Способ маскировки подземных объектов Российский патент 2022 года по МПК F41H3/00 G01V7/00 G01V7/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области измерений параметров гравитационных полей и может быть применено для маскировки подземных объектов различного назначения.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение

Естественные полости и любое подземное сооружение нарушают существующее локальное гравитационное поле в районе их размещения.

Такими объектами могут быть полости с газом, подземные емкости и подземные сооружения. Расположение и характеристики таких подземных сооружений представляют коммерческую или военную тайну, а значит, необходима их маскировка. Одним из демаскирующих признаков являются аномалии гравитационного поля.

Уровень техники

Известно большое количество физических полей, по параметрам которых идентифицируются подземные сооружения.

Для установления мест расположения подземных объектов используются различные методы, например геофизические и сейсмические [1-4, 14].

Такие методы и способы осуществляются при наземной разведке. Воздушная или космическая разведка такими методами не проводится.

Аналоги

Принятие решения о маскировке принимается после измерения и исследования параметров физических полей, связанных с объектом. К таким полям относятся: оптическое, тепловое, радиолокационное, радиотехническое, звуковое, гидроакустическое и др. [5, 15, 16].

Порядок проведения гравиметрической съемки достаточно подробно описан в «Инструкции…» [6], а также в работах [7-10, 12, 13].

При этом способов и методов корректировки параметров гравитационного поля до сих пор не разработано, т.е. все эти способы неприменимы для защиты от гравитационной разведки.

Прототип

В этой ситуации с учетом типовых режимов функционирования подземных объектов в качестве прототипа принят способ оптической маскировки [5, 11].

Такой способ предусматривает использование маскировочных сетей, маскировочное окрашивание и использование местных материалов.

Основной недостаток прототипа заключается в том, что он не позволяет провести корректировку параметров гравитационного поля, чаще всего увеличением значения величины поля силы тяжести.

Технический результат изобретения

Предлагается способ, основанный на компенсации массы изъятого грунта другим материалом с большей плотностью.

Техническим результатом заявляемого способа является:

- повышение эффективности маскировки гравитационного поля;

- обеспечение скрытности места расположения подземного объекта.

Цель данного изобретения - снижение параметров аномалии демаскирующего признака.

Достижение технического результата

Технический результат достигается выполнением последовательности технологических операций, изложенных ниже.

Сущность изобретения

Для достижения технического результата и поставленной цели изобретения в способе предусматривается выполнение определенных технологических операций на основе следующих физических представлений.

Для физической интерпретации представляют интерес не полные (абсолютные) значения поля силы тяжести g, а аномальные Δg_ан., которые исключают влияние нормального поля силы тяжести γ₀ и не зависят от высоты наблюдения h и окружающего рельефа. Введением соответствующих поправок вычисляются аномальные значения поля силы тяжести. Эта операция называется редуцированием или приведением силы тяжести. Применяют следующие поправки.

1. В первую очередь, при вычислении аномальных значений поля силы тяжести исключаются нормальные значения поля силы тяжести. Нормальное значение поля силы тяжести γ₀ - теоретически вычисляемая функция, наилучшим образом аппроксимирующая гравитационный эффект Земли.

В гравиметрии для расчета нормального значения поля принято использовать формулу Гельмерта:

γ₀=978016(1+0,005302sin²ϕ-0,000007sin²2ϕ)-14 мГал

где ϕ - широта точки наблюдения. Нормальное поле γ₀ выражается в мГал.

Значения нормального поля силы тяжести относятся к точкам не на земной поверхности, а на поверхности уровня относимости (часто близок к уровню моря). В связи с этим при помощи дополнительных поправок необходимо привести (редуцировать) к высоте точки гравиметрических наблюдений.

2. Для приведения нормального значения силы тяжести к точке наблюдения в предположении, что между этой точкой и уровнем моря нет притягивающих масс, вводится поправка за высоту точки наблюдения:

δg_выс=-(2γ₀/R)h=-0.3086h

где, h - высота точки наблюдения над уровнем относимости (в зависимости от положения может быть как положительной, так и отрицательной). Высота h выражается в метрах; поправка δg_выс - в мГал. Поправка за высоту учитывает вертикальный градиент поля силы тяжести вблизи поверхности Земли.

Введением поправок за нормальное поле и высоту рассчитываются аномалии поля силы тяжести в редукции свободный воздух:

Δg_св.в.=g_н-(γ₀-0.3086h)

3. Влияние масс, расположенных между уровнем относимости и точкой наблюдений, учитывается введением поправки за промежуточный слой:

δg_пр.сл.=2πGσh=0.0419σh

где высота h выражается в метрах; плотность σ - в г/см³; поправка δg_выс - в мГал.

Для приведения нормального значения силы тяжести к точке наблюдения в случае, если между этой точкой и уровнем моря имеются притягивающие массы, к поправке за высоту добавляется поправка за промежуточный слой. Сумма этих двух поправок называется поправкой Буге.

Введением поправок за нормальное поле, высоту и промежуточный слой рассчитываются аномалии поля силы тяжести в редукции Буге:

Δg_буге=g_н-(γ₀-0.3086h+0.0419σh)

Δg_буге-g_н+γ₀=(0.3086h-0.0419σh)

Аномалии силы тяжести, создаваемые объектами геофизического и антропогенного характера, могут быть обнаружены при помощи гравиметрической разведки. Таким образом, они являются демаскирующим признаком.

Для компенсации аномалии силы тяжести предлагается провести комплекс мероприятий.

Данный комплекс мероприятий состоит из следующих этапов.

1. Предварительная гравиметрическая съемка района размещения объекта, с целью определения параметров Δg_буге, g_н, γ₀, h. При проведении этого этапа, используется значение σ, принятое для данного района. Район проведения гравиметрической съемки должен по площади превышать район размещения скрываемого объекта не менее, чем в 2 раза, для того чтобы обеспечивать плавное вписывание в естественное поле силы тяжести, характерное для данной территории.

2. Исходя из значений Δg_буге в точках проведения измерений, строятся по плану местности изолинии, характеризующие величину аномалии силы тяжести, привязанную к координатам на местности. Далее на план выносятся контуры объекта.

3. По совмещению контуров объекта и величин аномалии силы тяжести, определяются участки объекта, создающие наиболее значимые величины аномалии силы тяжести.

4. Используя периферийные значения Δg_буге по району проведения съемки для интерполяции, определяются маскирующие значения аномалии Буге Δg_буге м.

5. Вычисляется разница между Δg_буге м и Δg_буге.

^{6. По разнице из п. 5 оценивается дополнительная масса материала с бóльшей плотностью для компенсации аномалии.}

Дополнительная масса материала размещается над объектом пропорционально изолиниям аномалии, т.е. пропорционально объему отдельных элементов объекта.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности «новизна»

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку в общедоступных источниках нет сведений о способах маскировки от гравитационных аномалий.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности «изобретательский уровень»

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что для маскировки подземного объекта должны выполняться технологические операции по предлагаемому способу.

Обоснование соответствия критерию охраноспособности «промышленная применимость»

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы.

Результаты экспериментальной проверки реализации способа

Реализация предлагаемого способа маскировки сомнений не вызывает, поскольку очевидна и не требует применения венчурных решений.

Обоснование технико-экономической эффективности изобретения

Предлагаемый способ целесообразно использовать для маскировки гравитационных аномалий, вызванных наличием в грунте естественных полостей или размещением подземных объектов.

Источники информации

1. Способ геофизической разведки. Патент РФ № 2659753 от 30.05.2017 г. БИПМ № 19 от 03.07.2018.

2. Способ поиска объектов искусственного происхождения в земле и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2523734 от 20.07.2014.

3. Способ обнаружения поверхностных аномалий при сейсмической разведке. Патент РФ № 2215308 от 17.09.2002. БИПМ № 30 от 27.10.2003.

4. Устройство и способ сейсмического исследования подземной структуры. Патент РФ № 2497152 от 06.06.2008. БИПМ № 20 от 20.07.2011.

5. Бекетов А.А., Белоконь А.П. Маскировка действий подразделений сухопутных войск. М.: 1976.

6. Инструкция по гравиметрической разведке. М.: Недра, 1980.

7. Кузьмин В.И. Гравиметрия. Учебное пособие. - Новосибирск, СГГА, 2001. - 193 с.

8. Гравиметрия // Физическая энциклопедия. - Т. 2.

9. Сукач М.К. Гравитационное зондирование грунтов. - Киев. Наукова думка, 1998.

10. Блох Ю.И. Обнаружение и разделение гравитационных и магнитных аномалий. Учебное пособие. - М.: МГГА, 1995. 80 с.

11. Королев А.Ю., Королева А.А., Яковлев А.Д. Маскировка вооружения, техники и объектов. Учебное пособие. Университет ИТМО, СПб. 2015. - 155 с.

12. СНиП 2.01.53-84. «Порядок проектирования мероприятий по комплексной маскировке территорий и объектов», 2014, пп. 4-6.

13. ЛОБАНОВ A.M., «ГРАВИАРАЗВЕДКА. Краткий курс. Учебное пособие для студентов геологических специальностей», Москва, 2017, с. 31-33.

14. Патент РФ № 2431160 от 10.10.2011, Горный институт Уральского отделения РАН.

15. CN 111679336 A (AERO GEOPHYSICAL SURVEY AND REMOTE SENSING CENTER FOR NATURAL RESOURCES OF CHINA) 18.09.2020 (Патент КНР 111679336 А (Центр аэрогеофизических исследований и дистанционного зондирования природных ресурсов Китая), 18.09.2020), реферат.

16. CN 108008459 A (CHINESE ACAD SCI GELOGY&GEOPHYSICS) 05.08.2018 (Патент КНР 108008459А (Китайский академический институт геологии и геофизики) 08.05.2018), реферат.

Изобретение относится к области измерений параметров гравитационных полей и может быть применено для маскировки подземных объектов различного назначения. Предлагаемый способ основан на компенсации массы изъятого грунта другим материалом с большей плотностью. Способ маскировки подземных объектов заключается в проведении в районе расположения объекта предварительно гравиметрической съемки, построении плана местности с изолиниями, характеризующими величину аномалии силы тяжести, вынесении на план контура скрываемого объекта, определении по совмещению контуров объекта и величин аномалии силы тяжести участков объекта, создающих наиболее значимые величины аномалии силы тяжести, определении маскирующих значений аномалии Буге и размещении в расчетных местах компенсирующего по массе объема материала с требуемой плотностью. При этом материал с требуемой плотностью размещают пропорционально объему отдельных элементов объекта. Предлагаемый способ целесообразно использовать для маскировки гравитационных аномалий, вызванных наличием в грунте естественных полостей или размещением подземных объектов. Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности маскировки гравитационного поля, обеспечение скрытности места расположения подземного объекта. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ маскировки подземных объектов, заключающийся в сокрытии места их расположения с помощью маскировочной сетки или иных средств, отличающийся тем, что в районе расположения объекта предварительно проводят гравиметрическую съемку, определяют значение поля силы тяжести в точке наблюдения (g_н), нормальное значение поля силы тяжести (γ₀), высоту наблюдения (h), аномалии поля силы тяжести в редукции Буге - (Δg_буге), строят план местности с изолиниями, характеризующими величину аномалии силы тяжести, на план выносят контуры скрываемого объекта, по совмещению контуров объекта и величин аномалии силы тяжести определяют участки объекта, создающие наиболее значимые величины аномалии силы тяжести, определяют маскирующие значения аномалии Буге и в расчетных местах размещают компенсирующий по массе объем материала с требуемой плотностью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что материал с требуемой плотностью размещают пропорционально объему отдельных элементов объекта.