Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Автоматизированная система обработки и интерпретации результатов гравиметрических измерений

..pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.56 Mб
Скачать

нъш элемент

из другого множества элементов

{Ltj}, имеющего

вид

{ ^ ( П Р П К і ,

ПРПК2 ), £ 2 , 8 ( П Р П К 2 ,

ПРПКд), . . .

 

 

. . . .

І Ѵ ь . С П Р П К ^ , ПРПК,,)},

(1.2)

 

->-

 

 

 

где функция L u 2 — приращение измеренной функции между двумя

пунктами Рі

(ПРПК0 и Рг (ПРПКа ).

 

 

Обозначим закон, переводящий одно множество функций в дру­

гое, через

оператор

Bt.

Тогда В

=

L , и оператор Bt

определен

на множестве

{N}

с областью

значений, расположенных во мно­

жестве

{L}.

 

обработки по {Ltj,

 

 

 

Во

втором

этапе

ПРПК,-,

ПРПК/,

. . .} вы­

числяются

абсолютные

значения

силы

тяжести

{gn, ПРПК, . . .} и

одновременно производится перераспределение (уравнивание) случайных погрешностей функции L u , т. е. для получения множества

абсолютных значений силы тяжести gn нужно на множество {L} подействовать оператором В2, т. е. B2L = g„. На этих первых двух этапах осуществляется отбраковка измерении, полученных с боль­ шими (грубыми) погрешностями. В итоге получается совокупность абсолютных значений силы тяжести gH (х, у, z). По принятой тер­

минологии gH

называют

наблюденными

значениями.

 

в том,

что

Физический

смысл

следующего

этапа заключается

по абсолютным

значениям gn

(х,

у, s),

заданным

на

физической

поверхности

Земли т (х, г/, z),

ищется

аномальное

значение

Ag\T

на некоторой поверхности относпмости. Для этого используется широко применяемая в гравиразведке редукция Буге, и при обра­ ботке высокоточных съемок используется решение внешней задачи

Дирихле (задача редуцирования). Следовательно, на множество

{gH }

действует оператор

A ig,, —Aga\x

п

в зависимости

от точности

функ­

ции g„ применяется оператор А2

(1.6).

 

 

 

 

 

 

На следующем этапе по значениям функций Aga (х, у, z)/z

0 нахо­

дятся действием оператора А 3 значения той же функции Aga

(s, s, 0) |2

в узлах квадратной сети с шагом s,

а затем при помощи оператора

А4

функция

Aga

(s,

s)

представляется

в виде изолинпй равных

значе­

ний

U (?г, Сп)

и

их координат, где

п =

0,

1, . . .,

п и С — сечение

изолиний.

Затем

 

по

функциям Aga

(s,

s, 0) | 2 = о

(операторы

Аъ,

Ай,

A'-,, A g) ищутся

функции

Aga

(s, s,

z)|2S-o на

плоскостях

верх­

него полупространства (z < 0 )

и нижнего

полупространства

(z

 

0)

(т. е. решаются внешняя и внутренняя задачи Дирихле), а также

определяются

высшие производные функции Aga(0).

Наконец,

на

последнем

этапе по заданному распределению плотности

о [х,

у,

z)

и

известной

поверхности тела

/ (х, у, z)

определяются

функ­

ции

Ѵг

(х, у,

z) \х

на некоторой произвольной

заданной

поверх­

ности

т

(в частном

случае т представляет плоскость).

 

 

 

Следовательно, можно записать каждый этап обработки, неза­

висимо

от используемых численных

методов,

в

виде оператора:

 

 

 

 

 

B^N^L,

 

 

 

 

(1.3)

10

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B2L

= ga,

 

 

 

 

 

 

(1.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

Aën=&g*\v

 

 

 

 

 

 

 

(1.5)

 

 

 

 

 

 

 

g» =

Az&ga\«.x,y,za),

 

 

 

 

 

(1.6)

где

ga — потенциальная

функция — абсолютное

значение

силы

тяжести,

называемое

наблюденным;

 

Aga |T

— аномальное

значение

силы тяжести; Aga|-t (Х,

у, z„) аномальное

значение силы

тяжести,

приведенное к плоскости z0 > max z,-.

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим

àga\T

=

U,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A3U

= U(s,

s),

 

 

 

 

 

(1.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

AJ7 = U(n,

 

Cn),

 

 

 

 

 

(1.8.)

 

 

 

 

 

 

 

4 № * )

 

=

 

 

 

 

ff'U=o,

 

 

(1.9)

 

 

 

 

 

 

 

A t / ( 5 , s )

=

£ / ( z ) | 2 < 0 ,

 

 

 

 

(1.10)

 

 

 

 

 

 

 

.4,£/(S ,5 ) =

£/'(z)|2 >o,

 

 

 

 

( I . H )

 

 

 

 

 

 

 

4 № * )

 

=

 

 

 

ВД|г>о.

 

 

(1.12)

 

 

 

 

 

Л/(s,

 

z)a

 

= Vz(x,

y, z ) | z s 0 ,

 

 

 

(1.13)

где

£7 (s, s) — значение

Aga

в

узлах

регулярной

сетки с

шагом s\

С/' — производные

потенциальной

функции

по

координатам

(х,

г/, z); £/(z) I z * о

значение функции

в верхнем z <

0 и нпжпем z > О

полупространствах

(операторами

4 ,

и 4 8

записывается некоррект­

ная

задача); / (х, у,

z) — функция, описывающая

поверхность

ано­

мального

тела и

 

а — заданное

распределение плотности

внутри

него. (Оператор Ад

задан на множестве вещественных

чисел).

 

 

Действуя на исходные функции операторами Ви

В2,

Аи

. . .,

Ад,

получаем

множества

искомых

 

функций.

 

 

 

 

 

 

 

 

Множества

7,} и

{Ьц}

образуют

некоторые

функциональные

пространства

ÜN

и П^.

 

Пространства

IIN

и

не являются

линей­

ными, так как для элементов А^- и Ьц

не выполняются все аксиомы.

В частности, для элементов Nl

 

и Ьц не выполняется третья аксиома,

которая

утверждает

[113],

что

в

линейном

пространстве

Е

для

элементов хіл

х2,

• • • существует

элемент

0

такой, что х

+

0

х

для

любого X Ç Е. В действительности для элементов

Nt

и Ьц вне-

сение элемента 0 меняет

значения N(

 

ц Ьц. Пространства

IIN

и n L

содержат такие множества элементов, для которых каждой точке

пространства соответствует несколько

элементов. Следовательно,

за меру близости двух элементов, определенных в пространствах IIN

и I J l , необходимо брать

статистические

оценки [83, 115]:

 

 

 

_

- ^ с р ) 2

(1.14)

 

 

 

•1

 

Y

 

 

 

u

 

 

 

r

 

 

 

 

2 (bfc-bcp)2

(1.15)

Р ( А , ьг)

= \ ѵ

*=і

:

 

п

Тогда будем считать, что элементы множеств {Лг} и {L} при-

надлежат N Ç IIN и L 6 Ль, еслп каждый

элемент Аг,

и

подчи­

няется распределению Стыодеита [83,

115]. Это

распределение

применено В. И. Романовским в задачах с малым числом повторных наблюдений.

Надо считать, что для операторов

В і п

В2,

действующих в про­

странствах IIN

и ITL,

не выполняется

коммутативность

умножения:

но

 

 

 

 

 

 

Bu(BLN)

= g„,

 

 

 

 

 

(1.16)

 

 

 

 

 

Б, (B2N) =h g„.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Множество

{go},

представляющее

результат

действия

опера­

торов

( 5 j 5 2 ) , принадлежит

линейному

функциональному

простран­

ству Е. Функции gH ,

Aga , U, U' не только

непрерывные, но п, как

известно,

гармонические

[25].

Введем

в

Е

для

множеств

{g„},

{àg},

{£/]z<o} п

{£'т'|г<о}

нормированную

квадратичную

метрику

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.17)

и для множеств

{1~\г>

0

} ,

{U'\z>o}

равномерную

метрику

 

 

 

 

 

 

 

р{АХіУ)

= тах\Ах_„\.

 

 

 

 

 

(1.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(r Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

пространство

Е,

на

котором

определены

функции gH,

àga,

U,

U', будет

метрическим

линейным

пространством.

 

Операторы А И

А2,

 

-, А3, описывающие

процесс обработки,

представляют следующие математические

задачи:

 

 

 

 

1.

Аппроксимация

заданных

таблично

функций

одной,

двух

и трех переменных тригонометрическими и алгебраическими поли­ номами. Например, вычисление поправок за-смещение нуль-пункта прибора, вычисление поправки за рельеф местности, продолжение функции в нижнее полупространство.

2. Вычисление одно-, двух- и трехкратных интегралов. Напри­ мер, некоторые методы трансформации, задача редуцирования.

3.Решение системы алгебраических уравнений. Например, урав­ нивание гравиметрических сетей, вычисление функций в узлах квадратной сети.

4.Решение интегральных уравнений I или I I рода, которое проводится каким-либо приближенным методом на основе более

простых задач, перечисленных в пп. 1—3.

Известно, что операторы, описывающие процесс обработки, линейные и непрерывные. Линейным называется оператор дистри­

бутивный

и

ограничерный [113]. Дистрибутивность

операторов

АІ, . . .,

А Д

очевидна. Ограниченность операторов AIT

А3,

АІГ

12

Ав,

Аа

следует из вида

преобразования. Оператор

А2

ограничен,

если

накладываются

специальные условия * [25]

на

поверхность

т (х,

у, z). Операторы Ав,

А-,, Аа

ограничены, если решения некор­

ректных

задач ищутся

методом

регуляризации [73, 99].

Исходя из принципов построения процессов обработки, необ­ ходимо обеспечить надежность и определенную точность вычислений

(пп. 3 и 5 первого аспекта). Пусть каждый оператор

(1.3) — (1,13)

действует на множество {х}, и будем считать, что функция

х полу­

чена с погрешностью

е, т. е. норма р (х, хЕ) равна

 

 

 

 

рСс, * . ) = ! * - * . В < е .

 

(1.19)

Исходя из (1.19), будем считать, что, действуя на

{х}

точным

оператором А,

получим

 

 

 

 

 

Ахе

= У п ,

 

(1.20)

и норма элементов У х [

равна

 

 

 

 

РІУ, yn)=lAx-AxJ

= ly-yJ<y\,

 

(1.21)

 

VÇ.E

 

 

 

 

где т] — некоторая постоянная величина.

 

 

Фактически,

при

численной

реализации задач,

указанных

впп. 1—4, используются приближенные операторы А. Действуя приближенным оператором А на е}, получим

~Ахг

 

 

 

 

 

 

= Ѵйѵ

 

 

(1-22)

при этом норма

операторов

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А ||=

sup

J

\Äx

^ ô

;

 

(1.23)

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

K l

 

І И

 

 

 

 

тогда

 

Р(У, у*) = \\Ах,-Ax\\^ô\\xt\\

 

+ \\A\\e.

 

(1.24)

 

 

 

 

Из (1.24)

вытекает, что точность

у6

определяется

значениями в

и о, следовательно, возникает вопрос о численном значении величин 8,

ô и т). Зная

их, можно будет отбраковывать по каждому

оператору

значения результативных функций, для которых р (у,

у6)

> ô будет

больше

заданной

величины

о.

Необходимостью численного опре­

деления

ô и

8 обусловливается

следующая

методика

исследования

точности вычислений по каждой задаче: 1) оценка численного зна­ чения точности оператора на аналитически заданных моделях; 2) оценка точности результативной функции на моделях с варьиру­ ющими, но известными погрешностями. Для этого будем исследовать точность вычислительных схем, реализующих любые приближенные операторы, на моделях следующих классов: 1 — аналитически задан­

ные модели изолированной аномалии; 2 — аналитически

заданные

сложные модели с

несколькими

гравитирующими источниками;

3 — сложные модели,

близкие к

реальным, и материалы

полевых

13

съемок. При этом модели (тесты) первого и второго классов строятся первоначально при точном задании исходных функций, а затем — с варьирующими погрешностями, вносимыми в точный тест. Такой анализ позволяет получить численные значения точности метода. Эти значения получаются при варьируемых параметрах счета. Параметры для каждой задачи, естественно, будут свои. Цель ана­ лиза состоит в том, чтобы получить зависимость точности метода как функции параметров счета и вида и точности исходной функции. Это позволяет выяснить эффективную область применения разраба­ тываемого метода, т. е. при некоторых задаиных параметрах исход­ ных функций выбрать такие параметры вычислительной схемы, при которых достигается максимальная точность метода с реальными для практического счета затратами машинного времени. Иногда оказывается рациональным за счет незначительного снижения точ­ ности получить принципиальный выигрыш во времени машинного счета.

Получаемые в результате такого анализа численные зависимости позволяют строить алгоритмы, в которых параметры счета автомати­ чески выбираются на основании полученных машиной общих зависимостей для каждого численного метода.

Введем теперь определение процесса обработки.

Исходя из изложенных принципов построения системы, опре­ делим, какие функции и в каком виде нужно получить в результате

процесса обработки.

 

 

 

Если это будет функция \ U (п, Сп)\х,

то она определяется в резуль­

тате действия на {gH } произведения

операторов

 

U(n, Ся ) =

І И " » ^ и

(1-25)

 

 

 

i

при условии, что средние превышения

высот z(- малы, т. е.

—- =^

const. Если же это условие не выполняется и, кроме того, погреш­ ность gH минимальна (высокоточные съемки), то необходимо исполь­ зовать редуцирование, и тогда

 

 

U(n,

С„) = І 4

І 3 А Л А £ Н .

(1.26)

Если,

допустим,

нужно

найти

U\z>0,

то из

(1.3) — (1.13) сле­

дует определить

и ( г ) \ г > 0

= А8А3А2АаАіён

 

(1.27)

 

 

 

и т. д., т. е. организовать

р а з л и ч н у ю

п о с л е д о в а т е л ь ­

н о с т ь

о п е р а т о р о в .

 

 

 

 

Некоторые связи

этой

последовательности

задаются жестко

(какие функции считать), некоторые находятся программным путем (например, участие оператора А 2 устанавливают исходя из заданной точности и характера исходных функций).

Следовательно, определив вид

и

содержание результативной

функции, введем понятие с и с т е м ы

о б р а б о т к и как п р о ­

и з в е д е н и я

о п е р а т о р о в ,

преобразующего некоторое мно­

жество исходных

функций во множество результативных функций.

14

Н е п о л н о й

с и с т е м о й

обработки

назовем такие

п р о ­

и з в е д е н и я

о п е р а т о р о в ,

которые

определяют множества

одной или

нескольких искомых функций [например, (1.25)].

Если

на выходе

системы нужно получить не одну,

а целый ряд функций,

то тогда под системой следует понимать и ряд соответствующих произведений операторов. Если этот ряд охватывает все возможные

результативные

функции:

{Ag-a |T }, {àga\x

(œ> v,

Zo)},

{U

(n, C„)},

{U'\z<a}, {U(z)\z<o},

{U'\z>0},

Щ*)|г>о}>

то

такую

систему

будем

называть

п о л н о й .

Введенное

таким

образом

опреде­

ление процесса обработки обеспечивает гибкость системы.

 

Из

изложенной математической постановки

задачи

обработки

вытекают следующие требования к алгоритмам, входящим в систему. 1. Алгоритмы должны анализировать вид исходной функции.

Это значит, что алгоритмы должны: 1) определить погрешности

исходной и результативной функции (см., например, гл.

I I , раз­

дел 2); 2) отбраковать значения исходных и результативных

функций,,

погрешность которых превосходит заданную (см., например, гл.Ѵ, раздел 2); 3) выбирать численный метод решения в зависимости от

формы исходной

функции и точности ее измерения (см., например,

гл. V I I I , раздел

I).

2. Алгоритмы должны осуществлять автоматический выбор пара­ метров счета и изменять эти параметры или вводить новые в зависи­ мости от заданных условий (допустим, точности) и результатов предыдущих вычислений (см., например, гл. ГѴ, раздел 3).

3. Алгоритмы должны быть оптимальными в смысле минимиза­ ции времени машинного счета и затрат ручного труда, а также они не должны накладывать ограничений на методику проведения съемки.

Процесс автоматизированной обработки гравиметрических наблю­ дений возможен при наличии специального математического обеспе­ чения системы (функциональной системы). Она состоит из специальных методов обработки, т. е. численных методов, алгоритмов п программ, реализующих процесс обработки данных гравиразведки. Общее мате­ матическое обеспечение систем составляют функциональные п опера­ ционные системы; последние, как правило, включаются в математи­

ческое

обеспечение

ЭВМ конкретного типа.

В

соответствии

с изложенной постановкой задачи обработки

и сформулированными принципами построения системы создана функциональная система (комплекс программ), позволяющая про­ водить обработку высоко- и среднеточных гравиметрических наблю­ дений на ЭВМ. Реализация каждой основной задачи (этапа обработки) проводится на основе определенного численного метода. При этом алгоритмы основных задач построены таким образом, что, не меняя численного метода, а лишь путем изменения алгоритма, удается одним численным методом реализовать целый ряд более узких гравиметрических задач. Эти задачи следующие: первоначальная обработка рейсов, уравнивание опорных сетей, передача абсолютных значений силы тяжести в рядовые пункты, сглаживание случайных погрешностей исходной функции, вычисление аномальных значений

15

силы тяжести в редукции Буге или Фая, вычисление поправки за рельеф местности (для функций Vz, Vzz) в средней и дальней зоне по неравномерной или равномерной сети пунктов (при постоянной плц переменной плотности), перевод прямоугольных координат пунктов в географические и обратная задача, вычисление нормаль­ ных значений силы тяжести, построение (печать на АЦПУ) листов каталога пунктов, редуцирование гравиметрических измерений со сложного рельефа на плоскость относимости, восстановление исход­

ной функции в узлах квадратной сети,

вычисление

различных

трансформированных

функций

Ѵг (z), Vzz,

У2 (0)

Ѵг

(z),

с

розами

простирания изолиний, Vxz, Vyz,.

вычисление векторов

и

осреднение

исходной функции,

устойчивое

восстановление

функций

Ѵг

и Ѵгг

в области нижнего полупространства, определение глубины верхних кромок пластообразных тел, вычисление значений Vz, Vzz на плоской пли произвольной заданной поверхности при постоянном пли пере­

менном заданном законе изменения

плотности (прямая задача).

 

Г Л А В А

I I

ПЕРВОНАЧАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА И УРАВНИВАНИЕ

 

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

В результате первоначальной обработки и уравнивания грави­

метрических

сетей получают абсолютные значения силы тяжести

gB (х, у, z).

Прп этой обработке освобождаются от систематических

и частично от случайных погрешностей, вызванных Методикой и аппа­ ратурой прп относительных измерениях приращений силы тяжести Ag. Рассмотрим постановку этих задач, методы и х решения и алго­ ритмы, которые позволяют проводить первоначальную обработку репсов, уравнивать опорные сети и передавать абсолютные значения силы тяжести в рядовые пункты.

і. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИАЛГОРИТМ ПЕРВОНАЧАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ

Известно [89, 92, 105], что измерение Ag всегда состоит из двух систем наблюдений: 1) наблюдения {N} с повышенной точностью Con в ограниченном числе пунктов (опорная часть); 2) наблюдения

с а "оп

в 0

в с е х пунктах (рядовая сеть). При

этом система

наблюдений

{N}

 

либо опережает систему (оптимальный случай),

либо

и {N}

проводятся одновременно, либо

проводятся

после

[67].

 

 

_

В

свою очередь

системы наблюдений состоят из

множества {R}

опорных рейсов и множества {R} рядовых рейсов. Рейсом называ­

ется последовательность наблюдений

{Nt}, проведенных одним и тем

же прибором в ограниченном числе

Р пунктов Plt Р2, . . . , Pt

16

в течение ограниченного отрезка времени

Ath = t\ 2$, объединен­

ных

(при ручной

обработке)

общим учетом смещения нуль-пункта

(ti

и і\

— время

наблюдения

в пунктах

Рг и Р(;

для наземных

съемок

20Л ^

At'1

ін). Для

каждого

R

опорного

Р{ = Рг,

для

каждого

R

рядового PxPk,

Pt = Pk

или Рг = Ph

Pt = Pk,

где

Pk — некоторый опорный пункт. Если число наблюдений і = Р

+ 1,

то наблюдения проведены по так называемой однократной методике,

если

і > Р

+ 1, тогда R называется

рейсом с повторением.

 

Каждое наблюдение N на каждом Р представляет собой тетраду

следующих

величин:

ПРПК — условные координаты

(или

номер)

пункта наблюдения, th — местное время наблюдения,

— внутрен­

няя

температура

гравиметра,

три отсчета

по

шкале

микрометра

и среднее арифметическое по ним N

(безмерная

величина). Отсчет

есть

функция N

=

/ (ПРПК,

th,

t°,

н п , kt°, с).

Естественно, что

функция N — вещественная,

задана

в дискретных точках,

всюду

ограничена

ІѴ <С°°

(при изменении

диапазона

функция N

терпит

• разрыв второго

рода).

 

 

 

 

 

 

 

Назовем

подмножество R

=

{Nj,

N2,

. . . , N{}

единичным

массивом исходных данных и подчеркнем, что і в каждом R — пере­

менное (число тетрад от рейса к рейсу меняется). Подмножества

{7?} = і ? ш ,

 

, . . . , Rh

il {R}=Ra\

 

Д " \

. . . , R(n)

(n >k)

опре­

делены на некоторой области D

(х, у), ограниченной в общем случае

и-сторонним многоугольником. Координаты углов D (х, у) известны.

Следовательно, множество {N{P

на D (х, у) включает подмножества

{R}

и {R},

при этом общее число наблюдений на D (х, у) всегда больше

общего числа

пунктов.

 

 

 

 

{N(i>}

 

 

 

 

 

 

Задачу

первоначальной

обработки

определим

так:

найти

 

 

 

 

 

->•

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

множество

функции

ЬГі

(ПРПК,-,

 

ПРПК; -) — приращений

силы

тяжести между Pt и

Ph

причем L {

] (ПРПК,,

ПРПКу -)=£/

(th,

t°,

*'нп>

^(°> с ) -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

Для

этого

на каждое

подмножество

R

=

{Nx,

N2,

• • • ,

Nt}

и R =

{Nx, JVa, . . . , N/}

подействуем

оператором

Вл:

 

 

и

 

 

 

 

 

 

ад

=

4 -

 

 

 

 

 

( H i )

 

 

 

 

 

 

ВД

=

2 / у .

 

 

 

 

 

 

(II.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

получения

 

нужно

внести

в

значения

функции

ряд

поправок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L I

J = cNt + 81 + ôi

+ ôa + 8i,

 

 

 

(ІІ.З)

где

с — цена

деления

шкалы

микрометра

в

мгл;

ô x

поправка

за

нелинейность шкалы

öx

— 8g (нш);

б 2

поправка

за

лунно-

солнечное притяженпе ô 2

=

8g ( r , q>, X); ô 3

— поправка за внутрен­

нюю температуру а 3 8g (t°);

ô 4 — поправка

да сползание

нуль-

пункта

ô 4

= 8g (th).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i t

 

« 0

 

 

 

 

 

 

ГЪЪТТІЖІІЯЧНХР

 

Г

 

1 3 * к а з 7 6

 

 

 

 

 

I Н А У Ч Н О - Т Е Х І : М Ч Е С : ( А й

 

1 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б И Б Л И О Т Е К А С С С Р

 

I

В зависимости от необходимой точности вычислений, от вариации {t°} u {th} и величины заданных констант l'f, 0 * , поправки

 

 

 

 

 

 

 

I

если

Nt=f

 

(нш),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і О, если Nt

Ф і (нш);

 

( I

L 4 )

 

 

 

02 =

ô2 ,

если

t'i— t\>t%

 

и

cr>cr3 ,

 

 

 

 

 

 

О,

если

эти условия

нарушаются;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ô s :

ô3 ,

если

| т а х 2 0 — т т і ° | > ^ 3 и

о"<а 3 ,

 

 

 

 

О, если

эти условия

 

нарушаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим методы

вычисления

ô x ,

ô 2 , ö 3 и ô 4 .

 

 

 

Величина поправки 8г

за нелинейность шкалы вычисляется линей­

ной интерполяцией по заданной таблице за нелинейность

отсчетного

устройства

[15, 92].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поправка

 

ô 2 за

лунно-солнечное

притяжение

вычисляется по

формуле [7, 67]

 

 

ô2

= ô g c 4 - ô g j

l ;

 

 

 

(II.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

здесь ôgc,

о^л соответственно поправки за влияние

солнечного

и лунного

протяжения в мгл.

 

 

 

 

 

 

 

 

Поправка за солнечное притяжение рассчитывается по формуле

[7,

114]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ögc= l , 2 - 3 g ^ s i n 3

p n ( ™ s 2 ^ - s i n p G c o s z c

 

(II.6)

и поправка

за лунное

притяжение

по формуле [7, 114]

 

 

 

^ л = 1 ' 2 - 3 ^ Ж - 8 І п 3 ^ л ( С 0 8 2 2 л - 8 І п Р л С 0 5 г л - | ) .

( I L 7 )

где тпс/Мз,

mл/Мз соответственно

константы, представляющие отно­

шение массы

 

Солнца и Лупы к массе

 

Земли; g — ускорение

силы

тяжести на поверхности невращающегося шара, вмещающего в себя

массу Землп и имеющего средний

радиус; Pc, Рл — соответственно

среднее значение экваториального параллакса Солнца и Луны,

т. е. угол, под которым со светила

виден земной радиус (Рд 3,67

г л ; здесь г л — видимый радиус

Луны); Zq, Zji — соответственно

зенитное расстояние Солнца и Луны, т. е. угловое расстояние по

вертикальному кругу от зенита до светила [71.

 

Величины coszc, cos гл вычисляются

по формулам [7]:

 

coszc = cos ф cos ôccos tc + sin ф sin ôc,

(II.8 )

cos гл = cos ф cos о л cos tji

sin ф sin од;

(II.9)

* Численные значения констант берутся пз паспортных данных прибора (например, а3 — заданная среднеквадратпческая погрешность) или опреде­

ляются предварительными просчетами.

18

здесь

cp — широта

точки

наблюдения;

ô c ,

б л

— соответственно

•склонение

Солнца и

Луны,

т. е. угловое

расстояние по часовому

кругу

от

небесного

экватора до светила;

tc,

і л

— соответственно

часовой угол Солнца и Луны, т. е. угловое расстояние по небесному

экватору от каждой точки экватора до часового круга,

проходящего

•через светило.

 

 

 

Величины tG, tji вычисляются

по'формулам [7]:

 

tG=th-(n

+ l) + X+(y]c-l2h),

(11.10)

<л = * * - ( п + 1)

+ Я + ( 5 л - а л ) ,

(11.11)

где п — номер часового пояса, в котором производится наблюдение; % — долгота пункта наблюдения; т|с — уравнение времени, т. е. разность часовых углов среднего экваториального солнца и истин­ ного солнца; S — звездное время в 0f t мирового времени; а л — прямое

восхождение Луны, т. е. угловое расстояние по небесному

экватору

от точки весеннего равноденствия

до часового круга,

проходящего

через

светило.

 

значения Nt,

Поправки б 2 , вычисленные по

(И.5), вводятся в

если выполняется условие (П.4).

 

Ne

 

Величина поправки ô 3 за температуру для каждого

вычисля­

ется

квадратичной интерполяцией

по таблице поправок

за темпе­

ратуру, если выполняется условие (П.4).

Поправка ô 4 за сползание нуль-пункта вводится всегда. Как показали авторы работ [15, 18, 76, 80], кривую сползания нульпункта можно аппроксимировать многочленом не выше третьей степени и использовать для этого метод наименьших квадратов.

Рассматриваемый алгоритм построен таким образом, чтобы по нему можно было обрабатывать как {R}, так и {R}, причем неза­ висимо от методики (однократной либо с повторением). Все пункты наблюдений, в которых проводились измерения в течение рейса, подразделяются на опорные, повторные и рядовые. В опорных пунк­ тах либо известно gH (при обработке рядовой сети), либо принимается g0 = 0 (в начальной опорной точке в каждом рейсе при обработке опорной сети). Программным путем (просматриваются соответству­ ющие признаки в массиве исходной информации) выбирается степень

п полинома Р" (th): если число опорных пунктов і и число повторных

пунктов к в рейсе і + к >

4, то п = 3; если і + к < 4 , то п — 2;

если і =

2, а к = 0, то п =

1 (рейс опирается на две опорные точки).

Величина

поправки ô 4 аналитически вычисляется по редукционной

кривой, коэффициенты которой определяются методом наименьших квадратов:

Р = Ъ\ё

- g W - 2 [A/ Ä - Â r t ] 2 = min,

 

 

 

g{ti)^Pn{t,>)

= a + bt + c^ + dt\

_

(11.12)

где g (ti) и g (t;)

— искомое

и измеренное значения в Pt

опорном

пункте; Д / А , Д / А

искомое

и измеренное приращения силы тяжести

на повторных пунктах.

2*

19

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ