Геодезия, геология скачать реферат

[ книги ] [ рефераты ] [ новости ] [ ридеры ] [ регистрация ] [ вход ]
[ новинки книг ] [ категории книг ] [ правила ]

Теория вариометров скачать реферат

ВВЕДЕНИЕ

Гравиметрическая разведка полезных ископаемых или гравиразведка является одной из наиболее важных областей практического применения гравиметрических данных. Не случайно основная часть гравиметрических съёмок выполнено с целью гравиметрической разведки.
Гравиразведка применяется на всех этапах геологических, геолого-поисковых работ. При составлении геологических, прогнозных карт разных масштабов, решаются вопросы тектонического районирования прослеживания зон разломов, расчленении свит пород и т. д.
Возможность применения гравиметрической разведки основана на отличии плотности пород изучаемого объекта от плотности окружающих пород. Гравиразведка выявляет геологические структуры форм, благоприят-ных для скопления полезного ископаемого, а также непосредственно залежей полезных ископаемых. 1
С целью гравиметрической разведки выполняют гравиметровые или вариометрические съёмки. Выделение поля, создаваемого интересуемым аномальным полем, из результатов измерений (так называемые разделения гравитационных полей) выполняют различными способами. В любом из этих способов для определения гравитационного эффекта вмещающих пород необходимо иметь геодезические координаты гравиметрических пунктов. Например, если используют измерения силы тяжести, то для гравиразведки вычисляют аномалии (g - γ) Б Буге.

(g - γ)Б = g – γ – 0,0419σΗ,

которая в значительной степени свободна от притяжения топографических масс земной коры.


рис 1.

Высота Η гравиметрических пунктов следует знать с точностью, соответствующей точности измерений силы тяжести.

m h < 10 m Б,

где m h выражена в метрах, а m Б – в метрах. При точности аномалий Буге в 0,02 мгл допустимая ошибка m h высот меньше 20 см. Геодезические работы при гравиметрической съёмке является одним из массовых видов работ.
В выпускной работе описаны принципы применения гравиметрических данных для разведки железорудных ископаемых на примере Курской магнитной аномалии. Так как в этом случае основным видом измерений были измерения вторых производных потенциала, изложены принципиальные основы вариометрических и градиентометрических приборов.

1.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ГРАВИТАЦИОННОГО ВАРИОМЕТРА И ГРАВИТАЦИОННОГО ГРАДИЕНТОМЕТРА

1.1 Принцип измерения вторых производных потенциала силы тяжести

Сила тяжести в разных точках поверхности Земли различна по величине и направлению.


рис 2.

Выберем в точке А поверхности Земли систему координат АXYZ: ось Z совместим с направлением силы тяжести, ось X направим на север, ось Y на восток. Согласно определению, первые производные потенциала W силы тяжести равны составляющим силы тяжести по осям координат.

g X = ∂W/∂x ; g Y = ∂W/∂y g Z = ∂W/∂Z (1.1)

В точке А составляющая g X равна силе тяжести, а составляющие g X и g Y равен нулю. Для точки B направление силы тяжести и оси Z не совпадают, поэтому появляются горизонтальные составляющие g X и g Y. Представим их в виде :

(gX)B = (gX)A + (∂g X /∂y) x + (∂g X /∂y)y + (∂g X /∂z)z
(1.2)
(gY)B = (gY)A + (∂gY /∂y) x + (∂gY /∂y)y + (∂gY /∂z)z

Но согласно (1.1) производные составляющих силы тяжести являются вторыми производными потенциала

∂gX /∂x = ∂ 2W/∂ X 2 ;

∂gX /∂y = ∂gY / ∂ x = ∂ 2W/∂ x ∂y ; ∂ 2 g/∂y 2 = ∂ 2 W/∂y 2 (1.3)

∂gZ /∂ x = ∂ 2W/∂ x ∂z ; ∂g Z /∂y = ∂ 2W/∂ x ∂z (1.4)

Производные (1.3) связаны с кривизной уровенной поверхности. Их называют градиентами кривизны.
Производные (1.4) называют горизонтальными градиентами силы тяжести.
Уравнение (1.2) поясняет принципиальную возможность измерения вторых производных потенциала : если измерить разности (gX)B - (gX)A ,
(gY)B - (gY)A составляющих силы тяжести в двух точках, при известных расстояниях X, Y, Z между ними, можно найти входящие в (1.2) коэффициенты. Вторые производные потенциала обычно записывают в виде

∂2W/∂x2=Wxx ∂2W/∂x∂y=Wxy ∂2W/∂x∂z=Wxz
(1.5)
∂2W/∂y2=Wyy ∂2W/∂y∂z=Wyz ∂2W/∂z2=Wzz

Гравитационный вариометр, ориентированный в топоцентрической системе координат X, Y, Z (рис. 2), связанной с гравитационным полем, измеряет компоненты тензора [3]

(1.6)

Для нахождения компонентов тензора (1.6) измеряют смещение двух или большего числа пробных масс в неоднородном гравитационном поле измерительной системы: при этом полагают, что градиент постоянен в объёме, занятом системой. Разность ускорений, воздействующих на близкие пробные массы, получаются по измерениям разности их перемещений (осевая система с поступательным движением) либо углов поворота (вращательная система). Эти перемещения измеряют оптическими или электрическими устройствами.

1.2. Основы теории вариометров

Основным прибором для нахождения значения почти всех вторых производных потенциала W силы тяжести является гравитационный вариометр. Вариометр разработан венгерским физиком Р. Этвешем в конце XIX века.
Рассмотрим основы теории вариометра. Он представляет собой крутильные весы – прибор для измерения малых сил, действующих в горизонтальной плоскости. На рис. 3 ОО1 – вертикальная нить, на которой подвешен рычаг AB с грузами массы m на концах. Сила тяжести в точках A, O, B по величине и по направлению различна. Выберем систему прямоугольных координат, начало координат поместим в точку O, ось z направим по касательной к отвесной линии в точки O, ось x – на север, ось y – на восток. Отличие составляющих gz в точке A и B вызовет наклон коромысла AB в вертикальной плоскости, который при наблюдениях не измеряется и не учитывается. Отличие горизонтальных составляющих в этих точках создаёт пару сил, которые вызовут поворот коромысла в горизонтальной плоскости на угол θ – θ0 отсчитываемый от положения коромысла в однородном поле.


рис. 3

1.3 Основное уравнение вариометра

Напишем уравнение равновесия: τ(θ – θ0)+MZ =0 где τ – крутильная жёсткость нити OO1, θ – θ0 – угол закручивания нити относительно положения равновесия коромысла в однородном поле MZ – момент внешних сил относительно оси z. Далее по известным формулам получаем основное уравнение гравитационного вариометра
τ(θ – θ0)=KWXYcos2α+K/2Wδsin2α+Lhm(WXYcosα-WXYsinα) (1.3.1)
Величина θ – измеренный угол поворота коромысла, α – заданное значение аргумента. Для определения неизвестных нужно выполнить наблюдения в пяти различных азимутах. Если уменьшить длину коромысла, то можно считать K≈0, тогда в основном уравнение останутся только три неизвестных - θ0, WYZ, WXZ так как произведение WYZ WXZ определяют градиент силы тяжести в горизонтальном направлении, то прибор, у которого выполнено условие K≈0 называют градиентометром рис. 4

рис. 4

Для сокращения времени наблюдения в вариометрах и градинтометрах устанавливают две крутильные системы.

1.4 Принципиальная схема вариометра
В практике гравиразведочных работ наиболее часто применяют вариометры ВГ-1. Вариометр ВГ-1 состоит из трёх основных частей: верхней, средней и нижней. Нижняя - массивная подставка, средняя содержит подъёмные винты, азимутальный круг и автоматическое устройство для поворота верхней части прибора из одного азимута в другой (рис. 5). В верхней – крутильная система и устройство для фотографирования. Оптическая схема вариометра ВГ-1 (рис.6).
Рис.5 Вариометр S-20 (ВГ-1) Рис. 6 Схема оптической 1- подставка, 2- коробка с системы вариометра ВГ-1 крутильной системой, 3- коробка с оптической системой, 4- верхняя часть, 5- средняя часть
Вариометр ВГ-1 имеет крутильную систему (S- образная). Наклонное коромысло 1 подвешено с помощью бифилярного подвеса 2 на вертикальной нити 3. Для фиксации поворота коромысла на нити 3 укреплена призма 4. Луч света от источника 5 проходит через конденсатор 6 и после отражения от двух неподвижных зеркал 7 и 8 попадает на призму 4. В зависимости от угла закручивания нити 3 луч света после отклонения в призме 4 будет попадать на разные участки зеркала 8. От зеркала 8 изображение передаётся на фотографическую пластинку 10. Чтобы изображения, полученные при установке коромысла в разных азимутах, не сливались, луч света попадает с зеркала 8 на подвижное зеркало 9, наклон которого автоматически изменяется при изменении азимута коромысла. На неподвижных зеркалах нанесены изображения линий (штрихи). На фотографической пластинке получаются изображения двух штрихов от неподвижных зеркал и блик, фиксирующий положение коромысла. Измерения на пластинке выполняются с помощью дополнительной масштабной шкалы (палетки). Во время измерений верхняя часть прибора устанавливается в нулевой азимут и находится в этом азимуте в течение успокоения коромысла (около 15 минут). Через 13 минут после установки нулевого азимута автоматическое контактное устройство, расположенное в средней части, включает осветитель. Через 2 минуты осветитель выключается и включается ведущий механизм, поворачивающий верхнюю часть прибора в следующий азимут. Поправки в наблюденные значения производных: изменения, вызванные притяжением рельефа и изменением силы тяжести в нормальном поле, учитываются в виде поправок. Поправка за рельеф учитывает влияние масс, расположенных выше и ниже уровенной поверхности точки наблюдения, на вторые производные. Для вычисления поправки за рельеф вокруг пункта наблюдений необходимо выполнить нивелирование в радиусе 50 метров с точностью до 1 см. Для уменьшения влияния рельефа при наблюдениях с вариометрами прибор устанавливают на ровных площадках или при необходимости искусственно выравнивают рельеф вблизи пункта наблюдений. [2]

1.5 Гравитационная градиентометрия на подвижном основании
Измерения градиентов силы тяжести на подвижном основании (автомашине, самолёте) позволяют ускорить локальные, региональные и глобальные исследования гравитационного поля Земли. Градиентометр, не связанный с Землёй, измеряет компоненты тензора V градиентов силы притяжения.
V= grad b= (1.5.1)
(1.5.2)

Главное различие в теории измерений на неподвижном основании и на подвижной, то что при измерении на подвижном основании нужно перейти от топоцентрической системы координат к инерциальной системе. Фирма «Белл» (Bell Aerospace-Textron, Буффало, Нью-Йорк) разработала систему для градиентометрической съёмки GGSS, предназначенную для работы на автомашине или самолёте. Основными частями системы являются три ортогональных гравитационных градиентометра, установленные с наклоном в 35° на трехосной гироплатформе для непрерывной ориентации в топоцентрической системе координат, связанной с гравитационным полем. Каждый градиентометр содержит две пары акселерометров фирмы Белл (расстояние 0,1 м), установленных ортогонально по краю диска (диаметр 0,2 м); их измерительные оси ориентированы по касательной к диску (рис. 7). Ускорение пробной массы, укрепленной на маятниковом подвесе, измеряется двумя кольцевыми емкостными датчиками, расположенными по обе стороны от этой массы. Выходной сигнал датчиков усиливается и преобразуется в ток. Ток подается в катушку для возвращения пробной массы в нулевое положение.
Система фирмы Белл содержит также приёмоиндикатор спутниковой системы GPS, обеспечивающий в сочетании с акселерометрами и гироплатформой информацию о местоположении и ориентации, блок регистрации данных, компьютер и источник питания (рис. 9). Система с кондиционером предназначена для работы в автомобильном фургоне, который в свою очередь можно разместить в самолете (C-130) для измерений в воздухе.

1.6 Спутниковая градиентоментрия

В настоящее время разрабатываются гравитационные градиентометры, которые основаны на традиционных или сверхпроводящих устройствах и будут установлены на спутниках, планируемых на 1990-е гг. Спутники будут запущены на практически круговые полярные орбиты с высотами от 160 до 250 км. Полагают, что за 6 мес. работы средние значения аномалий силы тяжести (по трапециям 1° х 1° и 0,5° х 0,5°) при разрешении 100— 50 км будут получены с ошибкой ±20 — 50 мкм • с -2. Приведем примеры разработок, основанных на разных принципах..
Французская программа GRADlO (Национальное бюро по аэродинамическим исследованиям и Исследовательская группа по космической геодезии) предусматривает создание градиентометра на базе традиционной технологии. В этом приборе имеется несколько микроакселерометров, которые расположены симметрично относительно центра масс по углам многоугольника так, что можно определить полный гравитационный тензор. Трехосные электростатические акселерометры должны иметь разрешение 10 - 12 м • с - 2. При максимальных возмущающих ускорениях около 10 - 4 м • с - 2 (на высоте 200км) прибор должен иметь динамический измерительный диапазон 10 8; для непрерывного контроля и калибровки акселерометров предусмотрена бортовая калибровочная система.

Добавлен: 14.01.2012, 04:34 [ Скачать с сервера (219.0 Kb) ]
Категория: Геодезия, геология | Добавил: Lakomka
Просмотров: 1242 | Загрузок: 124
Рейтинг: 0.0/0

форма входа

Логин:
Пароль:

объявления

Им просто не повезло – их самолет оказался в неудачном месте в неудачное время. Их было много, но два года жестокой каторги это исправили. Когда больше нечего терять, перестаешь бояться. Чем закончится их побег? Возвращением к ненавистной пирамиде с ее кошмарами? Или их кости останутся белеть в степи? А может, правы самые смелые и здесь действитель...
Усыновленный в младенчестве мальчик и украденная лошадь устремились галопом к долгожданной свободе в Нарнию. Нарния – волшебная страна, где лошади разговаривают, а отшельники иногда искренне радуются компании; где злодей превращается в вислоухого осла, а отважный мальчик с чистой душой и открытым сердцем отправляется в бой, и подвиг его будет щедро...
«Здесь начинается ад!» – такой указатель немцы установили на дороге к Мясному Бору, где погибала в Долине Смерти 2-я ударная армия. Но даже тем, кто вырвался из этой преисподней, не суждено было избежать «смертной тени» – остатки армии, вышедшей из «котла», брошены в новое наступление, на лобовой штурм неприступных Синявинских высот, в кромешный ад...
Давно затерялся в глубинах Пустоты Изначальный мир, и память о нем сохранилась только в древних легендах. Эпоха сменяла эпоху, возникла и рухнула великая Империя, достижения алхимии позволили летать сквозь Пустоту и вновь связали расселившихся по Вселенной людей.

объявления

Финикия

[История] - скачать

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ БЫСТРЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

[Химия] - скачать

Общие сведения об интегральных микросхемах

[Радиоэлектроника] - скачать

Автоматизация проектирования цифровых СБИС на базе матриц Вайнбергера и транзисторных матриц

[Радиоэлектроника] - скачать

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ВОДЫ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

[Химия] - скачать

- Создание сайта
- Факты о цветочных букетах
- Кисловодск
- Как арендовать помещение под офис
- Формиат натрия: производство, свойства и применение
- Выбираем комод из массива
- Дистанционное обучение
- Что такое коттедж? История и описание
- Paзвитиe жaнpa пyтeшecтвий в Poccии нaчaлa XIX вeка
- Виниловые пластинки
- Холодильное оборудование для овощехранилищ
- Классификация и терминология современной литературы
- Источник бесперебойного питания: назначение и виды
- Что такое гадание и его виды
- Aлeкcaндp Paдищeв pyccкий пиcaтeль XVIII вeкa
- Почему плохо растут огурцы
- Digma e500 (черная)
- Виды бейджей. Размер бейджа и его предназначение
- Алюминиевые радиаторы
- Прокат автомобилей: преимущества и достоинства
- Филocoфcкo-иcтopичecкaя кoнцeпция poмaнa «Пeтepбypг» Aндpeя Бeлoгo
- Poмaн «Пeтepбypг» Aндpeя Бeлoгo: o Poccии и peвoлюции
- Виды бейджей. Размер бейджа и его предназначение
- Преимущества окон из лиственницы
- Спутниковый интернет и его преимущества
- Прокат автомобилей: преимущества и достоинства
- Мягкая кровля: виды, особенности монтажа, преимущества
- Яблоня — особенности выращивания и выбора саженцев
- Общие сведения и краткая история Майкопа
- Что такое вывод из запоя
- Пoэтичecкoe твopчecтвo Aндpeя Бeлoгo нaчaлa 1900-x гг.
- «Cимфoнии» Aндpeя Бeлoгo и иx xyдoжecтвeнныe ocoбeннocти
- Первый раз в детский сад. Медицинская карта для детского сада
- Что такое лотки для теплотрасс? Какие функции они выполняют?
- Пpeкpacный и cтpaшный миp в пoэзии A. A. Блoкa
- Pacцвeт пoэтичecкoгo тaлaнтa A. A. Блoкa в 1910-e гг.
- Виды теплообменников, их устройство и принцип работы
- Мебельный крепеж – виды и особенности применения
- Балет для взрослых: в чем преимущество популярного танцевального направления
- Тайский бокс и его особенности
- Что такое аккумулятор и для чего он нужен в автомобиле?
- Преимущества работы вебкам модели на студии
- Достоинства сигар и их история
- Как выбрать лучшего адвоката по уголовным делам?
- Пepвыe пoэтичecкиe oпыты Aлeкcaндpa Aлeкcaндpoвичa Блoкa
- «Cтapocвeтcкaя миcтикa» в пpoзe Бopиca Koнcтaнтинoвичa 3aйцeвa 1910-x гг.
- Что такое мебель в стиле лофт
- АСК НДС: принцип работы сервиса ФНС
- Литepaтypнaя дeятeльнocть 3инaиды Hикoлaeвны Гиппиyc в нaчaлe XX вeкa
- Д.C. Mepeжкoвcкий и жypнaл «Ceвepный вecтник»