Камеральная обработка гравиметровых данных

19.01.2017

При камеральной обработке гравиметровых данных вычисляют:
1) приращения Ag между точками, исправленные за нуль-пункт;
2) аномальные значения силы тяжести (аномалии Ag в редукции Буге).
Аномальные значения силы тяжести, исправленные за влияние нуль-пункта, вычисляют так же, как и в магниторазведке. Поэтому форма таблиц, применяемых на первом этапе, в основном та же, что и в магниторазведке. Второй этап обработки гравиметровых данных (вычисление аномальных значений силы тяжести) осуществляется иначе.
Рассмотрим пример обработки материалов площадной гравиметровой съемки; ее основные принципы сохраняются и при других видах работ.
Участок гравиметровой съемки аналогичен участку магнитной съемки, изображенному на рис. 7. Опорная сеть I класса создана четырьмя приборами по цикловой методике с точностью 0,05 мгл; опорные точки II класса, располагающиеся по магистралям и привязанные к опорным точкам I класса, созданы двумя приборами путем обхода магистралей. Участок привязан к пункту общегосударственной гравиметровой сети, на котором известно абсолютное значение гравитационного поля.
1. Обработка опорной гравиметровой сети I класса. Цикл наблюдений следующий: опорный пункт I — опорный пункт II — опорный пункт I. Данные наблюдений и вычислений по одному прибору заносят в таблицу, где обрабатывают четыре цикла. В каждом цикле первое наблюдение принимают за исходное; все другие вычисления (Δn, Δt) производят относительно этого исходного пункта (т. е. отсчеты n и t на исходном пункте вычитают из всех последующих отсчетов) и полученные значения с учетом знаков заносят в соответствующие графы таблицы. Поправку за нуль-пункт определяют аналитическим способом (ее можно вычислить графическим способом, как это было описано в разделе «Магниторазведка»). Обозначив первый отсчет на пункте I через n1, а повторный — через n1', вычисляют величину нуль-пункта Δg = (n1' — n1) С = (14,300—14,200)*5,0 = 0,5 мгл.
Полученную величину делят на время, прошедшее от первого наблюдения на пункте I до повторного, и получают коэффициент К, показывающий скорость изменения нуль-пункта в единицу времени,
Камеральная обработка гравиметровых данных

Поправку за нуль-пункт в точке II определяют как произведение коэффициента К на время Δt2, прошедшее от момента наблюдения на пункте I до наблюдения на пункте II: Δgн.пII — 0,00416*60 = 0,25 мгл. Поправку за нуль-пункт вычитают из приращения Δg в пункте II. Все расчеты проводят непосредственно в таблице (табл. 7).
Камеральная обработка гравиметровых данных

Вычисленные приращения силы тяжести по всем четырем приборам выписывают в отдельную таблицу, где производят оценку точности создания опорной сети I класса по формуле
Камеральная обработка гравиметровых данных

где d — отклонение от среднего арифметического; m — число всех наблюдений на опорных точках; n — число опорных точек.
Камеральная обработка гравиметровых данных

Средние значения Δg пишут по соответствующим сторонам внутри полигона (рис. 17). На рисунке знак плюс присваивают тем значениям приращения силы тяжести, которые совпадают с направлением движения по часовой стрелке. Теоретически сумма приращений силы тяжести в полигоне должна быть равна нулю. Ho поскольку наблюдения содержат различного рода ошибки, получается невязка (ω = -0,06 мгл). Полученную невязку сравнивают с допустимой, которую вычисляют по формуле
ε' = ε1 √n,

где ε1 — проектная точность работ по опорным точкам I класса (0,05 мгл); n — число сторон полигона.
Камеральная обработка гравиметровых данных
Камеральная обработка гравиметровых данных

Если ω ≥ ε', то некоторые циклы в полигоне нужно повторить. Существует несколько точных, математически обоснованных методов увязки гравиметровых наблюдений, которые в настоящем учебном пособии не рассматриваются.
Приближенно невязку можно разбросать равномерно по всем сторонам полигона. С внешних сторон полигона выписывают увязанные значения силы тяжести, которые в дальнейшем считают неизменяющимися величинами.
2. Обработка опорной гравиметровой сети II класса. Результаты полевых наблюдений на точках II класса обрабатывают в сущности по той же схеме, что и опорную сеть I класса (табл. 8).
Величину нуль-пункта находят следующим образом. Определяют алгебраическую разность полученного в рейсе значения Ag между пунктами I и II (5,00 мгл) и сравнивают ее с твердым значением силы тяжести между этими пунктами (5,73 мгл). Величину полученного нуль-пункта с учетом знака делят на продолжительность рейса и находят коэффициент К.
Допустимое расхождение между вычисленными значениями Ag по первому и второму приборам не должно превышать величину утроенной проектной точности создания опорной сети II класса (0,07*3 = 0,21 мгл). В ином случае наблюдения повторяют. Точность создания опорной сети II класса, созданной двумя приборами, характеризуется среднеквадратичной ошибкой, вычисляемой по формуле двойных измерений.
3. Обработка рядовых наблюдений и контрольных рейсов. Рядовые и контрольные наблюдения обрабатывают по той же методике, что и опорную сеть II класса. Точность рядовой сети на основании контрольных наблюдений оценивают по формуле (I).
4. Вычисление аномалии Буге. Аномалии силы тяжести определяют следующим образом.
1. Находят абсолютные значения силы тяжести, для чего к абсолютному значению исходного пункта прибавляют приращения силы тяжести на всех других пунктах. Например, абсолютное значение пункта III: gабсII = 981 354,00 + 12,20 = 981 366,20 мгл; gабсI = 981 366,51 мгл.
2. В полные значения силы тяжести вводят поправку за нормальное поле γ0, получаемую по специальным таблицам для данной широты местности.
3. Находят поправку Буге по формуле
δgБ = (0,3086 - 0,0418δ) Н,

где H — абсолютная отметка точки наблюдения в м, определяемая по данным нивелирования; б — средняя плотность пород промежуточного слоя района работ; для нашего примера плотность промежуточного слоя составляет 2,3 г/см3.
4. Вычисляют аномалию Буге по формуле
ΔhБ = gабс - γ0 + δgБ.

Все результаты вычислений заносят в таблицу (табл. 9).
Камеральная обработка гравиметровых данных

5. Изображение результатов гравиметровой съемки. Результаты гравиметровой съемки изображают в виде планов изо-аномал Ag в редукции Буге и в виде графиков Δg по профилям.
На заранее подготовленную топографическую основу с нанесенными на нее профилями и точками наблюдения выносят значения Δg и проводят изолинии. Сечение изоаномал обычно выбирают через интервал, равный утроенной точности съемки. Если достигнутая точность составляет 0,1 мгл, то изолинии проводят через 0,25 мгл.
План изоаномал Δg раскрашивают: положительные значения в красный цвет, отрицательные — в синий.