О возможности уточнения модели гравитационного поля Земли с использованием аэрогравиметрических измерений на протяженных профилях

Благодаря современным исследованиям в области спутниковой альтиметрии и градиентометрии существенное развитие получили глобальные модели гравитационного поля Земли (ГПЗ), создаваемые на основе комплексирования спутниковых, аэрогравиметрических, набортных морских и наземных (ледовых) измерений. Качество и детальность этих моделей в последние несколько лет значительно повысились [Конешов и др., Физика Земли, 2014].
Выполнение контрольных гравиметрических профилей или контрольной площадной аэрогравиметрической съемки обусловлено необходимостью оценки достоверности современных моделей аномалий ГПЗ и их погрешностей. С этой целью ИФЗ РАН выполнил аэрогравиметрические профили от Архангельска до Петропавловска-Камчатского (2013) и от Сыктывкара до Петропавловска-Камчатского (2014) и обратно [Конешов и др., Вестник КРАУНЦ,2014]. Для корректного сравнения глобальных моделей аномалий силы тяжести и результатов аэрогравиметрических измерений предложены методические приемы пересчета поля «вверх» и «вниз». Эти исследования показали хорошую сходимость результатов измерений и позволили выявить наличие систематических региональных погрешностей глобальных моделей ГПЗ.
В результате выполненных исследований наглядно продемонстрирована адекватность моделей EGM2008 и EIGEN-6C-N по характеру аномалий силы тяжести в ряде труднодоступных районов России. Показано, что исследования на контрольных профилях могут успешно применяться для определения региональных погрешностей современных глобальных моделей ГПЗ. Это особенно актуально для изучения особенностей гравитационного поля в приполярных районах ввиду существенных систематических погрешностей спутниковых методов измерений [Конешов и др., Гироскопия и навигация, 2014]. В свою очередь, разработка методов оценки указанных погрешностей повысит эффективность применения современных моделей ГПЗ для оценки систематических погрешностей разных видов гравиметрических съемок [Железняк и др., Физика Земли, 2014], а также для оценки влияния аномального поля «дальней зоны» при расчете уклонений отвесной линии.
Ввиду сложности или невозможности размещения базовых станций вблизи районов съемок труднодоступных территорий и океанических акваторий на профилях 2014 г. была сделана попытка исследования предельно допустимых удалений от базовых станций. Показано, что при благоприятных условиях состояния ионосферы и атмосферно-тропосферного слоя базовые станции могут вносить полезный вклад при обработке результатов аэрогравиметрических измерений вплоть до длин базовых линий ~ 3000 км. Основными критериями при этом являлись: величина ионо-тропосферной задержки (уровень шума), наличие достаточного количества общих видимых спутников и геометрия созвездий общих спутников (PDOP), а также значения невязок аномалий в скоростях (ANO_RMS). Для решения некоторых задач на значительных удалениях от базовых станций вместо коррекции по базовым станциям применялась процедура фильтрации аномалий силы тяжести.
Надежность полученных аэрогравиметрических данных была обусловлена одновременными измерениями тремя аэрогравиметрическими комплексами, при этом соответствие этих измерений тому или иному масштабу съемки, прежде всего по точности, оценить довольно трудно, так как маршрутные измерения не обеспечивают возможности выполнения процедуры уравнивания съемки. Данный вопрос требует дополнительного анализа.

Работа выполнена при частичной поддержке Программы Президиума РАН "Поисковые фундаментальные научные исследования в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации", Проект "Аэрогравиметрическая съемка в высоких широтах Арктики".