Способ определения температурных поправок при гравиметрических измерениях
Использование: при измерении ускорения силы тяжести нетермостатированными статическими гравиметрами. Сущность: проводят эталонные испытания с определением реакции гравиметра на заданные изменения температурного режима. Выбирают прогнозную рекуррентную динамическую модель температурной инерционности гравиметра, используемую для вычисления температурных поправок в результаты измерений по измеренным до рейса и во время рейса температурам прибора и определенным при эталонных испытаниях коэффициентам инерционности. Вносят вычисленные температурные поправки в результаты измерений. Для структурной идентификации рекуррентной динамической модели в качестве переходной функции состояния используют вид термодинамической функциональной инерционной зависимости внутренней температуры системы от температуры внешней среды для случая линейного изменения температуры. Технический результат - уменьшение температурных погрешностей гравиметрических измерений при любых температурных режимах. 3 ил.
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении различных физических параметров в нестационарном термическом режиме нетермостатированными измерительньми приборами, например нетермостатированными статическими гравиметрами.
Известен принятый за прототип способ определения температурных поправок при измерениях нетермостатированным статическим гравиметром на основе учета инерционного запаздывания показаний гравиметра от изменения температуры (Гуляев П. Ю. Методика учета температурной динамики среды по результатам измерений. Цифровое картографирование, городской кадастр и ГИС: Научн.-техн. сб. по геодезии, аэрокосм. съемкам и картографии. М.: ЦНИИГАиК, 1996. - С. 78-83). Способ включает проведение эталонных испытаний с определением реакции гравиметра на заданные изменения температурного режима, последующий выбор (построение) прогнозной рекуррентной динамической модели температурной инерционности гравиметра, используемой при проведении гравиметрических измерений для вычисления температурных поправок по измеренным до рейса и во время рейса температурам прибора и определенным при эталонных испытаниях коэффициентам инерционности, и последующее внесение вычисленных температурных поправок в результаты измерений. Недостатком способа является его неопределенность, что серьезно затрудняет практическое использование при производстве гравиметрических работ, так как в нем не установлен вид переходной функции, выражающей инерционную зависимость показаний гравиметра от температуры. В способе предлагается выполнять структурную идентификацию модели для каждого конкретного случая моделирования ("конкретных реализаций моделируемых процессов"), то есть для каждой разновидности температурного режима надо заново эталонировать гравиметр и строить новую модель. Задачей изобретения является создание универсального способа определения температурных поправок, обеспечивающего уменьшение температурных погрешностей гравиметрических измерений при любых температурных режимах. Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения температурных поправок при измерениях нетермостатированным статическим гравиметром на основе учета инерционного запаздывания показаний гравиметра от изменения температуры, включающем проведение эталонных испытаний с определением реакции гравиметра на заданные изменения температурного режима, последующий выбор (построение) прогнозной рекуррентной динамической модели температурной инерционности гравиметра, используемой для вычисления температурных поправок в результаты измерений по измеренным до рейса и во время рейса температурам прибора и определенным при эталонных испытаниях коэффициентам инерционности, и последующего внесения вычисленных температурных поправок в результаты измерений, согласно изобретению для структурной идентификации рекуррентной динамической модели в качестве переходной функции состояния используют вид термодинамической функциональной инерционной зависимости внутренней температуры системы от температуры внешней среды для случая линейного изменения температуры. Способ согласно изобретению основан на не используемом ранее и предложенном автором подходе к созданию прогнозной рекуррентной динамической модели зависимости внутреннего температурного режима гравиметра от внешней температуры. Полученный технический результат обусловлен тем, что в результате реализации способа строятся прогнозные модели изменения эквивалентных температур (соответствующих величине фактического изменения показаний от изменения температуры), а не значений ускорений силы тяжести, соответствующих нулевому делению шкалы (смещения нульпункта). Для всех приборов в любых температурных режимах задается единый универсальный вид функции термодинамической инерционной зависимости внутренней температуры системы от температуры внешней среды. При моделировании производится только параметрическая идентификация, заключающаяся в определении коэффициентов инерции. Они определяются для каждого прибора при метрологических исследованиях и при проведении гравиметрических работ задаются априорно при любых температурных режимах. Модель представлена формулами tэкв,i=(ti-t0)-Fi, (1) qi=Ktэкв,i, (3) где tэкв,i - вычисленная эквивалентная температура; Fi - переходная функция состояния; - время измерения; ti - измеренная температура в момент i; t0 - измеренная температура в начальный момент; - коэффициент инерции, определяемый по результатам эталонирования;j - индекс (+ или -) при коэффициенте (j = + при значении tj-t00, j = - при значении tj-t0<0).
qi - поправка в измеренное значение силы тяжести за эквивалентную температуру;
К - температурный коэффициент для вычисления поправок за температуру, определяемый по результатам эталонирования;
i - порядковый номер момента, на который вычисляется температура.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3