Мобильный пункт геофизической колокации

В. Ф. Фатеев, Д. С. Бобров, М. М. Мурзабеков, Р. А. Давлатов, В. П. Лопатин

ФГУП «ВНИИФТРИ», пос. Менделеево, Моск. обл., Россия

В современных требованиях к геоинформационному обеспечению различных отраслей науки и промышленности (например, помехозащищенная навигация транспортных средств, геология, служба мониторинга опасных геодинамических явлений, инженерно-строительные изыскания и т. д.), зачастую обозначено получение актуальной геофизической информации в максимально сжатые сроки. Одним из видов такой информации являются сведения о параметрах гравитационного (ГПЗ) и магнитного (МПЗ) полей Земли.

В области помехозащищенной навигации транспортных средств требуются навигационные карты параметров ГПЗ и МПЗ в районах применения перспективных автономных систем навигации по геофизическим полям Земли [1].

В области геологоразведки требуется максимально детальное знание о характеристиках месторождений полезных ископаемых [2]:

• размер залежи в плане и глубина залегания;
• мощность продуктивного пласта и т. д.

В инженерно-строительной отрасли необходимо знание несущей характеристики грунтов и современной подземной инфраструктуры, которое невозможно представить без подземных коммуникаций и сооружений, выполняющих разнообразные функции [3].

На сегодняшний день наибольшее распространение получили методы геоинформационного обеспечения на основе наземной и воздушной геофизической съемки. При этом такие методы обладают рядом преимуществ и недостатков. Преимуществом наземных методов является высокая точность измерений, однако главным их недостатком является их высокая стоимость и низкая оперативность. Основным преимуществом воздушных методов является высокая оперативность, однако самым главным недостатком таких методов является чрезвычайно высокая стоимость их применения и низкая точность измерений.

Таким образом, возникает необходимость в разработке оперативного высокоточного метода измерений параметров ГПЗ и МПЗ.

Одним из возможных вариантов решения этой задачи является использование комплекса разнородных измерителей параметров ГПЗ и МПЗ, размещаемого в каждой точке. Такой комплекс предлагается назвать пунктом гравиметрической и магнитометрической (геофизической) колокации. В состав мобильного пункта геофизической колокации должны входить следующие перспективные высокоточные измерители:

• измеритель разности гравитационных потенциалов на основе высокостабильного стандарта частоты и времени;
• измеритель первой производной гравитационного потенциала (ускорение свободного падения) на основе перспективного атомного абсолютного гравиметра и высокоточного относительного гравиметра;
• измеритель второй производной гравитационного потенциала (гравитационные градиенты) на основе высокоточного гравитационного градиентометра;
• измеритель составляющих уклонения отвесной линии на основе зенитного телескопа и ПЗС-камеры;
• измеритель модуля и составляющих вектора магнитной индукции.

Одновременное измерение параметров ГПЗ с помощью указанных гравитационных измерителей позволяет существенно повысить подготовки навигационных карт параметров ГПЗ и МПЗ, а также однозначно определить плановое местоположение и глубину залегания залежи полезных ископаемых, подземного сооружения, его массу и контуры. При этом измерительные средства могут располагаться как на борту автоматизированной мобильной лаборатории на автомобильном шасси повышенной проходимости, так и на борту БПЛА повышенной грузоподъемности. Это позволит существенно повысить оперативность применения метода и сократить стоимость его применения.

Литература

1) Бобров Д. С. Разработка методов и средств создания навигационных гравитационных карт // Диссертация на соискание ученой степени к. т. н. / Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений. Менделеево, 2020.

2) Инструкция по гравиразведке. М.: Недра, 1980.

3) ПП РФ от 7 ноября 2020 года N 1798 «Об утверждении перечня видов подготовительных работ, не причиняющих существенного вреда окружающей среде и ее компонентам, которые могут выполняться до выдачи разрешения на строительство объекта федерального значения, объекта регионального значения, объекта местного значения, порядке их выполнения, а также экологических требованиях к их выполнению».