аэрогравиметрических данных и данных от спутника GOCE по территории Непала и описывается применение полученных данных для уточнения модели геоида.

Специалисты Пекинского института аэрокосмических приборов управления разработали опытный экземпляр бесплатформенного лазерного аэрогравиметра (БЛАГ) на основе лазерных гироскопов и кварцевых акселерометров с упругим подвесом. Описана конструкция и программное обеспечение (ПО) для постобработки данных, а также результаты испытаний системы на самолете и океанском судне в 2013–2014 гг. Результаты испытаний продемонстрировали достижение внутренней сходимости гравиметра порядка 1 мГал после уравнивания, что подтверждает возможность применения БЛАГ при гравиметрической аэросъемке и делает допустимым при-менение при морской съемке.

Предложена методика калибровки гравиметра «Чекан-АМ», не требующая применения высокоточного стендового оборудования. Разработано специализированное программное обеспечение, которое позволяет автоматизировать процесс выполнения калибровки и обработки ее результатов. Экспериментальная проверка методики подтвердила возможность ее применения для выполнения периодической поверки гравиметра «Чекан-АМ».

Исследуется задача повышения точности системы гироскопической стабилизации авиационного гравиметра при маневрировании самолета в процессе проведения съемки. В целях снижения погрешности стабилизации предлагается нестационарный алгоритм коррекции этой системы, учитывающий наличие курсовой ошибки на маневре. Приведены результаты исследования системы стабилизации при различных моделях погрешности курсоуказания. Отмечается существенное снижение времени переходного процесса при использовании предложенного алгоритма по сравнению с традиционным стационарным алгоритмом.

Для разработчиков аэрогравиметров актуальность аэрогравиметрических съемок в полярных районах Земли привела к необходимости пересмотра аппаратных и алгоритмических решений, поскольку аэрогравиметры платформенного типа, например GT-2A, в стандартной комплектации нельзя эксплуатировать в широтах более 75° к северу и югу от экватора. Решением стало использование многоантенного GPS-приемника как датчика траекторной и дополнительной угловой информации. В статье рассматриваются вопросы комплексной обработки информации как в реальном времени, так и при постобработке с использованием многоантенного GPS-приемника.

Рассматривается возможность использования известного инерциально-геодезического метода для определения одного из параметров аномалий гравитационного поля Земли − уклонения отвесной линии (УОЛ) в высоких широтах. Решение задачи предлагается в рамках построения специализированной интегрированной системы, содержащей прецизионный инерциальный модуль и двухантенную спутниковую аппаратуру с большой длиной антенной базы. Приводятся алгоритмы решения задачи, оценка точности с использова- нием имитационного моделирования в пакетe MATLAB (Simulink) и результатов мореходных испытаний GPS- компаса, разработки ЦНИИ «Электроприбор».

Рассматривается задача локального определения аномалии силы тяжести по данным аэрогравиметрии. Для корректного решения задачи необходима нелокальная информация о поле силы тяжести Земли, задаваемая, как правило, данными одной из глобальных моделей поля. Исследована возможность применения вейвлет-разложения на сфере при комбинировании аэрогравиметрических и глобальных данных. Разработаны алгоритмы комбинирования, основанные на методах теории оптимального оценивания. Алгоритмы проверены с использованием данных аэрогравиметрической съемки в Арктике и глобальной модели EGM2008.

Исследуется возможность использования адаптивной нелинейной фильтрации при решении задачи авиационной гравиметрии в условиях неточно известных параметров модели для оцениваемых аномалий ускорения силы тяжести.

Рассматривается метод навигации подвижного объекта с использованием карт геофизических полей, анализируются его особенности и приводится обзор алгоритмов, применяемых для решения задачи навигации по геофизическим полям. Значительное внимание уделено алгоритмам, основанным на использовании методов нелинейной фильтрации, не только позволяющих сформулировать и решить задачу синтеза алгоритмов, но и создающих предпосылки для решения задачи анализа их точности.

Исследуется математическая модель системы гироскопической стабилизации аэроморского гравиметра на базе волоконно-оптических гироскопов ВОГ) с акселерометрической схемой коррекции. Приводятся результаты экспериментальных исследований достижимой точности стабилизации макета гиростабилизатора на ВОГ. Особенность экспериментальных исследований заключалась в том, что контур безредукторной следящей системы строился на базе поплавковых интегрирующих гироскопов, а волоконно-оптические гироскопы, установленные на внутреннем кольце гиростабилизатора, использовались для расчета динамических погрешностей стабилизации, вызванных возмущениями безредукторной следящей системы на качке. Оценка точности расчета погрешностей динамической стабилизации по данным ВОГ производилась с привлечением автоколлимационных измерений.

Предложена математическая модель работы авиационного гироскопического гравиметра, в котором чувствительным элементом выступает измеритель линейных ускорений. Для этого в математической модели учтены как поступательные, так и угловые колебания основы гравиметра. Принципиальным отличием предложенной модели от известных является использование датчиков углов гироскопа для определения величины аномалии ускорения силы тяжести.