СПОСОБ УТОЧНЕНИЯ НАВИГАЦИИ СТАРЫХ МАГНИТНЫХ СЪЕМОК Российский патент 2018 года по МПК G01V3/38 

Изобретение относится к магниторазведке и в частности к картографическому способу отображения магнитного поля Земли (МПЗ).

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано на удаленных акваториях Северного Ледовитого океана, где были выполнены большие объемы аэромагнитных съемок, характеризующиеся большими ошибками координирования МПЗ. В результате чего карты графиков МПЗ строились с большими ошибками. Этим же недостатком характеризовались цифровые модели карт (ЦМК), числовые значения поля в которых заданы в прямоугольной сети точек.

Для уменьшения ошибки съемки используются различные способы увязки данных по невязкам поля в точках пересечения маршрутов. Наиболее известным является способ, предложенный В.К. Паламарчуком [1]. Однако все способы увязки, минимизирующие невязку в точках пересечения маршрутов, исключают вариацию, девиацию и другие систематические погрешности из наблюденных значений МПЗ, но не уточняют координаты точек наблюдения.

Известно также авторское свидетельство №1367710 «Способ картирования напряженности магнитного поля Земли с подвижных носителей» [2], в котором считается, что оставшаяся после прямого способа учета вариаций и девиации невязка обусловлена ошибками координирования точек измерения. Все остальные ошибки измерения считаются нулевыми.

Однако такая ситуация на акваториях, где вариации геомагнитного поля являются практически неконтролируемыми, встречается очень редко.

Из известных способов наиболее близким по технической сущности является «Способ картирования напряженности магнитного поля Земли с подвижных носителей», описанный в авторском свидетельстве №1367710, в котором содержится операция уточнения координат в точках пересечения рядовых и секущих маршрутов. Это является общим для заявленного способа. И указанный способ может служить прототипом заявленного способа.

Недостаток «Способа картирования напряженности магнитного поля Земли с подвижных носителей» заключается в том, что вся невязка в точках пересечения маршрутов предполагается за счет ошибок координирования пересекающихся маршрутов.

Другим недостатком предложенного прототипа является то, что оба пересекающихся маршрута предполагаются выполненными с одинаковой погрешностью. Поэтому уточнение навигации может происходить только до определенного уровня.

Целью настоящего изобретения является уточнение малоточных координат точек измерения на старых профилях с помощью современных высокоточных магнитных съемок с высокой точностью спутниковой навигации.

При этом, согласно изобретению, современные маршруты выполняются с высокоточной навигацией по редкой сети, современные маршруты могут пересекать старые маршруты в двух или одной точках и даже не иметь в исключительных случаях пересечений со старыми маршрутами.

Сопоставление старых данных (карт) с современными измерениями на опорных профилях осуществляется методом экстремально-корреляционной навигации [3]. Производится поиск современного маршрута на старой карте, после этого находят старые маршруты, которые современный маршрут пересекает, или строятся (путем снятия со старой карты) искусственные маршруты. Последняя операция выполняется в исключительных случаях, когда имеются большие «прогалины» (окна в сетях) в старых съемках.

Известно, что в старых маршрутах наиболее точными параметрами координирования были: азимут - благодаря высокоточным компасам, и скорость на маршруте - благодаря использованию доплеровских систем. Поэтому длину и направление старых маршрутов можно считать достаточно точными. А положение такого маршрута, или координаты начальной и/или конечной точки, - недостаточно точными.

Оценка положения старого маршрута по современным высокоточным координатам производится путем перемещения старого маршрута в полученную по результатам экстремально-корреляционного анализа соответствующую точку нового и введении во все остальные точки старого маршрута разности координат старой и новой системы, вычисленных в точке максимальной корреляции:

Δх=х_э-x_t; Δy=у_э-y_t, где индекс «э» означает старая (эталонная) координата, «t» - новая (временная) координата. Эти приращения вводятся во все точки (координаты) старого маршрута.

По сути совмещаются две точки в новой системе координат путем параллельного переноса старого маршрута. Более надежно эта операция производится по двум точкам. Тогда кроме уточнения положения старого маршрута может быть уточнена скорость на нем.

Такое конструктивное выполнение способа обеспечит уточнение положения старых маршрутов, которые вместе с новыми создадут новые более точные карты МПЗ, что приведет к более надежной их интерпретации.

Очевидно, что это актуально, так как перезаснять огромные акватории Арктики и Антарктиды, съемки на которых были выполнены в период доспутниковой навигации, в настоящее время не представляется возможным.

Надежность такой увязки старых съемок с новыми можно проследить по изменению точности карты, оцененной по средней квадратической разности современных съемок со старой () и старой-обновленной () картами. Эти погрешности и позволяют вычислить их «улучшение» Δσ по разности погрешностей .

Способ пригоден для любых районов, где требуется улучшить навигацию старых карт с минимальными затратами.

В настоящее время на акватории Северного ледовитого океана имеются съемки - погрешность навигации (год):

±2,5 м (2007 г.), ±25 км (1964 г.), ±6,7 км (1971 год), ±15-38 км (1967 год), и др.; погрешность координирования на островах и вблизи достигает: 0,1-0,2 км÷1 км, но это на отдельных профилях показывает, что уточнение навигации даже по редкой сети современных маршрутов может уменьшать погрешность координирования в 3-5 до 10 и больше раз.

Технический результат - повышение точности старых карт, используемых для геологического картирования и поисков полезных ископаемых на акваториях.

Список литературы

1. Паламарчук В.К., Косвенные способы учета вариаций, ж. Геология и Геофизика №10, Новосибирск: НАУКА, 1983.

2. Авторское свидетельство №1367710 «Способ картирования напряженности магнитного поля Земли с подвижных носителей».

3. Джанджгава Г.И., Августов Л.И. и др., Навигация по аномальному гравитационному полю Земли. Выбор структуры и обоснование требований к системе навигации с учетом возможностей существующего картографического и аппаратурного обеспечения // Авиакосмическое приборостроение. М.: Научтехлитиздат, 2002 г., №6. С. 63-68.

Изобретение относится к магниторазведке и в частности к картографическому способу отображения магнитного поля Земли (МПЗ). Способ уточнения навигации старых магнитных съемок, выполненных с большими ошибками координирования, содержит карту графиков наблюденного модуля магнитного поля в координатах (х, y), цифровую модель карты в прямоугольной сети точек и ее среднюю квадратичную погрешность. При этом по заданным увязочным профилям выполняют современную высокоточную магнитную съемку в старых координатах с высокоточной спутниковой навигацией, ищут положение на карте корреляционным способом, находят на карте графиков пересечения современного маршрута со старыми маршрутами. В точку пересечения старых маршрутов с новыми приписывают новые высокоточные координаты, в остальные точки старых маршрутов приписывают координаты, полученные путем параллельного самому себе переноса в новой системе координат всего старого маршрута и/или его части, расположенной между двумя современными маршрутами, так чтобы найденная точка максимальной корреляции поля старого маршрута попала в точку максимальной корреляции поля нового маршрута. Так уточняют координаты всех старых маршрутов. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности старых карт, используемых для геологического картирования и поисков полезных ископаемых на акваториях.

Способ уточнения навигации старых магнитных съемок, выполненных с большими ошибками координирования, содержащий карту графиков наблюденного модуля магнитного поля Т_э в координатах (х, y), цифровую модель карты Т_э(x,y) в прямоугольной сети точек и ее среднюю квадратичную погрешность σ_э, отличающийся тем, что по заданным увязочным профилям выполняют современную высокоточную магнитную съемку T_t(x,y) в старых координатах с высокоточной спутниковой навигацией, ищут положение T_t(x,y) на карте Т_э(x,y) корреляционным способом, находят на карте графиков Т_э(x,y) пересечения современного маршрута со старыми маршрутами, в точку пересечения старых маршрутов с новыми приписывают новые высокоточные координаты, в остальные точки старых маршрутов приписывают координаты, полученные путем параллельного самому себе переноса в новой системе координат всего старого маршрута и/или его части, расположенной между двумя современными маршрутами, так чтобы найденная точка максимальной корреляции поля старого маршрута попала в точку максимальной корреляции поля нового маршрута, и так уточняют координаты всех старых маршрутов, строят новую увязанную по координатам цифровую модель старой карты и вычисляют ее среднюю квадратическую погрешность σ_t (σ_t<σ_э) по пересечениям новой карты Т_э(x,y) с реальными измерениями T_t(x,y), разница между этими старой и новой погрешностями Δσ (где является оценкой надежности увязки поля Т_э по новым координатам.