способ аэрогеофизической съемки

Формула изобретения

СПОСОБ АЭРОГЕОФИЗИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ, включающий измерение параметров физических полей Земли и определение координат воздушного судна с помощью среднеорбитальных спутниковых радионавигационных систем, отличающийся тем, что по параметрам движения всех рабочих спутников по крайней мере одной спутниковой навигационной системы рассчитывают для участка съемочных работ зависимость во времени текущих значений геометрического фактора на предполагаемую дату съемки, определяют интервалы времени непревышения геометрическим фактором максимально допустимого для данной съемки значения, а измерение параметров физических полей и координат воздушного судна проводят в течение выделенных интервалов времени.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое техническое решение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении аэрогеофизических съемок различного назначения.

Известны способы аэрогеофизических съемок, например [1] [3]

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ аэрогеофизической съемки [2] при котором с помощью соответствующей аэрогеофизической аппаратуры, установленной на борту съемного воздушного судна, измеряют параметры геофизических полей, а геодезическую привязку измерений осуществляют с помощью спутниковой радионавигационной системы, причем для обеспечения высокого качества аэрогеофизической съемки за счет непрерывного высокоточного определения координат воздушного судна дополнительно находят минимальный угол возвышения навигационных спутников над горизонтом, по величине которого определяют интервалы времени непрерывной видимости заданного числа спутников на предполагаемую дату съемки, а измерения параметров геофизических полей осуществляют в течение упомянутых интервалов времени.

Описанный способ аэрогеофизической съемки имеет существенный недостаток: снижение качества съемочной информации в некоторые интервалы времени, в течение которых возрастает роль геометрического фактора, характеризующего взаимное расположение навигационных спутников рабочего созвездия (см. "Бортовые устройства спутниковой радионавигации"). Под ред. В. С. Шебшаевича. М. "Транспорт", 1988, с. 171). Это приводит к увеличению погрешности спутниковых навигационных определений и, следовательно, к возрастанию погрешности геодезической привязки геофизических измерений.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение качества аэрогеофизической съемки путем увеличения точности непрерывного определения координат съемочного воздушного судна.

Поставленная задача решается за счет того, что измерение параметров геофизических полей осуществляют только в течение тех непрерывных интервалов времени, когда геометрический фактор при спутниковых навигационных определениях не превышает задаваемой максимальной величины.

Для этого в ходе предполетной подготовки съемки по параметрам движения всех навигационных спутников в гравитационном поле Земли, координатам съемочного участка и предполагаемой дате проведения съемочных работ на основе известных в космической навигации соотношений (например, Бабич О. А. Обработка информации в навигационных комплексах. М. Машиностроение, 1991, с.199-226) рассчитывают зависимость г (t) геометрического фактора от времени на дату проведения аэрогеофизической съемки. Исходя из требуемой точности определения координат съемочного воздушного судна при аэрогеофизической съемке _г, задаваемой соответствующими инструкциями, например "Инструкцией по топографическому обеспечению геологоразведочных работ". М. Мингео СССР, 1984, и точности измерения дальностей до навигационных спутников _D, обеспечиваемой используемой при съемках спутниковой навигационной аппаратурой, определяют максимально допустимое значение геометрического фактора Г_m при съемочных работах:

Г_m= (см. Бабич О. А. Обработка информации в навигационных комплексах. М. Машиностроение, 1991. с. 224). Сопоставляя зависимость Г (t) c величиной Г_m, находят интервалы времени не превышения геометрическим фактором максимально допустимого значения. Аэрогеофизическую съемку проводят в течение найденных таким образом интервалов времени. Для увеличения длительности упомянутых интервалов можно использовать аппаратуру потребителей, принимающую сигналы спутников двух и более систем навигации, что позволяет уменьшить интегральное значение геометрического фактора при навигационных определениях.

Выбор времени съемки с учетом конкретного взаимного расположения навигационных спутников, определяющего геометрический фактор, и введение ограничения на допустимую величину геометрического фактора, исходя из требуемой точности навигационных определений, позволяют существенно повысить точность геодезической привязки геофизических измерений и, следовательно, качество аэрогеофизической съемки.

На чертеже изображена структурная схема одного из вариантов построения устройства, реализующего предлагаемый способ. В его состав входят:

подсистема 1 космических аппаратов (спутники радионавигационной системы);

подсистема 2 контроля и управления спутниковой системы навигации;

бортовая аппаратура 3 съемочного воздушного судна, содержащая спутниковый навигационный приемоиндикатор 4; решающее устройство 5 и аэрогеофизическую измерительную аппаратуру 6.

С помощью подсистемы 2 контроля и управления измеряют параметры движения всех спутников системы навигации в гравитационном поле Земли (цепь "а") и передают их на борт спутников (цепь "b").

В спутниковый приемоиндикатор 4 по цепи "b" вводят информацию о предлагаемой дате съемки, координатах съемочного участка и текущем времени, а в решающее устройство 5 по цепи "f" максимально допустимое значение геометрического фактора при навигационных определениях. По цепи "с" на приемоиндикатор 4 в формате радионавигационного сигнала поступает информация о параметрах движения спутников, по крайней мере, одной системы космической навигации. Приемоиндикатор 4 в сервисном режиме рассчитывает зависимость геометрического фактора от времени на предлагаемую дату съемки для координат съемочного участка и по цепи "е" передает ее на решающее устройство 5. Решающее устройство 5 путем сопоставления текущих значений геометрического фактора с максимально допустимым определяет интервалы времени, в течение которых геометрический фактор не превосходит заданной величины, и по цепи "h" передает информацию об этих интервалах оператору аэрогеофизической аппаратуры 6. Аэрогеофизическая съемка выполняется только в течение упомянутых интервалов времени.

В ходе съемки на аэрогеофизическую аппаратуру 6 по цепи "k" поступает информация об исследуемых геофизических полях, а по цепи "g" геодезическая информация. Аэрогеофизическая аппаратура 6 измеряет параметры физических полей, относит их к координатам и по цепи "i" передает потребителю.

Таким образом, для выполнения аэрогеофизической съемки в соответствии с предлагаемым способом выполняют следующие действия.

Определяют параметры движения всех спутников системы космической навигации в гравитационном поле Земли.

Для заданного участка съемочных работ рассчитывают зависимость геометрического фактора при навигационных определениях от времени на предполагаемую дату проведения съемки.

Исходя из требуемой точности геодезической привязки геофизических измерений, определяют максимально допустимое значение геометрического фактора при навигационных определениях.

Путем сопоставления текущих значений геометрического фактора с максимально допустимым определяют интервалы не превышения геометрическим фактором максимально допустимой величины.

Аэрогеофизическую съемку выполняют в течение упомянутых интервалов времени.

Возможность осуществления предлагаемого способа определяется современным состоянием техники аэрогеофизических и навигационных измерений. Для конкретной практической реализации предложенного способа на борту съемочного воздушного судна (например, самолета Ан-2 или вертолета Ми-8) устанавливают аэрогеофизическую измерительную аппаратуру 6, например комплексную аэрогеофизическую станцию СКАТ-77 [3] и спутниковый навигационный приемоиндикатор 4, например отечественный А-724М-01 (см. "Изделие А-724М-01. ОЦ1.400-259-01. Руководство по технической эксплуатации". Л. НПО "Русь", 1989) или импортный (см. Глаголев В.А. Перспективы использования среднеорбитальных спутниковых радионавигационных систем для навигационно-геодезического обеспечения аэрогеофизических работ. "Геофизическая аппаратура". Л. Недра, 1991. вып. 94, с. 74).

Определение параметров движения всех спутников космической системы навигации осуществляется на командно-измерительных комплексах подсистемы 2 контроля и управления государственными организациями держателями системы (см. "Бортовые устройства спутниковой радионавигации") Под ред. В. С. Шебшаевича. М. Транспорт, 1988, с. 8-26). Эти параметры передаются потребителям системы по радионавигационному каналу через подсистему 1 космических аппаратов.

Расчет зависимости геометрического фактора во времени для заданного участка съемочных работ на предполагаемую дату съемки может быть выполнен на ЭВМ, например IВМ РС/АТ-286, или спутниковым приемоиндикатором в сервисном режиме (для тех приемоиндикаторов, где предусмотрена возможность решения этой задачи).

Сопоставление текущих значений геометрического фактора на предполагаемую дату аэрогеофизической съемки с предельно допустимым и определение интервалов времени не превышения геометрическим фактором допустимой величины выполняются оператором вручную или с использованием любых доступных средств вычислительной техники (решающего устройства 5), например ПЭВМ IВМ РС/АТ-286.

Проведение аэрогеофизической съемки в течение найденных интервалов времени осуществляется в соответствии с действующими инструкциями и рекомендациями.