Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень, зумовлених впливом неприливних змін прискорення сили ваги глобального, регіонального і локального характеру на абсолютні вимірювання. Одержано числові значення можливого впливу різних факторів неприливних змін. Указані поправки необхідно вводити у високоточні абсолютні вимірювання прискорення сили ваги мікрогальної точності.

Побудовано тривимірну регіональну густинну модель літосфери Європейського континенту та прилеглих структур Північної Атлантики масштабу 1 : 5 000 000, що базується на даних ГСЗ про структуру кори та інформації щодо неоднорідностей верхньої мантії, одержаної за допомогою інших геофізичних методів. Розроблено методику 3D гравітаційного моделювання з визначенням різницевих аномалій, мантійну природу яких підтверджено їх стійкою кореляцією з наоднорідностями верхньої мнтії за даними геотермії та сейсмології. Доведено, що температурний режим є основним чинником, який визначає розподіл густини нижче підошви кори. За кількісної інтерпретації мантійних аномалій розраховано інтегральні значення густини підкорового шару. Оцінено частини густини, які обумовлені змінами температурного режиму та варіаціями складу верхньої мантії. Пояснено закономірну зміну "речовинної" складової густини верхньої мантії. Встановлено, що дане явище обумовлене особливостями деплетування верхньої мантії під час формування земної кори континенту. На підставі залежності мантійних аномалій від товщини літосфери оцінено зміну даного параметра у межах усього континенту та прилеглої частини Атлантики. Показано, що густина може бути ще одним важливим параметром (спільно з температурою та швидкістю сейсмічних хвиль), що характеризує будову і склад верхньої мантії. Здійснено апробацію розробленої методики гравітаційного моделювання під час 3D моделювання масштабу 1:1 000 000 двох регіонів, розташованих у межах України - району профілю EUROBRIDGE-97 на площі вздовж південної границі Східно-Європейської платформи.

Досліджено нову схему вимірювальної системи балістичного лазерного гравіметра (БЛГ). Наведено уточнену модель нового БЛГ. Проведено аналіз основних похибок БЛГ. Розроблено алгоритм, проведено дослідження на ЕОМ поведінки БЛГ для найбільш несприятливих резонансних режимів і різних співвідношень значень збурювальних факторів і власних параметрів балістичного гравіметра. Розроблено автоматизовану систему відеозображень нового БЛГ. Проаналізовано характеристики цифрових засобів формування відеозображень. Розроблено схему вимірювального каналу на базі цифрової відеокамери. Новий балістичний гравіметр забезпечує суттєве підвищення точності результатів і швидкодії вимірювання абсолютного прискорення сили тяжіння у 5 рази.

Проанализированы спутниковые данные гравиметрии, полученные в ходе эксперимента Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) с целью получения независимых от гидрологических данных оценок водного баланса внутренних морей или бассейнов крупных рек. Показана возможность использования данных GRACE для бассейнов крупных рек, что позволяет оценить изменчивость влагозапаса бассейна водосбора реки и таким образом улучшить традиционный гидрологический расчет. Результаты работы можно использовать в задачах гидрологии суши для улучшения моделей стока рек и понимания механизмов гидрологического цикла водосбора.

Исследовано влияние параметров возмущений и собственных параметров на работу гироскопического гравиметра в случае наиболее опасных резонансных режимов.

Цель работы - повышение поисково-разведочных возможностей гравиметрии и магнитометрии за счет преобразования поля путем дробного дифференцирования. Для геологических поисков рудных залежей и углеводородов использованы решения обратных задач по полю магнитных и гравиметрических съемок. Однако, сами решения являются неустойчивыми и неоднозначными. Для геологической интерпретации решений обратных задач использованы производные высших целых порядков гравитационного и магнитного потенциала. Однако, поисковые возможности поля и его первой производной по глубине сильно различаются и резко падают с глубиной, а по второй и третьей производной поля вообще не удается выделить объекты на глубинах более 1000 м. Поисковые возможности можно увеличить, если взять несколько дробных производных поля между нулевым и первым порядками. Более того, производные целых порядков являются линейно зависимыми между собой функциями, и каждая новая производная почти не добавляет геологической информации. А соседние производные дробного порядка, наоборот, являются линейно независимыми и обеспечивают однозначность решения обратных задач, увеличивая их поисковые возможности. Дробный анализ в других областях науки и техники уже известен и применяется более 200 лет. Практически дробные производные поля вычисляются авторами по площадному полю с использованием формул Грюнвальда - Летникова. Для количественной интерпретации поля нет соответствующих решений прямых задач гравиметрии и магнитометрии из-за отсутствия общей формулы потенциала производной n-ого порядка.

Выведена эта формула и с ее помощью решены несколько прямых задач для дробных производных поля с целью их применения на практике.

Предложен алгоритм решения прямой и обратной задач гравиметрии с учетом влияния геоплотностной неоднородности моделей, основанный на томографических принципах восстановления искомой характеристики среды в задачах просвечивания. Алгоритм реализован в виде системы обработки данных гравиметрии. Приведено краткое описание результатов моделирования и обработки реальных данных.

Зазначено, що для існуючих одновимірних розподілів мас для еліпсоїдальної планети не розроблені методи обчислення її гравітаційного потенціалу та гравітаційної енергії, тому є актуальним одержання формул для одночасного знаходження густини розподілу мас, потенціалу та енергії для еліпсоїдального тіла.

Введение элементов геоинформационных технологий в процесс интерпретации аномалий поля силы тяжести привело к возможности построения трехмерных плотностных моделей земной коры любой детальности. Данные модели отвечают критериям Адамара. Полученные результаты позволили выявить новые и подтвердить ранее известные закономерности.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д212 с42

Рубрики:

Гравіметрія

Шифр НБУВ: Ж16489 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отмечено, что при отсутствии априорных данных о геологическом строении участка исследований структурная нелинейная обратная задача (ОЗ) является некорректной, а ее решение неоднозначное, физически несодержательное или трудно интерпретируемое. Поэтому представляется возможным использовать фиксированную в пространстве многослойную модель линейной ОЗ с горизонтальными пластами, разбитыми на довольно большое количество блоков в виде параллелепипедов (от 400 до 2500) и решать линейную ОЗ относительно аномальной плотности (АП) или интенсивности намагничивания (ИН) каждого блока. Положительный опыт решения линейных ОЗ для моделей из 3 - 4 слоев по 400 - 1200 блоков в каждом слое уже имеется, благодаря высокой устойчивости решений, получаемых итерационными фильтрационными методами. Приписывая центру каждого блока значение АП или ИН, полученное решением ОЗ, и проводя между ними в пространстве изолинии, получаем геологически содержательные, представительные и легко интерпретируемые карты и разрезы АП или ИН с участками довольно гладких изолиний или с зонами интенсивных аномалий со сложной конфигурацией изолиний. Приведены различные методы оптимизации решения ОЗ и методологические приемы, чередование которых при решении структурной линейной ОЗ гравиметрии или магнитометрии позволило бы использовать модель из восьми горизонтальных пластов по 400 блоков в каждом, чего уже достаточно для построения простейших, но довольно детальных вертикальных разрезов АП и ИН.

Розв'язано обернену задачу гравіметрії, коли геологічну модель зображено сукупністю тіл класу Сретенського. Це означає, що кожне тіло визначено положенням покрівлі та підошви тіла. Раніше описано одну таку апромаксимаційну побудову. Викладено інший підхід. Задача полягає у визначенні параметрів певної апромаксимаційної побудови.

Розглянуто питання дослідження параметричного простору в межах максимального використання апріорної інформації в обернених задачах гравіметрії. Наведено огляд методів прямого пошуку. Запропоновано алгоритм околів як один зі способів пошуку множини еквівалентних розв'язків, в основу якого покладено апроксимацію параметричного простору функцією нев'язки. Алгоритм околів може бути використаний як самостійний метод розв'язування для ряду задач або ж як допоміжний обчислювальний інструмент під час аналізу математичних моделей геологічного середовища. Показано роботу алгоритму на простих дво- і трипараметричних моделях.

Надано найбільш повний і точний опис монтажного методу розв'язку оберненої задачі гравіметрії у тривимірній постановці з використанням різних типів апріорної інформації. Розглянуто порівняльну характеристику монтажного методу як проблемно-орієнтованого методу мінімізації функціонала нев'язки. Наведено результати випробування методу на модельних і практичних прикладах.

Лінійні задачі гравіметрії і магнітометрії до недавнього часу розглядували або як задачі знаходження розв'язків лінійних інтегральних рівнянь, або як задачі знаходження значень інтегральних операторів. Проте в цьому випадку виникають нескінченновимірні конструкції, не реалізовні на практиці. Адекватні реальній геофізичній практиці постановки з'являються в межах методу лінійних інтегральних зображень, загальну методологію та конструктивні основи якого розробив В. М. Страхов. У цьому методі скінченність і наближеність одержаної інформації про досліджувані потенціальні поля (гравітаційне, магнітне, термічне тощо) та рельєф місцевості враховують первісно. Аналітичні апроксимації рельєфу дають змогу створювати цифрові моделі і розраховувати за ними топопоправки.

Викладено авторське розуміння причин, які стримують становлення третьої парадигми в теорії та практиці інтерпретації потенціальних полів. Стверджується, що зняття грифу секретності з гравіметричних матеріалів і вільний доступ учених до існуючих баз даних - необхідні умови для подальшого розвитку гравіметрії та магнітометрії в Україні.

Ошибка трансформаций модуля градиента силы тяжести как гармонических функций обусловливается кривизной эквипотенциальных поверхностей поля амплитуды аномалий, меры области трансформации и достигает, в зависимости от вида трансформации, недопустимых величин. Интерпретация гравианомалий как гармонических функций неэффективна для региональных структур.

Отмечено, что эксцесс и асимметрию распределения поля можно использовать в качестве критериев условной и безусловной оптимизации при решении обратных задач гравиметрии и магнитометрии итерационными методами. Использование их более эффективно для решения обратных задач при последовательном применении десятков или сотен итераций каждого метода в комбинациях как между собой, так и с другими методами. Продолжена разработка экстремально избирательных методов устойчивого решения обратных задач с оптимизацией по минимуму невязок поля или поправок к плотности при более сильных условиях о максимальных скачках плотности на границах слоев в блоках интерпретационной модели.

Досліджено новий п'єзоелектричний гравіметр автоматизованої авіаційної гравіметричної системи (АГС). Розроблено його конструктивну схему, складено математичну модель. Розглянуто основні джерела похибок і запропоновано шляхи їх зменшення. Одержано патент України на винахід. Вирішено проблему фільтрації вихідного сигналу п'єзоелектричного гравіметра від найбільшої із завад - вертикального прискорення літака, шляхом встановлення частоти його власних коливань. Проведено цифрове моделювання на ЕОМ найбільш небезпечних резонансних режимів нового п'єзоелектричного гравіметра. Обгрунтовано доцільність використання нейромережевого підходу у задачах розробки алгоритмів функціонування та комплексування автоматизованої АГС із новим п'єзоелектричним гравіметром із метою зменшення інструментальних похибок гравіметра та інших навігаційних елементів. Створено експериментальну установку, на якій досліджено новий п'єзоелектричний гравіметр. Новий п'єзоелектричний гравіметр суттєво підвищує точність вимірювання прискорення сили тяжіння (1 мГал) у порівнянні з відомими неавтоматизованими гравіметрами (2 - 10 мГал) та швидкодію у 10 разів.

Сформульовано обернену контактну задачу гравіметрії для контактної поверхні в класі Сретенського. Доведено розривність вертикальної похідної сили тяжіння, яка фігурує в її правій частині. Цю особливість використано для редукції задачі до альтернативної постановки у вигляді інтегрального рівняння 1-го роду. Шляхом різницевого аналізу меж відповідних інтегралів виведено ефективний спосіб послідовного обчислення контактів. Задача узагальнюється на n меж і зберігає коректність у межах класу Сретенського.