izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-3-16-20izmertech-1515Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИGENERAL PROBLEMS OF METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIQUESПостроение модели гравитационного поля Земли в пределах акватории Карибского моря по данным спутниковой альтиметрииBuilding a model of the Earth's gravitational field within the Caribbean Sea based on satellite altimetry datahttps://orcid.org/0000-0002-1184-6947ЦыбаЕ. Н.TsybaE. N.

Ефим Николаевич Цыба

г. п. Менделеево, Московская обл.

Efim N. Tsyba

Mendeleevo, Moscow region

tsyba@vniiftri.ruВоструховН. А.VostrukhovN. A.

Никита Андреевич Вострухов

г. п. Менделеево, Московская обл.

Nikita А. Vostrukhov

Mendeleevo, Moscow region

nvostruhov@vniiftri.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian Federation202314042023031620Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1515

Систематизированы и описаны способы обработки измерительной информации, собранной за последние 30 лет альтиметрическими космическими аппаратами с различными технологиями измерений и характеристиками орбит. Приведено описание и классификация файлов измерительной информации. На основе метода «удаления – восстановления» разработан программный комплекс для определения характеристик гравитационного поля и фигуры Земли методом спутниковой альтиметрии. На примере геологически сложного и сейсмически активного региона (акватории Карибского моря) построена модель гравитационного поля (аномалий силы тяжести) и оценены её точностные характеристики. Вычисленное среднеквадратичное отклонение аномалий силы тяжести от данных глобальной модели EGM2008 не превышает 4 мГал в открытом море и 14 мГал в прибрежной зоне, что соответствует международному уровню. В настоящий момент цифровая интерактивная гравитационная модель акватории Мирового океана используется для решения прикладных задач геофизики и геологии, в частности для прогноза нефтегазовых месторождений.

Methods for processing measurement information collected over the past 30 years by altimetry spacecraft with various measurement technologies and orbit characteristics are systematized and described. The description and classification of measurement information files is given. Based on the removal-recovery method, a software package for determining the characteristics of the gravitational field and the figure of the Earth by satellite altimetry has been developed. On the example of a geologically complex and seismically active region (the Caribbean Sea), a model of the gravity field (gravity anomalies) was constructed and its accuracy characteristics were evaluated. The calculated standard deviation of gravity anomalies from the data of the EGM2008 global model does not exceed 4 mGal in the open sea and 14 mGal in the coastal zone, which corresponds to the international level. At the moment, a digital interactive gravity model of the Global Ocean is used to solve applied problems of geophysics and geology, in particular, to forecast oil and gas fields.

альтиметрияаномалии силы тяжести Землигравитационное поле Землидистанционное зондированиемодель геоидаaltimetryEarth's gravity anomaliesEarth's gravitational fieldremote sensinggeoid modelReferencesVan-Sang Nguyen, Van-Tuyen Pham, Lam Van Nguyen, Ole Baltazar Andersen, Rene Forsberg, Dieu Tien Bui. Advances in Space Research, 2020, vol. 66, pp 505–519. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.04.051Van-Sang Nguyen, Van-Tuyen Pham, Lam Van Nguyen, Ole Baltazar Andersen, Rene Forsberg, Dieu Tien Bui. Advances in Space Research, 2020, vol. 66, pp 505–519. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.04.051Kane M. F., Godson, R. H. Chapter 18: A crust/mantle structural framework of the conterminous United States based on gravity and magnetic trends. In: L. C. Pakiser, Walter D. Mooney. Geophysical Framework of the Continental United States, Geological Society of America, vol. 172, 1989, pp. 383–403. https://doi.org/10.1130/MEM172-p383Kane M. F., Godson, R. H. Chapter 18: A crust/mantle structural framework of the conterminous United States based on gravity and magnetic trends. In: L. C. Pakiser, Walter D. Mooney. Geophysical Framework of the Continental United States, Geological Society of America, vol. 172, 1989, pp. 383–403. https://doi.org/10.1130/MEM172-p383Noréus J. P., Nyborg M. R., Hayling K. L. Journal of Applied Geophysics, 1997, vol. 37, pp 67–84. https://doi.org/10.1016/S0926-9851(97)00007-4Noréus J. P., Nyborg M. R., Hayling K. L. Journal of Applied Geophysics, 1997, vol. 37, pp 67–84. https://doi.org/10.1016/S0926-9851(97)00007-4Булычев А. А. Совместное использование альтиметрических, набортных гравиметрических и магнитных данных при изучении тектоносферы Южного океана: автореферат дис. д-ра наук (Москва, 2000).Bulychev A. A. Sovmestnoye ispol’zovaniye al’timetricheskikh, nabortnykh gravimetricheskikh i magnitnykh dannykh pri izuchenii tektonosfery Yuzhnogo okeana, Extented abstract of doctoral’s dissertation (Moscow, 2000). (In Russ.)Sandwell D. T., Smith W. H. F. Marine gravity anomaly from Geosat and ERS-1 Satellite altimetry. Journal of Geophysical Research, 1997, vol. 102, no. B5, pp. 10039–10054.Sandwell D. T., Smith W. H. F. Marine gravity anomaly from Geosat and ERS-1 Satellite altimetry. Journal of Geophysical Research, 1997, vol. 102, no. B5, pp. 10039–10054.Yale M. M., Sandwell D. T. Geophysics, 1999, vol. 64, no. 6, pp. 1748–1755. https://doi.org/10.1190/1.1444680Yale M. M., Sandwell D. T. Geophysics, 1999, vol. 64, no. 6, pp. 1748–1755. https://doi.org/10.1190/1.1444680Sandwell D. T., Smith W. H., Gille S. T., Jayne S. R., Soofi K. A., Coakley B. Internal Geophysics (Space Physics), 2001, vol. 338, pp. 1049–1062. https://doi.org/10.1016/j.crte.2006.05.014Sandwell D. T., Smith W. H., Gille S. T., Jayne S. R., Soofi K. A., Coakley B. Internal Geophysics (Space Physics), 2001, vol. 338, pp. 1049–1062. https://doi.org/10.1016/j.crte.2006.05.014Sandwell D. T., Müller R. D., Smith W. H. F., Garcia E., Francis, R. Science, 2014, vol. 346, no. 6205, pp. 65–67. https://doi.org/10.1126/science.1258213Sandwell D. T., Müller R. D., Smith W. H. F., Garcia E., Francis, R. Science, 2014, vol. 346, no. 6205, pp. 65–67. https://doi.org/10.1126/science.1258213Цыба Е. Н., Волкова О. А., Пасынок С. Л., Серавина Т. В. Предварительные результаты построения модели геоида в пределах акватории Мирового океана по данным спутниковой альтиметрии во ФГУП «ВНИИФТРИ» // Труды ИПА РАН. 2020. №. 53. С. 54–59.Tsyba E. N., Volkova O. A., Pasynok S. L., Seravina T. V., Proc. IPA RAN, 2020, no. 53. pp. 54–59. (In Russ.)Ablain M. Error Characterization Report: Altimetry Measurements Errors at Climate Scales. Ref. CLS-DOS-NT-13-100, ESA, 2016, 35 p., available at: https://climate.esa.int/media/documents/SLCCI-ErrorReport-030-2-2.pdf (accessed: 25.11.2022).Ablain M. Error Characterization Report: Altimetry Measurements Errors at Climate Scales. Ref. CLS-DOS-NT-13-100, ESA, 2016, 35 p., available at: https://climate.esa.int/media/documents/SLCCI-ErrorReport-030-2-2.pdf (accessed: 25.11.2022).Лаврова О. Ю., Костяной А. Г., Лебедев С. А. и др. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. М.: ИКИ РАН, 2011. 472 c.Lavrova O. Yu., Kostyanoi A. G., Lebedev S. A. Complex Satellite Monitoring of the Russian Seas, Moscow, IKI RAN Publ, 2011, 472 p. (In Russ.)Andersen O. B. Marine Gravity and Geoid from Satellite Altimetry. In: Sansò F., Sideris M. (eds), Geoid Determination. Lecture Notes in Earth System Sciences. 2013, vol. 110, pp. 401–451. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74700-0_9Andersen O. B. Marine Gravity and Geoid from Satellite Altimetry. In: Sansò F., Sideris M. (eds), Geoid Determination. Lecture Notes in Earth System Sciences. 2013, vol. 110, pp. 401–451. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74700-0_9Garcia E. S., Sandwell D. T., Smith W. H. F. Geophysical Journal International, 2014, vol. 196, no. 3, pp. 1402–1422. https://doi.org/10.1093/gji/ggt469Garcia E. S., Sandwell D. T., Smith W. H. F. Geophysical Journal International, 2014, vol. 196, no. 3, pp. 1402–1422. https://doi.org/10.1093/gji/ggt469Hwang C., Parsons B. Geophysical Journal International, 1996, vol. 125, no. 3, pp. 705–718. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1996.tb06018.xHwang C., Parsons B. Geophysical Journal International, 1996, vol. 125, no. 3, pp. 705–718. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1996.tb06018.xPer Knudsen. Geophysical Journal International, 1991, vol. 104, no. 2, pp. 307–317. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb02513.xPer Knudsen. Geophysical Journal International, 1991, vol. 104, no. 2, pp. 307–317. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb02513.xForsberg R., Bulletin géodésique, 1985, vol. 59, pp. 342–360. https://doi.org/10.1007/BF02521068Forsberg R., Bulletin géodésique, 1985, vol. 59, pp. 342–360. https://doi.org/10.1007/BF02521068Childers V. A., McAdoo D. C., Brozena J. M., Laxon S. W. JGR Solid Earth, 2001, vol. 106, no. B5, pp. 8871–8886. https://doi.org/10.1029/2000JB900405Childers V. A., McAdoo D. C., Brozena J. M., Laxon S. W. JGR Solid Earth, 2001, vol. 106, no. B5, pp. 8871–8886. https://doi.org/10.1029/2000JB900405Olesen A. V., Andersen O. B., Tscherning C. C. Studia Geophysica et Geodaetica, 2002, vol. 46, pp. 387–394. https://doi.org/10.1023/A:1019577232253Olesen A. V., Andersen O. B., Tscherning C. C. Studia Geophysica et Geodaetica, 2002, vol. 46, pp. 387–394. https://doi.org/10.1023/A:1019577232253Федынский В. В. Разведочная геофизика, М.: Недра, 1964. 672 с.Fedynskii V. V. Razvedochnaya geofi zika [Exploration geophysics]. Moscow, Nedra Publ., 1964, 672 p. (In Russ.)Архангельский А. Д. Геология и гравиметрия. Новосибирск: ОНТИ НКТП СССР, 1933. 112 с.Arkhangel’skii A. D. Geologiya i gravimetriya [Geology and gravimetry], Novosibirsk, ONTI NKTP SSSR Publ., 1 933, 112 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.