ИСТИНА

Проект посвящен развитию методических приемов и исследованию приборных решений для повышения качества аэрогравиметрических исследований в высоких широтах Арктики. Актуальность данных исследований обусловлена эффективностью аэрогравиметрии для оперативного и высококачественного изучения гравитационного поля Арктики, необходимостью оценки и проверки точности спутниковых моделей Земли в высоких широтах, а также возможностью применения полученных результатов для построения более детальных моделей поля. В ходе работ по проекту выполнено сравнение спутниковых моделей гравитационного поля Земли с протяженными профилями детальности не хуже 1:1000 000 по маршруту Мурманск – Архангельск - Петропавловск-Камчатский, полученными в результате летных работ ИФЗ РАН 2013-2016 г. Показано, что спутниковые модели имеют качественно хорошее совпадение с измеренными данными на трансконтинентальном и меридиональных профилях. Аналогичные профили могут успешно использоваться для оценки точности современных глобальных моделей поля в высоких широтах Арктики. Показана целесообразность проведения аэрогравиметрических исследований на протяженных профилях по целому ряду причин (уточнение и проверка корректности спутниковых моделей гравитационного поля Земли, анализ поведения современного отечественного гравиметрического оборудования, построение увязанной сети контрольных профилей для создания корректных гравиметрических карт на участки, где требуется более детальный масштаб.). Для оптимизации эффективного размещения базовых станций при проведении съемок в Арктике выполнена серия экспериментов по оценке максимального расстояния от подвижного основания до наземной корректирующей базовой станции. Обсуждена возможность съемки по контрольному профилю «Амдерма - Земля Франца-Иосифа – Северный полюс». По материалам работ 2013 г. по профилю «Амдерма -78 град СШ» рассмотрена возможность применения четырех-антенного GPS-приемника Sigma-Q (JAVAD) для позиционирования СЛ без корректирующих базовых станций. Проведены исследования в направлении изучения возможности уменьшения значимости корректирующих базовых станций при построении модели поля (использование новой методологии пост-обработки, использование современных глобальных моделей гравитационного поля Земли и данных морских и наземных измерений, экспериментальная оценка допустимого расстояния до базовой станции, повышение автономности оборудования базовых станций, возможность использования информации сети постоянно действующих базовых станций СДКМ (РОСКОСМОС), исследование возможности применения технологии PPP). Выполненные исследования демонстрируют возможности повышения эффективности в части методов и оборудования аэрогравиметрической съемки в Арктике, а продолжение подобных летных исследований целесообразно не только для обозначения российских интересов в арктических исследованиях, но и для обеспечения соответствия высокоширотных исследований мировому уровню.

Исследования на протяженных профилях открывают перспективы в решении следующих задач: - создание сети опорных аэрогравиметрических профилей с целью контроля качества современных глобальных моделей гравитационного поля Земли на основе спутниковых измерений и уравнивания результатов площадных гравиметрических съемок регионального масштаба; 90 - обеспечение современными гравиметрическими данными для создания контрольных геофизических профилей в рамках работ по актуализации Государственной геологической карты; - создание контрольных гравиметрических полигонов в труднодоступных районах для коррекции спутниковых навигационных систем; - создание гравиметрических полигонов для проведения испытаний новых разработок гравиметрического оборудования в различных климатических и географических условиях.

1. Показано, что для исследования особенностей работы измерительных инерциальных гравиметрических систем в Арктике, а также для оценки региональных особенностей глобальных моделей гравитационного поля Земли в высоких широтах целесообразно создание сети протяженных контрольных аэрогравиметрических профилей. Преимуществом предлагаемых исследований является значительная оперативность, ограничивающими факторами – вопросы необходимого обеспечения топливом для съемочного самолета и развертывание сети временных станций ГНСС в Арктике, необходимой для повышения точности позиционирования съемочного самолета. Последние проблемы могут быть решены при заблаговременном планировании и согласовании данных работ на этапе подготовительном этапе (при наличии необходимого финансирования.) Коллективом ИФЗ РАН исследованы возможности принципиального проведения измерений на протяженных профилях [Конешов и др., 2014 б, 2016 а; 2016 б]. С борта самолета-лаборатории в 2016 г. были выполнены аэрогравиметрические измерения по маршруту Мурманск-Архангельск и проведены повторные измерения на трансконтинентальном перелете Архангельск-Петропавловск-Камчатский. Таким образом, в рамках исследований по проекту построен протяженный аэрогравиметрический профиль, проходящий через всю территорию Российской Федерации. Исследования на протяженных профилях открывают перспективы в решении следующих задач: - создание сети опорных аэрогравиметрических профилей с целью контроля качества современных глобальных моделей гравитационного поля Земли на основе спутниковых измерений и уравнивания результатов площадных гравиметрических съемок регионального масштаба; 90 - обеспечение современными гравиметрическими данными для создания контрольных геофизических профилей в рамках работ по актуализации Государственной геологической карты; - создание контрольных гравиметрических полигонов в труднодоступных районах для коррекции спутниковых навигационных систем; - создание гравиметрических полигонов для проведения испытаний новых разработок гравиметрического оборудования в различных климатических и географических условиях. 2. Выполнен ряд исследований, направленных на повышение эффективности высокоточного позиционирования – рассмотрены пути создания автономных наземных базовых станций ГНСС, а также возможности коррекции с использованием удаленных базовых станций, в том числе постоянно действующие станции СДКМ – наземной подсистемы ГЛОНАСС: 2.1. Усовершенствовано программное обеспечение оперативного дистанционного управления дистанционного контроля необслуживаемой базовой станции ГНСС, разработанное в лаборатории геоинформатики (501) ИФЗ РАН, и выполнены измерения на наземной станции, размещенной в арктической зоне, в ходе перелетов Архангельск-Мурманск и Архангельск- Петропавловск-Камчатский. 2.2. Рассмотрена возможность повышения точности позиционирования самолета-лаборатории с использованием данных постояннодействующих станций Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ), расположенных в арктической зоне и средних широтах. Показано, что данные наземных станций ГНСС, проводящих регистрацию спутниковых измерений с частотой не ниже 1 Гц, целесообразно использовать в качестве дополнительной информации при выполнении аэрогравиметрических измерений на протяженных профилях в условиях отсутствия возможности развертывания временной сети наземных станций по маршруту следования. Продолжение работ в данном направлении позволит усовершенствовать технологии, используемые при производстве аэрогравиметрической съемки, а также изучить вопрос о достаточном навигационном обеспечении исследований на протяженных профилях. С использованием станций СДКМ в гг. Петропавловск-Камчатский и Якутск на перелете Перопавловск-Камч. – Мирный получены сходные результаты коррекции позиционирования самолета-лаборатории. Таким образом, подтверждается возможность использования удаленных базовых станций. Сравнение диффенциального режима коррекции координат СЛ (с временными БС и СДКМ) и РРР, выполненные на участке 91 трансконтинентального профиля по маршруту Мирный- Архангельск показали сравнимые результаты. Это подтверждает перспективность исследования технологии PPP для существенного повышения автономности при производстве аэрогравиметрических исследований в труднодоступных районах Земли. Отметим, что вопрос комплексирования данных ГНСС при использовании РРР и решений, вырабатываемых аэрогравиметрическими комплексами, требует дополнительной проработки. 3. В качестве значимого результата исследований можно отметить принципиальную возможность проведения аэрогравиметрических работ в условиях затруднительного обеспечения наземной инфраструктуры, необходимой для реализации дифференциального режима коррекции координат самолета-лаборатории. Привлечение дополнительных данных от стационарных наземных станций и использование современных глобальных моделей гравитационного поля Земли позволяют разрабатывать эффективные методики оценки корректности и коррекции данных измерений. Более детальная разработка данного вопроса требует проведения экспериментальных авиа-работ и дальнейшего совершенствования геофизического и навигационного обеспечения. Таким образом, все поставленные задачи на этапе 2017 года и в рамках всего проекта выполнены. Важной практической составляющей проекта является развитие межинститутского сотрудничества – благодаря содействию руководства ФИЦ комплексных исследований Арктики РАН коллективу проекта была предоставлена возможность временного размещения наземного исследовательского оборудования в г. Архангельске, при содействии Государственной корпорации по космической деятельности (РОСКОСМОС) получены данные с ряда наземных станций СДКМ. При проведении исследований на Камчатке в течение всего периода работ существенную поддержку оказывали сотрудники Камчатского филиала ФИЦ «Единая геофизическая служба Российской академии наук» и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.