Исследование баллистического метода определения ускорения свободного падения и разработка лазерного гравиметра с симметричным измерением

• Автор: Шурубкин, Валерий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 267 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ АБСОЛЮТНОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ГРАВИМЕТРИИ

1.1. Анализ современного этапа и тенденции развития баллистической гравиметрии

1.2. Методические основы баллистических измерений ускорений свободного падения

1.3. Возмущающие ускорения и погрешность баллистического гравиметра

1.4. Выводы и основные направления исследований.

Глава 2. АНАЛИЗ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ.

2.1. Асимптотические оценки погрешностей несимметричного способа измерений.

2.2. Асимптотические оценки погрешностей симметричного способа измерений.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ГРАВИМЕТРОВ. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ
3.1. Общий подход к анализу баллистического гравиметра
в частотной области.
3.2. Частотные характеристики несимметричных гравимефов
3.3. Частотные характеристики симметричных гравимефов
3.4. Методика расчета динамических погрешностей баллистического гравиметра в условиях возмущающих ускорений.
Глава 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВ
ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАКАЛА БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ЛАЗЕРНОГО ГРАВИМЕТРА С СИММЕТРИЧНЫМ СПОСОБОМ ИЗМЕРЕНИЙ.
4.1. Устройство статистической воспроизводимости
длины волны еАе лазера.
4.2. Аппаратурная погрешность процесса преобразования движения пробной массы гравиметра в интерференционный сигнал
4.3. Исследование вариантов аппаратурной реализации рабочих формул баллистического гравиметра с симметричным способом измерений
Глава 5. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ
ГРАВИМЕТ РОВ ОТ ВОЗМУЩАЮЩИХ УСКОРЕНИЙ
5.1. Теория виброзащитного устройства с амортизационной подвеской.
5.2. Соленоидная магнитная подвеска в виброзащитном устройстве гравиметра.
5.3. Виброзащитное устройство с внешней системой регулирования. Результаты испытаний совместно с баллистическим гравиметром
5.4. Компенсационный метод фильтрации возмущающих ускорений.
5.5. Инвариантная система гравиметра с двухканальным интерферометром.
Глава 6. БАЛЛИСТ ИЧЕСКИЙ ГРАВИМЕТР С СИММЕТРИЧНЫМ
СПОСОБОМ ИЗМЕРЕНИЙ. РЕЗУЛЬТАТЫ АБСОЛЮТНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ УСКОРЕНИЯ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ
6.1. Функциональные модули гравиметра
6.2. Измерения ускорения свободного падения на опорных пунктах Европейской гравиметрической сети
6.3. Результаты испытаний баллистического гравиметра на геодезическом полигоне.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Сведения о зарубежных гравиметрах, создаваемых в интересах военных министерств, в периодической научной литературе отсутствуют. Во времена СССР, в начале семидесятых годов, центром по разработке баллистических лазерных фавимстров в интересах различных ведомств становится Харьковский государственный научноисследовательский институт метрологии ХГИИМ. Используя зарубежный и собственный опыт, путем анализа метрологических, технических и эксплуатационных требований, предъявляемых к аппаратуре, в качестве базовой модели принят гравиметр с симметричным способом измерений. В результате более чем двадцатилетней работы создана серия моделей баллистических лазерных гравиметров, которые выпускались небольшими партиями. В году непосредственно для Украины, в целях обеспечения единства измерений в области гравиметрии на базе баллистического лазерного гравиметра с симметричным измерением создан и утвержден приказом госстандарта Украины Государственный специальный эталон ускорения свободною падения , ,. Актуальность решения задачи по унификации гравиметрической сети России с международной опорной сетью является одним из условий интеграции в Европейский Союз, так как это позволяет обеспечить единство некоторых видов измерений в странах Евроазиатского континента, создать единую систему высот, уточнить формулу геоида и т. Так, например, в рамках Центральной Европейской Инициативы СЕ1 с года выполняются работ ы по проекту Унификация гравиметрических сетей в Центральной и Восточной Европе иЫЮКАСЕ 6. Основная тенденция в развитии абсолютной баллистической гравиметрии должна быть направлена на создание универсального прибора с высокой степенью транспортабельности, на повышение метрологических характеристик при любых погодных условиях эксплуатации, на сокращение времени подготовки гравиметра к работе и времени самих измерений. Расхождение в результатах абсолютных измерений УСП. Например, несмотря на тщательные исследования каждого гравиметра, при всех международных сличениях на пункте Севр АЗ сети ГС8М, наблюдаются расхождения результатов измерений. В году величина расхождений составила мкГал, в году мкГал, а в году мкГал , что существенно превосходит почетности, приписываемые каждому прибору в отдельности. Гал, причем показания симметричных гравиметров различной конструкции, разработанных иод руководством проф. ЛЬА на мкГал 2. Определена зависимость показаний равимсгров ЛЬА и Рб5 до мкГал от амплитуды сигнала интерференции 1. Вариация длины рабочего интервала пути и момента начала отсчета, относительно момента отпуска пробной массы, приводит к изменениям показаний гравиметра ЛЬА до мкГал , , а ЬС5 до мкГал, причем в последнем случае наблюдается еще и зависимость от места наблюдений . И это несмотря на сходимость результатов измерений до 2 мкГал группы из 6 гравиметров. Используя экспериментальные данные различных типов гравиметров можно заключить, что симметричный способ измерений обладает более высокими потенциальными возможностями, менее подвержен возмущающим факторам мультипликативного характера и наиболее пригоден для создания универсальною баллистического гравиметра различного применения. Теоретические основы баллистического метода измерения абсолютного значения УСП приведены в работах , , , , ,, 5 и обобщены в монографиях , ,, 9. В этом случае искомое значение УСП является одним из параметров модели. Для анализа методических погрешностей используются уравнения модели движения и рабочие формулы . Линейные и нелинейные модели гравиметра. Дифференциальное уравнение движения пробной массы в поле силы Земли вдоль оси г. О 5о0, 1. Уоо и боа начальные условия скорость и перемещение при 0. Точное решение уравнения 1. Ь ч, у ь о УУ сЬ ду 1. Уравнение 1. X у 0 Г,
где . М.г
При нормальном вертикальном градиенте УСП у0, мГалм 9 и общем времени падения пробной массы до 1с считается от момента, когда скорость пробной массы равна нулю отбрасывание члена у в 1. Модель 1. Ло, уь о и у. Ч при известном градиенте. В последнем случае уравнение 1. V

1. А рис. С рис. В гравиметрах с несимметричным способом измерений результат, полученный для модели 1. Рис.