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
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[} |
{хг, |
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