Проверка цены деления высокоточных наземных гравиметров Scintrex на вертикальных полигонах ГАИШ МГУ и ГЗ МГУ.

В высокоточной гравиметрии различают 4 типа погрешностей:

1) Случайные погрешности, меняющиеся от прибора к прибору и от рейса к рейсу.

2) Полусистематические I рода, постоянные при многократных измерениях одного и того же приращения силы тяжести одним прибором, но меняющиеся по закону случайных погрешностей от прибора к прибору. К ним относится ошибка в цене деления.

3) Полусистематические II рода, постоянные для всех гравиметров в одном рейсе, но меняющиеся по закону случайных погрешностей от рейса к рейсу.

4) Систематические ошибки. Основным источником служит опять же неопределенность в цене деления.

Предварительные исследования имели своей целью исключить все возможные источники систематических ошибок, кроме отличия в ценах деления. Кроме того, измерения на основном полигоне в Главном Здании МГУ проводятся всеми приборами одновременно. Тем самым мы достигаем практически одинаковых условий транспортировки приборов между пунктами и съемки на пунктах. А следовательно, усреднением многократных измерений каждым прибором на каждом пункте мы добиваемся устранения полусистематических ошибок II рода и случайных ошибок. Остаточное расхождение в показаниях приборов может быть интерпретировано как различие именно в ценах деления.

Цена деления гравиметра С определяется как частное от деления известного приращения поля силы тяжести Δg ij между пунктами (i, j) на измеренную разность отсчетов ΔS ij:

Считая ошибки числителя и знаменателя независимыми, ошибка в цене деления будет определяться по формуле:

Этот способ применим для всех без исключения гравиметров. Чтобы им воспользоваться, необходимо иметь полигон, на котором находятся не менее трех пунктов, между которыми точно известны приращения силы тяжести. За известное приращение может быть взято приращение на абсолютном базисе, или приращение, измеренное прокалиброванным на абсолютном полигоне гравиметром, или приращение силы тяжести на полигоне, созданном гравиметрами, прокалиброванными методом наклона.

Значительные искажения в итоговый результат вносит нелинейность смещения нуль-пункта гравиметра. На первом этапе обработки данных мы работаем именно с этим источником ошибок. Как мы уже выяснили выше, в гравиметрах Scintrex CG-5 существует встроенная опция внесения поправки за дрейф, который считается линейно зависящим от времени. Но постоянная дрейфа определяется в максимально спокойных условиях, без тряски и значительных изменений силы тяжести. В реальных условиях возможно появление как нелинейных отклонений, так и дополнительного линейного тренда. Поэтому при работе на эталонировочном полигоне измерения на пунктах с тестируемыми гравиметрами должны быть высочайшей точности. Подобная точность достигается многократными повторными измерениями, выполняемыми замкнутыми рейсами с наиболее возможной короткой продолжительностью во времени. Наблюдения осуществляются звеньями, начинающимися и заканчивающимися на одном и том же пункте. Рейс содержит несколько таких звеньев. Для повышения точности вычисляемых приращений силы тяжести продолжительность звена по времени не должна превосходить среднего временного интервала линейного сползания нуль-пункта эталонируемого прибора.

Микрополигон ГАИШ МГУ.

В рамках специального физического практикума весной 2009 года был создан микрополигон на лестнице здания ГАИШ. Измерения проводились двумя высокоточными гравиметрами Scintrex в течение нескольких месяцев. Полученные значения приведены в Табл. 4.

Табл. 4 Приращение силы тяжести, вертикальный микрополигон ГАИШ МГУ.

Прибор	Приращение Dg, мГал.
Scintrex CG-5 №222	3,675  0,003
Scintrex CG-5 №430	3,668  0,001

Задание 4.Провести измерения на вертикальном полигоне ГАИШ МГУ, результаты занести в таблицу (см. Табл. 4).

Задание 5. Провести измерения на вертикальном полигоне ГЗ МГУ, результаты занести в таблицу (см. Табл. 4).

Задание 6. Оценить цены деления приборов и ее ошибку для заданий 4 и 5, сравнить и объяснить полученные результаты.