Способ создания глобальной опорной реперной сети на дне океанов, морей, озер, водохранилищ
Изобретение относится к геодезической сети, опорным геодезическим пунктам, взаимное положение и высота которых определены в принятой системе координат. Техническим результатом изобретения является создание долговременной глобальной опорной реперной сети, установленной на любой глубине дна океанов, морей, озер, водохранилищ. Способ создания глобальной опорной реперной сети на дне океанов, морей, озер, водохранилищ осуществляется применением донных реперов. При этом реперы выполнены с возможностью нахождения и распознавания их на резонансной частоте, а измерений - на частоте измерений. 8 ил.
Существует геодезическая сеть, представляющая систему надлежаще выбранных и закрепленных на земной поверхности точек, называемых опорными геодезическими пунктами, взаимное положение и высота которых определены в принятой системе координат и счета высот. Опорные геодезические пункты состоят из реперов и пунктов триангуляции.
(Лит.: БСЭ. Гл. ред. А.М.Прохоров. Изд.3-е. Москва, Советская энциклопедия, 1971. Т.6. стр.279, 290.)
На огромной площади дна водоемов: океанов, морей, озер, водохранилищ, опорной реперной сети не существует, ее заменяют спутниковые геодезические определения, основанные на привязке к наземной реперной сети. Получается, что более 70 процентов площади земного шара обрабатываются косвенным методом, по реперам, установленным на площади менее 30 процентов.
Известны морские геодезические вехи и знаки в виде свай или простых пирамид, устанавлиемых на дно водоемов, в качестве пунктов геодезической сети сгущения и точек съемочного обоснования гидрографических работ.
Недостатками этих вех и знаков является то, что даже на малых глубинах континентального шельфа их невозможно отличить от посторонних аналогичных предметов, тем более на многокилометровых глубинах мирового океана (Лит.: СП 11-114-2004 «Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазопромысловых сооружений» от 11.05.2004).
Техническим результатом изобретения является создание долговременной глобальной опорной реперной сети, установленной на любой глубине дна океанов, морей, озер, водохранилищ.
Эта сеть будет использована
а) для привязки гидрографических работ, непосредственно на дне водоема,
б) для наблюдений за динамикой рельефа дна, по конкретным точкам,
в) для регистрации «предвестников» землетрясений, слабых предварительных толчков деформации дна водоемов, сопровождаемых инфразвуками,
г) для подводной ориентации подводных аппаратов.
Достижение технического результата осуществляют применением донных реперов состоящих из удлиненного стержня, имеющего наверху стабилизатор в виде резонатора звуковых частот; упругих стержней (ножки камертона), пластин, мембран, струн.
На тех участках дна, где происходят активные тектонические движения земной коры, устанавливают реперы, способные усиливать инфразвуковое звучание этих процессов. Все эти реперы не нуждается в источниках питания.
Реперы устанавливают методом сброса со льда или корабля.
Находят и распознают репер на резонансной частоте, а измерения
производят на частоте измерений. Резонаторы репера, которые усиливают инфразвуки, имеют вид ряда разных упругих пластин, стержней, мембран, струн, укрепленных на общем основании.
В первую очередь устанавливают реперы на проблемных участках:
а) в зонах с повышенной сейсмичностью, с целью предупреждения о цунами,
б) для обустройства континентального шельфа,
в) в самых глубоководных точках мирового океана, озера Байкал.
В 2008 году глубоководный аппарат «Мир» по спутниковой навигации не смог найти самую глубокую точку озера Байкал.
Сразу после установки донных реперов производят их вертикальную и горизонтальную привязку к наземным реперам с нанесением на карту дна водоема.
Дальнейшие измерения производят известными способами. Компьютерная обработка измерений по реперам, находящимся на любой глубине водоемов, позволит получать измерения необходимой точности.
Опорная реперная сеть состоит из донных реперов четырех видов.
На фиг.1, 2 представлен репер для установки на дно водоемов средней твердости,
на фиг.3, 4 - репер для монолитных скальных грунтов, металлических поверхностей,
на фиг.5, 6 - репер для многометровых мягких грунтов,
на фиг.7, 8 - репер для установки в сейсмических зонах.
Основой всех реперов является заостренный, удлиненный стержень со стабилизатором наверху в виде резонатора звуковых частот, упругих стержней (ножек камертона), пластин, мембран, струн.
Фиг.1, 2: 1 - стабилизатор (ножки камертона), 2 - заостренный стержень.
Фиг.3, 4: 1 - стабилизатор (ножки камертона), 2 - заостренный стержень. 3 - направляющая труба, 4 - сквозные отверстия в направляющей трубе 3, 5 - кумулятивные заряды, 6 - металлические облицовки кумулятивных зарядов 5, 7 - обтекатель.
Фиг.5: 1 - стабилизатор (ножки камертона), из материала плотностью, меньше плотности пресной или морской воды (далее - жидкость), например из пластмассы, дерева; 2 - А - стержень герметичный, пустотелый, 8 - конический винт, из материала, плотностью больше плотности жидкости, например - литейный чугун.
Фиг.6: 1 - стабилизатор (ножки камертона), 2 - Б - стержень, из материала, плотностью меньше плотности жидкости, 8 - конический винт, из материала, плотностью больше плотности жидкости.
Фиг.7, 8: 1 - стабилизатор (резонатор), 2 - стержень, 9 - основание.
Все донные реперы выполнены из прочных коррозионно-стойких материалов обеспечивающих их вековую сохранность в морской и пресной воде. Размеры, форма стержня и резонаторов имеют бесконечное множество исполнения в зависимости от водоема и грунта, где он будет стоять.
Установка репера на скальном дне (металлических поверхностях) происходит следующим образом; фиг.3, 4 - в момент удара репера о дно происходит поочередный взрыв кумулятивных зарядов - 5, создающих в скальном дне выемку для внедрения стержня - 2.
Установка репера на мягких грунтах происходит так: (фиг.5, 6) конический винт - 8, при падении раскручивает репер и ввинчивает его в дно. Весовой баланс репера рассчитан так, чтобы винт - 8, удерживал репер в грунте за счет своей большой поверхности, веса и силы сцепления с грунтом, а положительная плавучесть стержня - 2 и резонатора - 1, направленная вверх, не давала реперу заглубляться глубже. Репер должен находиться в подвешенном состоянии.
Каждый репер имеет паспорт с начальными и последующими частотными характеристиками. Эти характеристики могут изменяться со временем из-за изменения массы резонатора от коррозии, донных отложений, органики.
На донный репер, фиг.1, 2, в январе 2009 г. принято решение о выдаче патента №2008102806, дата подачи заявки 24.01.2008. Заявки на остальные реперы находятся на рассмотрении.
Способ создания глобальной опорной реперной сети на дне океанов, морей, озер, водохранилищ, состоящей из реперов, отличающийся тем, что репера выполнены с возможностью нахождения и распознавания их на резонансной частоте, а измерений - на частоте измерений.
