Отклонения положения измерительной базы градиентометра при его использовании на подспутниковых орбитах

Измерения физических полей на ИСЗ совершенствуются непрерывно, но, несмотря на это, использование спутниковых данных для решения поставленных задач встречает заметные трудности. Решение этих задач требует дополнительных съемок параметров полей на подспутникорвых орбитах. Для этого в ИЗМИРАН и МАИ разработан аэростатный градиентометр, который имеет двухступенчатую измерительную базу общей длиной 6 км, ориентированную вдоль вертикальной линии посредством действия силы тяжести. Градиентометр имеет три приборных контейнера, два из которых спущены вниз от корзины аэростата один за другим через 3 км. Такой градиентометр на высотах 20-40 км может быть использован в различных областях знаний в науках о Земле, например, в изучении физических полей Земли, исследованиях по физике и химии высоких слоев атмосферы, в решении современных проблем дистанционного зондирования Земли, в том числе для изучения глубинного строения земной коры Изучены отклонения положения измерительной базы градиентометра относительно вертикальной линии в дрейфе аэростата. С помощью GPS-приемников исследовано два фактора влияния на отклонения измерительной базы градиенетометра от вертикальной линии. 1-ый фактор - отклонения за счет воздействия повысотной изменчивости скорости воздушного течения на лобовую поверхность контейнеров градиентометра, и 2-ой фактор – воздействие изменчивости воздушного потока на оболочку аэростата, приводящее к ее сносу относительно положения спущенных вниз контейнеров. В двух полетах аэростатов в процессе его дрейфа получены отклонения положения нижнего контейнера относительно вертикальной линии, проходящей через верхний контейнер и оценена стабильность действующей длины измерительной базы градиометра (проекция измерительной базы на вертикальную линию). При длине измерительной базы равной 6 км отклонения нижнего контейнера от вертикальной линии, проходящей через верхний контейнер, при действии обоих факторов, не превышают 500 м. Однако, в отдельные моменты эти отклонения за счет действия второго фактора могут достигать, как было получено в экспериментах, 1500 м. Такое сильное отклонение происходит за счет действия второго фактора. Время существования отклонения составляет около 20 минут, после чего система вновь приобретает относительно невозмущенное состояние. Приводятся графики рассматриваемых отклонений. Полученные величины отклонений используются как поправки при обработке данных. В результате теоретически и практически показана возможность использования аэростатного градиентометра с двухступенчатой измерительной базой общей длиной 6 км для проведения геофизических научных исследований. Данные, полученные в полетах аэростатов используются для валидации отдельных компонент геомагнитного поля, полученных на ИСЗ.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 07-05-00190.