Файл: Автоматизированная система обработки и интерпретации результатов гравиметрических измерений..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 253

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Чтобы в общем виде вычислить Ag-a|_, оператор А1 должен вклю­

чать следующие преобразования*: 1) перевод географических коорди­

нат (ф, к) в плоские прямоугольные координаты (х, у) а

проекции

Гаусса и обратной задачи; 2) вычисления нормального

значения

силы тяжести у0; 3) вычисления поправок и аномальных

значений

силы тяжести в редукции Буге или Фая.

 

Помимо этих задач алгоритм позволяет вычислять, формировать и печатать на алфавитно-цифровом печатающем устройстве стандарт­ ные листы каталога пунктов.

1.ПЕРЕВОД КООРДИНАТ

При геодезических работах принята зональная система -плоских прямоугольных координат с использованием конформной проекции Гаусса: проектирование принятой поверхности отиоспмости на пло­ скость производится отдельными зонами. Зона ограничена двумя меридианами через 6°. Средний или осевой меридиан зоны изобра­ жается прямой линией в натуральную величину [26].

Для каждой зоны принята своя прямоугольная система координат, в которой осью абсцисс является осевой меридиан зоны, за ось орди­ нат берется отрезок прямой линии, представляющий элемент линии экватора на плоскости, а за начало координат — точка пересечения

линии экватора

и осевого меридиана зоны. Отсчет абсцисс ведется

от экватора. Положительное направление оси

х — на

север. Соот­

ветственно все

абсциссы

северного полушария

будут

положитель­

ными, абсциссы

южного

полушария — отрицательными. Ординаты

точек, лежащих восточнее начала координат, будут положительными, западнее — отрицательными. При топографо-геодезпческпм обосно­ вании пользуются так называемыми приведенными ординатами, в которых две первые цифры обозначают номер зоны, остальные — величину натуральной ординаты, увеличенную на 500 км [26].

Перевод координат из прямоугольной системы Гаусса в геогра­ фическую систему и наоборот производится методом последователь­

ных приближений

[26]. В этом методе на каждом приближении про­

изводится

перевод

{xh г/,} -> {cp(-, ?it } ->- {х^,

у^).

Если

заданы

значения

{ср ь À,-},

а ищутся координаты {xh yt), то

процесс

анало­

гичен: {ер,, к[}

г,

УІ) -> {cpf, Ц ) .

При

этом

на каждом при­

ближении

проверяются следующие

условия:

 

 

 

 

 

 

\х: — х*\

^

А ,

 

 

 

 

 

 

.

 

л

 

 

( ш - 2 )

и соответственно

при

перевычислении

{ф, к}

{х,

у}

 

1ф/ — ер* I «s А , ,

* При ручной обработке эти преобразования производят с помощью таб­ лиц [12, 86, 92].

26


где {xh iji)

и {x\, y*i} — заданные

и вычисленные

прямоугольные

координаты

точки Pt\ {%, X,}

и

{ср^, К*} — заданные и вычислен­

ные значения географических

координат

точки

Pt.

В методе последовательных приближений первоначально по задан­

ным координатам (х,, г/,) точки Pt

определяется приведенная широта

Ф/ этой точки, а затем вычисляется- Дф^

— приращение приведенной

широты.

 

 

 

 

 

 

Перевод координат осуществляется с точностью, равной вели­

чинам А и А2 . В программе (см. гл.XIII)

приняты значения Д = 4 м

и Д х = 0,001 с. Такая точность перевода

координат для целей раз­

ведочной геофизики означает вычисления

только с погрешностями

округления.

2.ВЫЧИСЛЕНИЕ АНОМАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

 

Вычисления аномальных значений Aga (х, у)

в редукциях Фая"

и Буге [89] состоят в приведении наблюденных

значений силы тя­

жести gH к поверхности геоида при постоянной и заданной плотности

о промежуточного

слоя:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д£ф(*,-, yl) = g«(*i,

Vt, Я,) + 0,3086#,-у0 (ф,-, U

(ИІ.4)

AgB(xh

vt) = ga{xh

yt, # , ) + (0,3086-0,0419a)Я,-Yo(<fc,

h),

(ИІ.5)

где (xh

ijj) — прямоугольные

координаты

пункта;

Ht

(или Z) —

высота

пункта наблюдения

в

Балтийской системе

координат; о —

плотность, принимаемая

сг0

=

2,3 г/см3 или

о 0 = 2,67 г/см3 . Нор­

мальное

значение

силы

тяжести Уо вычисляется

для

некоторой

поверхности относимости

по

формуле

[92]:

 

 

 

 

 

Yo = g"e (1 + ß o s i n 2

Ф ß i S m ^

+ ß 2 cos^cos 2 A, + . • .);

(Ш.6)

здесь ge — значение силы тяжести на экваторе; ф — географическая широта пункта; Я географическая долгота пункта; ß0 , ß l f ß 2 — коэффициенты, характеризующие степень сжатия Земли (поверх­ ность относимости): В зависимости от вида поверхности относимости используются:!

Yo

= 978 030 (1

+ 0,00532 sin2 q> -

0,000007 sin2 2q>),

(Ш.7)

Yo =

978 049 (1 +

0,0053029 sin2 q> -

0,0000059 sin2 2ф),

(III.8)

где (III.7) — формула Гельмёрта, 1901—1909 гг., принятая для обработки гравиметрических съемок; ( I I 1.8) — формула Красовского, применяемая в геодезических исследованиях.

В программе каждой из формул (III.7) и (III.8) присвоен свой порядковый номер. При обращении к блоку вычисления нормальных значений силы тяжести проводится анализ номера формулы, задава­ емого в массиве исходной информации, и в зависимости от результата

27


анализа формируется блок вычисления нормальных значений силы тяжести.

Кроме того, при разработке алгоритма была использована постра­ ничная организация исходных и результативных данных, которая весьма удобна при программировании и оптимальна при переработке больших массивов информации (С. С. Лавров).

В рассматриваемой задаче к наиболее сложным блокам с алго­ ритмической точки зрецпя относятся подготовительный блок с вхо­ дящим в него блоком анализа и блок составления каталога.

Б л о к а н а л и з а . Будем считать, что исходный массив состоит пз точек, принадлежащих различным зонам. Совокупность точек рассматриваемого массива, принадлежащую одной определенной шестоградусной зоне, обозначим R. Истинной R будем считать

такую і ? и с т , которая содержант максимальное число точек,

принадле­

жащих одной шестиградусной зоне. Все

остальные точки

назовем

ошибочными.

 

 

 

 

Алгоритм браковки ошибочных тоаек

должен выполнить

следу­

ющие операции:

 

 

 

 

1. Определить І?І І С Т ,

т. е. выделить максимальную совокупность

точек, принадлежащих

одной зоне.

 

 

L o n C T

2. Для выбранной совокупности точек

определить долготу

псформировать массив тетрад истппных точек.

3.Выдать на печать количество и массив тетрад ошибочных

точек.

Для этого алгоритм предусматривает

сравнение L o i всех

точек

с L 0 1 первой точки (здесь

L 0 — долгота

осевого меридиана

шестн-

градусной зоны, определяемая по координате

у или X) и подсчет R

для рассматриваемой L 0 1 .

Если величина R

оказывается не

макси­

мальной относительно оставшейся части массива, то выбирается следующий массив точек, принадлежащих очередному L n i , и т. д., пока не будет определено истинное Ь0, при котором Д максимально.

В соответствии с выбранным L 0 истинным происходит переформи­ рование исходного массива тетрад таким образом, чтобы получилась совокупность точек, принадлежащих одной шестиградусной зоне.

Б л о к с о с т а в л е н и я с т а н д а р т н ы х л и с т о в к а ­ т а л о г а г р а в и м е т р и ч е с к и х п у н к т о в . Этот блок предназначен для печати на алфавитно-цифровом печатающем устрой­ стве массива чисел в виде таблиц с заголовками.

Для печати заголовка в оперативную память вводится так назы­ ваемый шаблон, в который подформпровываются значения плот­ ностей и название формулы нормальной силы тяжести. Шаблон для печати заголовка представляет массив кодов, в каждый пз которых входят шесть семизарядных символов. Этот массив кодов состоит из набора констант, соответствующих заголовку стандарт­ ного листа каталога. Константы вводятся с программой и хранятся на магнитном барабане (МБ). При работе программы производится считывание с барабана количества значений всех одиннадцати печа­ таемых параметров: х, у, ф, X, g„, Я , у0, Ago, Ags (cri), AgB (cr2),

28


AgE(av)-

Затем определяются число полных таблиц,

состоящих

из

20 строк,

и число строк в последней неполной таблице.

 

С каждой

страницы, записанной на МБ, считываются

двадцать

пар

чисел

и

располагаются в виде единого массива в определенном

месте оперативной памяти (ОП). Из образованного массива после­ довательно выбираются десятичные числа п преобразуются в символы алфавитно-цифрового печатающего устройства (АЦПУ) для построч­ ного формирования листа каталога. В связи с тем, что известны пределы изменения вычисленных функций, накладываются огра­ ничения на порядки печатаемых значений функций. Например, порядок значений Д#в (о) не должен превосходить четырех, порядок значений плотности не должен превосходить единицы и т. д. При нарушении этих ограничений в каталоге на месте ошибочных дан­ ных печатается пробел, а бракованные значения выдаются на узкую печать.

В основной программе, реализующей изложенные задачи, так же как и в других основных программах, обеспечена гибкость и автома­ тическая работа алгоритмов. Для этого принята система признаков, которая управляет в целом работой программы и позволяет про­ водить вычисления необходимых функций, а также выдавать резуль­ тативные функции в необходимом виде (печать, перфорация, выдача на АЦПУ и т. п.). Тем самым, задав различные сочетания системы признаков в массиве исходной информации, можно по желанию исследователя использовать программу для решения тех илп иных перечисленных выше задач.

Если учитывать два обстоятельства, а именно: 1) рассматриваемая задача (блок АСО) предназначена для обработки больших массивов исходных данных и 2) соотношение между быстродействием машины и скоростью ввода — вывода информации, то ясно, что прп этих условиях более эффективно программировать имеющиеся аналити­

ческие выражения

(например, в

данной задаче) для вычисления у

11 іхіі УІ} ^ {ф/> M»

ч е м хранить

таблицы у0 и выбпрать из них

путем интерполяции необходимые значения. Если же использовать менее мощные машины (например, Минск-22) и перерабатывать массивы в масштабе экспедиций, то второй путь оказывается пред­ почтительнее (хранение необходимых таблиц в ОП и выборка из них данных). По нему пошлп исследователи [76] и авторы оперативной

системы обработки

в тресте Днепрогеофизика Н.

И. Бакланов,

В. А. Ахметшин,

Л. А. Настенко, А. Г. Швец,

Н. Г. Мальмет,

А. Г. Калмыков.

 

 

Изложенная задача о вычислении аномальных значений силы тяжести служит ярким примером того, как влияет класс машин (второй аспект — техническая база системы) на характер построения алгоритма.

Использование машины БЭСМ-4 [63] позволило реализовать рас­ смотренную задачу в наиболее общем* виде: вычисления аномальных

* Осталась нерассмотренной весьма важная проблема вычисления плот­ ности по гравиметрическим измерениям, изложенная в ряде работ [4, 8, 13].

29