Аналіз впливів сейсмічних завад на результати вимірювання прискорення вільного падіння балістичними лазерними гравіметрами - Омельченко, А. В.; Федоров, О. В.; Неєжмаков, П. І.; Болюх, В. Ф.; Вінниченко, О. І. (ННЦ "Інститут метрології", 2020)
Статтю присвячено аналізу впливу сейсмічних завад на невизначеність вимірювання прискорення вільного падіння (ПВП) балістичними лазерними гравіметрами (БЛГ), що реалізують як симетричний, так і несиметричний методи вимірювання. Проведення такого аналізу є наразі актуальним метрологічним завданням, спрямованим на вдосконалення конструкцій БЛГ та методів обробки сигналів у них. Використано модель механічної системи БЛГ, що враховує пружність ґрунтової основи, на якій встановлено фундамент БЛГ, а також пружність підвісу референтного відбивача (РВ) інтерферометра відносно фундаменту. Основними видами сейсмічних завад є зовнішня завада, що зумовлена мікроколиваннями ґрунту, і автосейсмічна завада, обумовлена коливаннями в механічній частині БЛГ внаслідок поштовху або відпускання пробного тіла (ПТ). Ці завади мають різні причини, різні характеристики і призводять до різних невизначеностей вимірювання ПВП: зовнішня сейсмічна завада обумовлює невизначеність типу А, а автосейсмічна завада – невизначеність типу B. Однією з найважливіших характеристик БЛГ стосовно зовнішніх сейсмічних завад є його ефективна шумова смуга. У статті вперше проаналізовано залежність ефективної шумової смуги як від способу обробки даних у БЛГ, так і від періоду власних коливань системи підвісу РВ. Встановлено, що коли період власних коливань системи підвісу РВ значно перевищує час спостереження, то ефективна шумова смуга БЛГ визначається системою підвісу РВ. Методом моделювання показано, що гравіметри, які реалізують несиметричний метод, забезпечують значно меншу (на порядок і більше) автосейсмічну невизначеність (АСН) вимірювання ПВП, ніж гравіметри симетричного типу. За рахунок пружного підвісу РВ інтерферометра можна суттєво зменшити АСН вимірювання ПВП для всіх типів балістичних гравіметрів. Зроблено висновок, що застосування зваженого методу найменших квадратів (ЗМНК) для обробки даних у балістичних гравіметрах здатне забезпечити кращі показники завадостійкості, ніж використання традиційного МНК.
Keywords: завада; гравіметр; вагова функція; коливання; частотна характеристика