Методика гравіметричних досліджень

В залежності від заданих задач розрізняють регіональну (оглядову), пошукову й детальну (розвідувальну) гравіметричні зйомки. Перед регіональною зйомкою ставиться задача вивчення аномалій сили тяжіння великих регіонів для вивчення будови земної кори. Відстані між пунктами спостережень при цьому можуть змінюватися від 1 до 10 км. Пошукова зйомка має на меті виявлення локальних структур, перспективних для пошуків корисних копалин. Відстань між пунктами спостережень - менше 1 км. Детальна зйомка має своїм призначенням розвідку окремих дрібних структур і родовищ. Відстань між точками - менше 100 м.

За своїм характером гравіметрична зйомка розділяється на маршрутну (профільну) і площинну.

Профільна зйомка виконується по окремих профілях, що задаються навхрест передбачуваного простягання геологічних структур. Вона застосовується при рекогносцирувальних (розвідувальних) і рідше — пошукових роботах.

Основним видом зйомок є площинна, при якій весь район рівномірно покривається мережею спостережень. Вибір щільності точок спостережень залежить від масштабу зйомки, характеру поля сили тяжіння, очікуваних розмірів і глибини залягання об'єктів, що досліджуються. Оптимальним вважається крок спостережень у 1,5÷3 рази менший передбачуваної глибини залягання і 1,5÷2 рази менший очікуваних розмірів шуканого геологічного об'єкту.

При зйомці з гравіметрами вимірюють відносні значення сили тяжіння послідовно у всіх пунктах відносно однієї вихідної, опорної точки району досліджень, прив'язаної до пунктів загальнодержавної опорної мережі, у яких відомі абсолютні значення сили тяжіння. На території колишнього СРСР розбита мережа опорних пунктів I і II класів. Пункти I класу розташовані один від одного на відстані 200÷500 км. Створення опорної мережі I класу роблять з похибкою 1·10^-6÷15·10^-6 м/с². Відстані між пунктами II класу складає100÷300 км.

Який би тип приладу не використовувався для вимірювання різниці сили тяжіння і як би ретельно не усували зміщення нуль-пункту приладу, у будь-яких серіях вимірів накопичуються похибки. У зв'язку з цим вимірювання сили тяжіння на великій території повинні виконуватися по ряду замкнутих ходів, що перетинаються. Якщо в цю мережу включити кілька пунктів з відомими абсолютними значеннями сили тяжіння, то визначення різниці сили тяжіння між цими пунктами в поділках шкали приладів дозволить визначити ціну поділки цієї шкали.

У зв'язку з цим при гравіметричній зйомці великих площ спочатку розбивається мережа польових опорних точок, прив`язаних до опорних точок регіональної мережі країни, а потім уже виконуються рядові спостереження у всіх точках району.

Насамперед варто розрізняти види робіт з місця їхнього проведення. Тут виділяють наземну, морську, повітряну, підземну й свердловинну зйомки. Не менш важливий поділ по масштабу робіт. Зйомки, проведені для виявлення регіональних аномалій і найбільш загальних закономірностей структури поля в масштабах 1: 200 000 і дрібніше, називають регіональними. Вони дають конкретні відомості лише про глибинну будову літосфери. Однак за результатами регіональних зйомок можна виділити окремі великі аномальні зони, де потім робляться так звані пошукові зйомки. Вони виконуються в масштабах 1:100000 - 1:50000 і звичайно спрямовані на пошук родовищ корисних копалин. Якщо вони дають позитивний результат, то це і є підставою припускати перспективність даного регіону на проведення розвідувальних зйомок у масштабі крупніше 1:10000.

Масштаб зйомки визначається в загальному випадку відстанню між профілями. Це відстань повинна укладатися приблизно в 1см звітної карти. При цьому масштаб зйомки повинен відповідати стандартним масштабам, прийнятим у геодезії (1:10000, 1:25000; 1: 50000 і т.д.). Наприклад, зйомка, виконувана по мережі 200 * 100 м, відповідає масштабу 1:25 000. Залежно від масштабу зйомки класифікуються на дрібномасштабні (масштаб 1:100 000 і дрібніше), середньомасштабні (1:25000 - 1:50000) і великомасштабні (1:10000 і крупніше).

Одним з найважливіших етапів методики є вибір масштабу зйомки. Від нього залежить і густота мережі, оскільки відстань між профілями на карті не повинна перевищувати 1 см у масштабі зйомки. Наприклад, при проведенні розвідницької зйомки в масштабі 1:10000 відстань між профілями повинна становити не більше 100 м. Крок по профілю (тобто відстань між точками профілю) або дорівнювати відстані між профілями (при квадратній зйомці), або менше його, але не більш ніж в 5 разів (при прямокутній зйомці). Профілі розташовуються вкрест очікуваного простягання об'єктів аномальної щільності. Довжина профілю повинна в 5 - 10 разів перевищувати ширину шуканих тіл.

Зйомки проводяться рейсами, що починаються й закінчуються на опорних пунктах. Опорна мережа розбивається для обліку сповзання нуль-пункту й знаходження абсолютних значень прискорення сили тяжіння. Вона включає до 5 - 10% від загального числа точок спостереження, рівномірно розподілених по площі. Точність визначення прискорення сили ваги на опорних точках повинна в 1,5 - 2 рази перевищувати точність рядових спостережень. Це досягається використанням більш високоточних приладів, багаторазовими вимірами на опорних точках, скорочення проміжку часу між вимірами на сусідніх точках шляхом використання транспорту. При створенні опорної мережі від 50 до 100% всіх спостережень повинні становити повторні (контрольні). Існує кілька способів розбивки опорної мережі. Широко поширені виміри по центральній системі, коли один з опорних пунктів (центральний) має зв'язку з усіма іншими, тобто з'єднаний з кожним з них однією ланкою. Іноді розбивка мережі здійснюється по системах, що не передбачають наявності центральної точки.

Абсолютні значення сили тяжіння у кожній точці можуть бути визначені шляхом алгебраїчного підсумовування абсолютного значення сили тяжіння у вихідній (опорній) точці і відносному значенню сили тяжіння в даній точці. Відстань між точками робочої опорної мережі обирають такою, щоб оператор при проведенні рядових рейсів мав можливість брати відліки на опорних пунктах через кожні 2÷4 години. В залежності від масштабу зйомки відстань ця коливається від 1 до 20 км. Пункти опорної мережі повинні розташовуватися рівномірно на площі, мати зручні під'їзди і бути добре орієнтованими. Спостереження в точках опорної мережі виконуються з підвищеною точністю (~ у 2 рази вище, ніж у точках рядової мережі за рахунок більш чутливих і точних гравіметрів чи багаторазових спостережень) замкнутими рейсами, що включають 1-2 вихідні точки державної мережі. Бажано, щоб опорна мережа включала й всі магістральні профілі рядової мережі. Усі рядові рейси повинні починатися і закінчуватися на точках опорної мережі. Цим враховується сповзання нуль-пункту. Рядові спостереження проводять або за методикою однократних спостережень, або з повторенням частини точок при зворотному ході. При методиці однократних спостережень рейс починають з опорної точки, потім проводять вимірювання в рядових точках і до вечора — на тій же опорній точці. Протягом дня повинні бути взяті 2-3 відліки на опорних точках. При зйомці з повторенням щодня починають виміри на одній і той самій опорній точці. Повторенням охоплюється приблизно третина точок. Контрольними і повторними спостереженнями звичайно охоплюється від 10 до 30 % рядових точок.

Індивідуальні особливості приладу оцінюються шляхом його систематичних перевірок. Вони включають визначення ціни поділки, температурного коефіцієнта і зсуву нуль-пункту.

Визначення ціни поділки, звичайно, проводиться на спеціальних полігонах, що включають 5÷7 пунктів з перепадом значень сили тяжіння 1,2·10^-6÷2·10^-6 м/с² від пункту до пункту (загальний перепад 0,8·10^-6 ÷1·10^-6 м/с²). Виконують кілька рейсів і визначають ціну поділки:. Еталонування роблять на початку, наприкінці сезону і після кожного ремонту апаратури. Температурний коефіцієнт визначається при термостатуванні, шляхом нагрівання й охолодження приладу в робочому діапазоні температур. При цьому знаходять виправлення на температуру. Зсув нуль-пункту оцінюють шляхом повторних визначень показань приладу в різний час на точках з відомими значеннями g (на опорних точках).

Для забезпечення високої точності проведення робіт необхідна висока точність супутніх гравіметричним дослідженням топогеодезичних робіт, за допомогою яких встановлюються географічні координати пунктів спостережень, їхнє перевищення над рівнем моря, а також геометрія навколишньої місцевості. Так, похибка в оцінці координат пункту спостережень тільки на 100 м і по висоті на 1 м дає похибку в оцінці нормального значення сили тяжіння порядку 8·10^-7 м/с². В результаті гравіметричної зйомки у кожному пункті розраховується аномалія сили тяжіння:

,

де, g₀ - спостережене і нормальне значення сили тяжіння на вихідному чи опорному пункті; - збільшення сили тяжіння в даному пункті стосовно опорного – зараз не використовують; - редукції сили тяжіння (- редукція Буге, - топопоправка). Зараза в основному використовуються такі поправки. Якщо відкинути та то така задача використовується для вирішення задач геодезичної гравіметрії.

Основним підсумковим матеріалом гравіметричних зйомок є гравітаційні карти ізоаномал сили тяжіння та графіки Δ g за профілями. Ізолінії на карті ізоаномал будують через 2-3 σ, де σ - середньоквадратична похибка рядової мережі спостережень:, де D- різниця значень основних і повторних вимірювань, m - загальна кількість усіх спостережень, n - число повторних спостережень. При розфарбуванні карт для позитивних значень D g використовують помаранчево-коричневі тони, для негативних - зелені.

Варіометричні і градієнтометричні зйомки проводять при детальному геологічному картуванні і при пошуках локальних рудних тіл, зон тріщинуватості, контактів порід тощо. Пункти спостережень при цьому необхідно розташовувати на рівній місцевості у віддаленні від глибоких ярів і височин. Зараз вони фактично не виконуються тому що зараз досить детальні карти і з них досить зручно робити математичній перерахунок, з карт D g аном.

В останні роки також досить успішно виконуються гравіметричні зйомки за допомогою приладів, установлених на кораблях, підводних човнах і літаках. З цією метою застосовуються як маятникові прилади, так і статичні гравіметри. При цьому маятникові вимірювання використовуються в якості опорних. На мілководних ділянках (2÷3 м) ці дослідження проводяться звичайними гравіметрами, установлюваними на спеціальні штативи. При вивченні шельфу (до глибин 200÷300 м) користуються спеціальними донними гравіметрами. На глибоководних ділянках виміри проводяться спеціальними (надводними і підводними) гравіметрами. При обчисленні аномалій за результатами морських і повітряних гравіметричних зйомок вводять велику кількість поправок. Досягнута зараз точність подібних зйомок складає 1·10^-5 ÷10^-5 м/с² на підводному човні і 2·10^-5 ÷3·10^-5 м/с² на борті звичайного корабля.

Велике значення для кореляції по густині розрізів свердловин, визначення густини розбурених тіл, обчислення гірського тиску й акустичної жорсткості гірських порід, мають гравіметричні спостереження в свердловинах. Вони виконуються спеціальними свердловинними гравіметрами.

Найбільш докладну інформацію про аномальне гравітаційне поле території одержують, використовуючи варіометричну зйомку за допомогою варіометрів і градієнтометрів. Особливо ефективна варіометрична зйомка (варіометрія) при пошуках і розвідці невеликих, неглибоко залягаючих об'єктів. Варіометричну зйомку звичайно, виконують по системі рівнобіжних профілів. Відстані між профілями і відстані між точками на профілі вибирають з таким розрахунком, щоб для вимірів даної точності зміни шуканої величини між сусідніми точками можна було б вважати лінійними. Практично крок зйомки з варіометром може бути меншим 10 м. Прилад установлюють на спеціально вирівняній площадці радіусом не менш 2 м. У зоні 50 м виконують спеціальне геометричне нівелювання для введення так званої топографічної поправки. Врахування впливу рельєфу місцевості за межами 50-метрової зони виконується за допомогою великомасштабних гіпсометричних карт. Відповідні поправки називаються картографічними. Результати варіометричних зйомок представляють у вигляді карт векторів і кривизн, карт ізоаномал похідних W_xz і W_yx, кривих градієнтів кривизн.

Опорні гравіметричні мережі.

Світова опорна мережа створена для забезпечення єдності вихідних національних абсолютних значень і масштабу відносних визначень.

У 1900 р. була прийнята Віденська система, заснована на абсолютному значенні сили тяжіння у Відні. У 1909 р. на XVI Міжнародній геодезичній конференції була прийнята Потсдамська система, що заснована на визначенні сили тяжіння в Потсдамському геодезичному інституті. У 1971р. в Москві на XV Генеральній асамблеї Міжнародного геодезичного і геофізичного союзу (МГГС) рекомендована до застосування Міжнародна гравіметрична стандартна мережа 1971 р. (International gravity standartization net - IGSN-1971). МГСМ-1971 спочатку була створена на основі визначень прискорення сили тяжіння g на 1854 пунктах, на яких сила тяжіння була виміряна з точністю, що перевищує 0,1мГал. Урівноваження мережі виконано за таких умов, що мережа фактично спирається на абсолютне визначення прискорення в Севре.

Світова абсолютна гравіметрична мережа (IAGBN).

МАГ проводить роботи зі створення нової світової опорної мережі, яка повинна замінити систему МГСС-71. Міжнародна мережа пунктів абсолютних вимірів високої точності охоплює всю земну кулю. Вимірювання на цих пунктах періодично повторюють. Основне призначення мережі - спостереження за довготривалими змінами сили тяжіння. У первинному варіанті заплановано 36 таких пунктів.

Пункти фундаментальної мережі повинні задовольняти суворим вимогам:

- геологічна і сейсмічна стабільність;

- гідрологічна стабільність;

- малі штучні мікросейсми;

- пункт має розташовуватися у спеціальному приміщенні на нижньому поверсі капітальної будівлі, мати електропостачання;

- стабільна основа не схильна до нахилів;

- легка доступність і можливість контактів з місцевими геологічними і геодезичними службами;

- зв'язок з геодезичними станціями спостережень ШСЗ (штучних супутників Землі) та пунктами національних геодезичних мереж для контролю планових і висотних координат;

- місцевий гравіметричний контроль прив'язкою до пунктів супутників;

- місцевий геометричний контроль плановими і висотними визначеннями.

Пункти повинні бути закріплені. На кожен пункт складається повний опис, параметри для обчислення редукцій повинні бути опубліковані.

Відносні вимірювання будуть згущувати гравітаційну основу і утворювати мережі у важкодоступних районах континентів.

Табл. 6.1

Пункт	Країна	g, мГал
Потсдам	Німеччина	981260.1
Севр	Франція	980925.985
Теддінгтон	Великобританія	981181.891
Богота	Колумбія	977389.979
Ледово (Москва)	Росія	981551.362
Мурманськ	Росія	982537.713
Знахідка	Росія	980453.692
Кіото	Японія	979707.27

Три фундаментальних пункту Росії: Москва (Ледово), Санкт-Петербург (Ломоносов) і Іркутськ включені в міжнародну мережу абсолютних гравіметричних опорних пунктів (IABGN).

Рис.6.2 Гравіметрична опорна мережа Японії.

Національні гравіметричні мережі створюються на території окремих країн. Як правило національна гравіметрична мережа спирається на пункти включені до МГСС-71 (табл. 6.1). Наприклад, японська національна мережа (рис. 6.2) спирається на пункт, що знаходиться в гравіметричній лабораторії геолого-мінералогічного факультету природничих наук університету Кіото.

Національні гравіметричні мережі, як правило, ділять на декілька класів. Мережі різних класів створюються послідовно, а при обробці значення прискорення g на пунктах вищих класів вважають твердими (закріпленими) при урівноваженні мереж низьких класів. Густота опорних мереж визначається територією країни (мал. 6.3).

Високоточна гравіметрична мережа СРСР епохи 1965 - 1970 рр.. була створена за допомогою маятникових приладів з похибкою 0,055мГал. Середньоквадратична похибка визначення 18 каркасних пунктів склала 0,033мГал. Наприкінці 70-х років фахівцями-гравіметристами Радянського Союзу була створена опорна гравіметрична мережа в Антарктиді, що складається з 8 пунктів з похибкою 0,015мГал.

Δ - 1  - 2 Ο - 3

Рис. 6.3 Проект гравіметричної опорної мережі абсолютних визначень США:

1 - пункти I класу; 2 - додаткові пункти I класу; 3 - пункти II класу

У зв'язку з підвищеними вимогами до точності в 1978 р. почалися роботи зі створення високоточних державних мереж - Державної фундаментальної гравіметричної мережі (ДФГМ) і Державної гравіметричної мережі I класу (ДГМ-I). Перший етап був завершений в 1983 р. До 1994 р. на території Росії було створено 8 фундаментальних і більше 870 пунктів I класу. До 50% пунктів I класу були суміщені з пунктами ДГМ II класу (ОГП II класу), що були створені підрозділами Мінгео для забезпечення надійної прив'язки зйомок масштабу 1:200000. За результатами робіт були видані каталоги пунктів ДФГМ і ДГМ-I визначених у 1978 - 1994 рр.. (1986,1993, 1995). Середньоквадратичне похибка визначення ДГМ-I склала 0,03мГал, на фундаментальних пунктах 0,008 – 0,010мГал. За результатами робіт була створена унікальна за розмірами високоточна гравіметрична мережа, яка не має аналогів за кордоном. Ця мережа є основою метрологічного забезпечення гравіметричних визначень і базою для вивчення варіацій сили тяжіння. Вдосконалення апаратури та методики необхідно і при подальших дослідженнях, оскільки стоїть завдання визначення абсолютних значень сили тяжіння на пунктах ФАГС і геодинамічних полігонах з точністю до 3 - 5мкГал.

У Росії та Україні з середини 70-х років проводяться вимірювання з гравіметром ГАБЛ-М. До теперішнього часу створено мережу, що включає більше 40 базових гравіметричних пунктів, в діапазоні широт від 68⁰ п. ш. до 43⁰ пдн. ш. Вимірювання дозволили уточнити нуль і масштаб мережі IGSN-71. Частина визначень g включені в каталоги IAGBN і UEGN-94 (Уніфікована європейська гравітаційна мережа).

Відповідно до діючої інструкції державна мережа складається з фундаментальної мережі та мереж I, II і III класів. Фундаментальна мережа складається з фундаментальних пунктів, що розташовані в Москві, Новосибірську, Апатитах, Петропавловську - Камчатському. Навколо кожного фундаментального пункту створені пункти - супутники. Один з фундаментальних пунктів служить Головним гравіметричним пунктом (ГГП), до якого відносять всі результати вимірювань. Міжнародний пункт Ледово (Москва) дублює Головний гравіметричний пункт.

Мережа першого класу розвивають від ДГП полігонами з числом сторін не більше 5, причому похибка урівноваження не повинна перевищувати 0,005мГал. Зв'язки кожного полігону з ДГП і додаткові зв'язки між полігонами повинні виключати накопичення похибок. Пункти першого класу розташовують там, де вони потрібні для розвитку мереж II і III класу. Кожен пункт I класу пов'язаний з пунктом супутником в аеропорту. Пункти I класу розташовані на відстані 200 - 500км один від одного, один пункт створюється на територію 15 - 20 тис. кв. км. ДГМ нашої країни визначена незалежно від світової, але ряд пунктів пов'язаний з Потсдамом і Севр.

Мережа пунктів II класу створюється спеціалізованими організаціями. Відстань між пунктами II класу 100 - 300км, похибка їх зв'язку з пунктами I класу не більше 0,2мГал.

Визначення сили тяжіння в пункті Ледово

Таблиця 6.2

№ №	Рік визначення	Сила тяжіння, мГал
		981565.34 Потсдамська
		981565.322 система
		981565.262 - / --
		981565.29 - / --
		981565.317 - / --
		981565.31 - / --
		981565.385 - / --
		981565.314 - / --
		981565.352 Потсдамська
		981565.299 система
		981551.362 (МГСС-71)

З подальшим удосконаленням апаратури і методів вимірювань величини прискорення сили тяжіння на опорних пунктах ця величина визначається повторно з більш високою точністю (табл. 6.2).

Для обліку зміщення нуль-пункта, приведення зйомок в єдину систему і з метою усунення накопичення похибки створюється польова опорна мережа гравіметричних пунктів підвищеної точності. Пункти польової опорної мережі прив'язуються до пунктів Державної опорної мережі I і II класів. Надійно закріплені на місцевості пункти утворюють мережі III класу. Підвищена точність вимірювань забезпечується застосуванням більш високоточних гравіметрів, багаторазовими спостереженнями, використанням швидких засобів пересування.

Гравіметричні зйомки

Гравіметричною зйомкою називають одночасне вимірювання сили тяжіння і визначення координат пунктів. Сукупність усіх гравіметричних спостережень, що виконуються на Землі, називають світовою гравіметричною зйомкою. Зйомки, що виконуються на територіях довжиною сотні і тисячі кілометрів називають регіональними. За результатами регіональних зйомок складають гравіметричні карти масштабів 1:500000 і дрібніші.

Рис. 6.4 Методики гравіметричних спостережень:

а - одноразових вимірювань, б - повторних вимірювань в зворотному ході, в - повторних вимірювань в прямому ході, г - рандомізації завад, різницевого нуль-пункту, д - вимірювання окремих приростів

Зйомки масштабу 1:200000 - 1:50000 в межах однієї або декількох трапецій відповідного масштабу проводять з метою вивчення геологічної будови надр. Перетин ізоліній звітних карт відповідно складає 2 і 0,5мГал.

При пошуках родовищ твердих корисних копалин проводять гравіметричні зйомки масштабу 1:10000 і крупніше. Для вирішення інженерних задач проводять високоточні зйомки 1:1000 і 1:500 по мережі 5×5м.

За характером розподілу пунктів спостереження на місцевості зйомки ділять на майданні і профільні. При розташуванні пунктів уздовж лінії зйомку називають профільною. Профільні зйомки проводяться для вирішення задач вивчення глибинної будови при глибинному геологічному картуванні (ГГК) і геологічному до вивченні площ (ГДП), уточнення місць закладення пошукових і розвідувальних свердловин, вивчення загальної структури гравіметричного поля на ділянці досліджень, тощо. Методика зйомки визначається змістом поставленої задачі.

Площинною (майданною) називається зйомка, результати якої дозволяють побудувати карту ізоаномал сили тяжіння.

Методика зйомки визначається:

1) видом зйомки;

2) точністю зйомки, масштабом і перетином ізоаномал звітної карти;

3) системою розташування і густотою рядових пунктів спостереження, системою вихідних і опорних пунктів;

4) технікою польових вимірювань;

5) точністю і способами проведення геодезичних робіт.

Спостереження на пунктах рядової мережі виконують окремими рейсами, що спираються на пункти опорної мережі. Точність спостережень на рядових в пунктах 1,5 - 2 рази нижче, ніж на опорних.

Гравіметричні опорні пункти повинні по можливості розташовуватися на площі досліджень рівномірно, мати стійку основу для встановлення приладу. Зручно поєднувати пункти опорної гравіметричної мережі з пунктами геодезичних мереж. Створення опорного пункту має супроводжуватися визначенням 2 - 3 пунктів супутників.

Густота мережі пунктів спостережень, точність вимірювань, характеристики застосовуваної техніки регламентуються діючими Державними стандартами та інструкціями.

Перед проведенням гравіметричної зйомки гравіметри обов’язково повинні пройти перед польову підготовку, яка включає:

а) дослідження залежності показань приладу від атмосферного тиску, температури, режиму транспортування;

б) вивчення характеру зміщення нуль-пункта;

в) визначення ціни поділки;

г) визначення часу становлення відліку;

д) перевірку герметичності;

е) визначення повного діапазону без перебудови;

є) визначення люфту вимірювального пристрою;

ж) співставлення результатів вимірів різними приладами.

Національна система метрологічного забезпечення вимірювань сили тяжіння запропонована І. Д. Буланже. Вона складається з системи еталонних полігонів, що охоплюють весь діапазон зміни сили тяжіння на території країни: Московський еталонний полігон, Кольський високоточний гравіметричний полігон, Якутський гравіметричний полігон та ін Масштаб системи задається абсолютними вимірами.

ТОПОГРАФО - ГЕОДЕЗИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ГРАВІМЕТРИЧНОЇ ЗЙОМКИ І ГРАВІМЕТРИЧНІ КАРТИ

Навігаційно-геодезичне забезпечення гравіметричних робіт передбачає вирішення двох завдань:

- геодезичну прив'язку пунктів гравіметричних спостережень;

- навігаційну проводка носія гравіметричної апаратури по намічених проектним маршрутам.

Топографо-геодезичні роботи проводяться відповідно до “Інструкції з топографо-геодезичного і навігаційного забезпечення геологорозвідувальних робіт” (1997).

Геодезичні роботи при гравіметричних зйомках включають:

1) перенесення в натуру проекту розташування опорних і рядових гравіметричних пунктів;

2) закріплення пунктів;

3) визначення координат і висот пунктів спостережень;

4) проведення робіт з визначення відносних перевищень місцевості навколо пунктів спостережень з метою врахування впливу рельєфу;

5) складання геодезичної основи для гравіметричної карти.

Для геодезичної прив'язки пунктів гравіметричної зйомки використовуються пункти державної та відомчих мереж.

Вимоги до точності планової і висотної прив'язок і деякі інші характеристики наведено в табл. 7.1.

В даний час переважна частина зйомок проводиться за допомогою середньо орбітальних супутникових радіонавігаційних систем (ССРНС). Середньо орбітальні ССРНС забезпечують визначення місцерозташування практично безперервно. Глобальні супутникові системи визначення місцерозташування представляють собою комплекс космічних і наземних технічних засобів, що призначені для визначення трьох просторових координат. При визначенні координат абсолютним методом на пункті встановлюється антена і включається живлення приймача та комп'ютера. За дві - три хвилини визначається момент захоплення необхідної кількості супутників і виконується фіксація координат пунктів у пам’яті приймача або автоматична реєстрація координат на зовнішньому носії. При відносних визначеннях використовується не менше двох приймачів сигналів, один з яких суміщений з об'єктом, що визначається, а другий встановлюється на опорному пункті з відомими координатами і служить для отримання поправок диференціальної корекції.

Таблиця 7.1

Масштаб	Перетин ізоаномал звітної карти, мГал	Похибка визначення сили тяжіння, мГал	Похибка визначення висот, м	Похибка визначення координат, м	Кількість пунктів на 1 кв. км
1:500000		±0,5	±5	±200	0,04-0,10
1:200000		±0,4	±2,5	±100	0,10-0,25
1:100000		±0,3	±1,2	±80	0,25-1,00
1:50000	0,5	±0,15	±0,70	±40	2-30
1:10000	0,2	±0,06	±0,20	±4	16-80

Точність визначення планових координат за допомогою системи GPS досліджували фахівці СНІІГГіМС (табл. 5.3). Точність визначення планових координат визначалася за стандартною методикою абсолютних визначень для відкритої і залісненої місцевостей із застосуванням антенно - щоглового пристрою, а також для відносних вимірів. Застосування методу відносних вимірювань, антенно-щоглового пристрою та багатоканальних приймачів дозволяє істотно зменшити похибку планової прив’язки.

Результати гравіметричної зйомки представляються у вигляді гравіметричної карти в редукціях Фая або Буге. Масштаб і переріз карти регламентуються діючими інструкціями. Гравіметричні карти масштабу

1:200000 і 1:50000 складають трапецію міжнародної сітки. Державна гравіметрична карта 1:200000 є однією з форм систематизації та зберігання гравіметричної інформації. На карту наносять розріджену топографічну ситуацію Карти розфарбовують: додатні аномалії розфарбовують за інтенсивністю відтінками коричневого кольору, від’ємні – зеленого (рис. 7.1).

Таблиця 7.2

Середньоквадратична похибка планової прив’язки, м

Тривалість спостережень, хв							>90
Абсолютний метод у відкритій місцевості	7,0	6,0	5,8	5,5	5,2	4,7	4,7
Абсолютний метод у залісеній місцевості	35,4		31,1
Відносний метод в залісеній місцевості	8,0		3,6

Аномалії сили тяжіння у вільному повітрі використовуються в геодезії для визначення гравітаційного поля Землі. Аномалії в редукції Буге використовуються в гравірозвідці при пошуках родовищ корисних копалин.

Державна гравіметрична карта масштабу 1:200000 служить для вирішення задач геології, геодезії та оборони країни. Перший лист - М-41-Х було затверджено науково-редакційної комісією з гравіметричних карт 15 грудня 1961 і виданий Міністерством оборони в 1963 р.

Рис. 7.1 Фрагмент гравіметричної карти для Росії.

Рис. 7.2

Проведення державної гравіметричної зйомки території нашої країни і прилеглого шельфу - це задача геологічних організацій. З цією метою в 1970 р. була створена мережа з 20 спеціалізованих експедицій, на які було покладено наступні завдання:

- гравіметрична зйомка масштабу 1: 200000;

- кураторство детальних гравіметричних робіт інших організацій;

- підготовка до видання листів державних гравіметричних карт всіх встановлених масштабів - 1:1000000, 1:500000, 1:200000, 1:50000.

Обсяг спеціальних гравіметричних робіт

масштабу 1:200000 по роках (км2)

Рік
Обсяг

Сучасні карти масштабу 1:200000 складають за матеріалами зйомок масштабу 1:200000, 1:100000, і 1:50000 зі збереженням перетину ізоаномал. Карта складається відповідно до “Технічних вимог на складання авторських листів гравіметричних карт”. У комплект входять два листа гравіметричної карти в редукції Буге при σ_{пр. ш} =2.3 та σ_{пр. ш}.= 2.67 г/см³, пояснювальна записка, картовий каталог опорних гравіметричних пунктів, карта значень поправок за рельєф, карта висот. У значення аномалій Буге вводиться поправка за вплив рельєфу, якщо її величина перевищує 0.5мГал. В якості географічної основи використовуються державні топографічні карти масштабу 1:200000 з розрідженим контурним навантаженням (без зображення рельєфу, з висвітленням основних населених пунктів, річок і дорожніх мереж). Як спецнавантаження на карту наносяться пункти опорної мережі I, II, III класів. На кожен лист складається інформаційна карта.

Територія Росії вкрита зйомкою 1:200000 на 93%. Видано понад 2000 листів, підготовлено до видання 714 листів. Резерв складання карт складає 505 аркушів. У найближчі роки. передбачається завершення гравіметричної зйомки масштабу 1:200000 території України, для чого щорічно планується покривати зйомкою 25000 км². За результатами робіт буде створена єдина карта високої деталізації гравітаційного поля - перетином 2мГал. 2009р

Відповідно до інструкції карта має представлятися у вигляді твердої копії і на електронному носії. Електронний варіант карти складається відповідно до “Технічних умовами на створення комп'ютерних варіантів листів Державної гравіметричної карти України масштабу 1:200000”. Технологія підготовки електронного варіанту карти дозволяє проводити автоматизовану перевірку правильності введення каталогів гравіметричних пунктів, виправляти помилки при виданні каталогів і перетворенні їх в електронний вигляд. У якості базової системи для підготовки електронного оригіналу карти використовується система Arc-View 3.0 GIS фірми ERSI. У даній системі є багатий інструментарій для роботи з просторовою і атрибутивної інформацією, а також для створення і редагування макетів твердих копій карт.

В електронній карті повинні міститися пункти використаних для складання карти гравіметричних зйомок зі значеннями аномалії Буге і аномалії у вільному повітрі в єдиному державному рівні, а також висоти.

Дата добавления: 2014-01-07