ГЛАВА 2
АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНО АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ
МОРСКИХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Проведение морских научных исследований сопряжено со значительными финансовыми
затратами. Наиболее эффективный путь выполнения таких исследований – это
организация многоцелевых морских экспедиций для всестороннего изучения
различных элементов морских природных систем. Опыт проведения таких экспедиций
на научно-исследовательских судах (НИС) «Киев», «Академик Вернадский»,
«Профессор Водяницкий» [43-45, 47, 91, 92, 114, 282, 284, 289] показал, что
расширение комплекса геофизических методов позволяет существенным образом
увеличить объем получаемой информации практически без дополнительных финансовых
затрат. Для решения различных геолого-геофизических задач в морских акваториях
целесообразно использовать гравиметрические, магнитометрические,
сейсмоакустические и геотермические наблюдения. Применение такого комплекса
методов позволяет рационально использовать судовое время при проведении
комплексных геолого-геофизических экспедиций.
Повышению эффективности морских научных исследований способствует использование
современных компьютерных технологий и программного обеспечения для регистрации,
обработки, анализа, визуализации и интерпретации результатов экспериментальных
наблюдений. Во время упомянутых выше экспедиций при участии автора
разработаны:
современный компьютерный комплекс регистрации координат и глубин вдоль трассы
следования судна [82, 84, 114];
компьютеризированный измерительно-вычислительный комплекс для дифференциальных
гидромагнитных исследований [83, 85];
программное обеспечение обработки, анализа, визуализации и интерпретации
результатов гравиметрических и магнитометрических наблюдений [84, 85];
современный компьютерный комплекс регистрации, обработки, визуализации и
интерпретации данных морских геотермических наблюдений [114, 126].
2.1.Аппаратурно-методическое обеспечение
В настоящем разделе приведены основные технические характеристики
гравиметрического, магнитометрического, геотермического и сейсмоакустического
аппаратурных комплексов, с помощью которых получен оригинальный
экспериментальный материал, приведенный далее.
2.1.1.Гравиметрический аппаратурный комплекс.
Гравиметрический аппаратурный комплекс состоит из трех морских надводных
гравиметров типа ГМН-К, которые размещаются на нижней палубе вблизи миделя
судна, на минимально возможном расстоянии друг от друга. Основные технические
данные гравиметров [36, 90]:
-средняя квадратическая погрешность единичного измерения разности ускорений
силы тяжести при длительности галса не менее 8 ч не превышает при возмущающих
вертикальных ускорениях до 50 Гал - 1.0 мГал, до 100 Гал - 1.2 мГал;
- температурный коэффициент чувствительной системы - 3 мГал/град;
- смещение нуль-пункта - 1.8 мГал/сутки;
- время от момента подключения термостата до момента вхождения датчика в
рабочий режим - не более 36 часов.
Измеряемая величина приращения силы тяжести регистрируется в аналоговой форме
на самописце КСП-4. После оцифровки лент, формируется отдельный файл данных,
который наряду с файлами глубин, координат и ведомости галсов съёмки является
входным для программного комплекса обработки результатов регистрации.
Регистрация координат и глубин осуществляется с помощью специализированного
компьютерного комплекса [84].
2.1.2.Измерительно-вычислительный комплекс дифференциальных гидромагнитных
исследований.
Для исключения из результатов магнитометрических наблюдений переменных
составляющих магнитного поля Земли (МПЗ) используют дифференциальные
магнитометры [87]. Последние позволяют производить синхронное (одновременное)
измерение значений модуля вектора напряженности магнитного поля T(l) и T(l+Dl)
в точках, разнесенных на некоторое фиксированное расстояние (базу) Dl по курсу
движения судна, с последующим вычислением составляющей градиента в направлении
базы по приближенной (конечно-разностной) формуле [79]. Разработанный
измерительно-вычислительный комплекс дифференциальных гидромагнитных
исследований использует следующие основные компоненты: измерительную
аппаратуру, спутниковую навигационную систему, эхолот, интерфейсные адаптеры
для связи аппаратуры с вычислительным комплексом, персональный компьютер,
программное обеспечение регистрации гидромагнитных измерений.
Измерительная аппаратура представлена двумя комплектами протонного морского
буксируемого магнитометра МБМ-1 (ведущий и ведомый), выполняющими синхронные
измерения. Каждый измерительный канал имеет следующие технические
характеристики:
-диапазон измеряемых значений - 20000-100000 нТл;
-средне квадратичное отклонение при циклах измерений 10, 30, 60 с - не более
0.5 нТл, при 2 с - 1.0 нТл.
По окончанию цикла измерений, показания счетчиков устройств сопряжения двух
комплектов МБМ поступают в интерфейсный блок, где они преобразуется к протоколу
платы соответствующих портов компьютера. Этот интерфейсный модуль
устанавливается в слот материнской платы компьютера. Далее ввод информации о
магнитном поле в компьютер осуществляется с помощью драйвера магнитометров, Эта
информация представляется в виде двух динамически изменяющихся графиков на
мониторе.
Измерительно-вычислительный комплекс включает в себя также: драйвера -
специальные программы, осуществляющие обмен информацией с измерительной
аппаратурой; программные средства управления и экспресс-контроля за
регистрацией данных магнитометрических измерений (графическая визуализация
измеряемых величин на экране монитора); программу введ
- Киев+380960830922