Государственный первичный специальный эталон единицы ускорения в области гравиметрии ГЭТ 190-2023: воспроизведение и передача единицы в условиях воздействия геофизических факторов

Актуальность исследований воспроизведения и передачи единицы ускорения в гравиметрии определяется развитием средств измерений абсолютного ускорения свободного падения и его изменений. Качественные и количественные изменения приборной базы обусловлены расширением области практического применения абсолютных гравиметров и требованиями прикладных задач, решаемых с использованием гравиметрических данных в таких областях, как геодезия, навигация, геодинамика. Для решения прикладных задач наряду с требованиями по точности на уровне, близком к предельно достижимому на современном уровне развития техники, зачастую необходим максимальный территориальный охват мест измерений на территории Российской Федерации. Точность результатов, полученных с помощью средств измерений, определяется их метрологическим обеспечением, основными этапами которого являются воспроизведение соответствующей единицы эталоном и её передача средству измерений. Анализ возможных источников погрешностей гравиметрической аппаратуры показал, что при воспроизведении и передаче единицы ускорения в гравиметрии необходимо учитывать влияние геофизических факторов, проявляющихся как дополнительные ускорения гравитационной или инерционной природы. Распределение гравитационного поля в пределах гравиметрического пункта может обнаруживаться как дополнительное постоянное ускорение. Сейсмические процессы и лунно-солнечные приливы проявляются как переменные ускорения. Для различных этапов метрологического обеспечения гравиметрических приборов исследованы механизмы воздействия таких ускорений, а также разработаны методы их учёта и уменьшения влияния с использованием дополнительной аппаратуры. В состав Государственного первичного специального эталона единицы ускорения в области гравиметрии ГЭТ 190-2023 введены дополнительный гравиметрический пункт с криогенным относительным гравиметром и широкополосным сейсмометром, а также транспортируемые абсолютный баллистический и относительный кварцевый гравиметры.

1. Hartmut W., Bonvalot S., Falk R., Gabalda G., Mäkinen J., Pálinkáš V., Rülke A., Vitushkin L. Status of the International Gravity Reference System and Frame. Journal of Geodesy, 95, 7 (2021). https://doi.org/10.1007/s00190-020-01438-9

2. Niehnuer M., Sasagawa G. S., Fuller J. E., Hilt R., Klopping F. A. New Generation of Absolute Gravimeters. Metrologia, 32(3), 159 (1995). https://doi.org/10.1088/0026-1394/32/3/004

3. Витушкин Л. Ф., Карпешин Ф. Ф., Кривцов Е. П., Кролицкий П. П., Наливаев В. В, Орлов О. А., Халеев М. М. Государственный первичный специальный эталон ускорения для гравиметрии ГЭТ 10-2019. Измерительная техника, (7), 3–8 (2020). https://doi.org/10.32446/0368-1025it/2020-7-3-8

4. Nagornyi V. D., Zanimonskiy Y. M., Zanimonskiy Y. Y., Correction due to the finite speed of light in absolute gravimeters. Metrologia, 48(3), 101 (2011). https://doi.org/10.1088/0026-1394/48/3/004

5. Qin Luo, Le-Le Chen, Heng Zhang, Xiao-Chun Duan, Cheng-Gang Shao, Zhong-Kun Hu, Min-Kang Zhou. The effect due to imperfect optical surface of test mass in laser interferometry absolute gravimeters. Physica Scripta, 94(12), 125007 (2019). https://doi.org/10.1088/1402-4896/ab3b98

6. Vitushkin L., Becker M., Jiang Z. et al. Results of the Sixth International Comparison of Absolute Gravimeters, ICAG2001. Metrologia, 39(5), 407–424 (2002). http://dx.doi.org/10.1088/0026-1394/39/5/2

7. Shuqing Wu, Jinyang Feng, Chunjian Li, Duowu Su, Qiyu Wang, Ruo Hu & Lishuang Mou. The results of 10th International Comparison of Absolute Gravimeters (ICAG 2017). Journal of Geodesy, 95, 63 (2021). https://doi.org/10.1007/s00190-021-01517-5

8. Křen P., Pálinkáš V. Estimation of the effective wave number for a collimated beam in an interferometer, case study for FG5/X absolute gravimeters. Applied Optics, 61(7), 1811–1817 (2022). https://doi.org/10.1364/AO.451498

9. Конешов В. Н., Дробышев Н. В., Сермягин Р. А., Разинькова Е. П. Результаты оценки абсолютных гравиметрических измерений на фундаментальном гравиметрическом пункте «Ледово» и гравиметрической сети России первого класса. Физика Земли, (6), 199–206 (2023). https://elibrary.ru/mzfcad

10. Jiang Z., Becker M., Francis O. et al. Relative Gravity Measurement Campaign during the 7th International Comparison of Absolute Gravimeters (2005). Metrologia, 46(3), 214–226 (2009). http://doi.org/10.1088/0026-1394/46/3/008

11. Becker M., Balestri L., Bartell R. et al. Microgravimetric measurements at the 1994 International Absolute Gravimeter Intercomparison in Sèvres, France. Metrologia, 32(3), 145–152 (1995). https://doi.org/10.1088/0026-1394/32/3/002

12. Абрамов Д. В., Бебнев А. С., Бычков С. Г., Горожанцев С. В., Герман В. И., Дробышев М. Н., Конешов В. Н., Красилов С. А., Овчаренко А. В., Юшкин В. Д. Одна из возможных причин синхронных континентальных микросейсм северной Евразии. Физика Земли, (4), 123–131 (2020). https://doi.org/10.31857/S000233372004002X

13. Абрамов Д. В., Дробышев М. Н., Конешов В. Н. Уточнение значений дельта-фактора на фундаментальном гравиметрическом пункте «Долгое Ледово». Физика Земли, (1), 84–87 (2013). https://elibrary.ru/pnqhlr