Науковий вісник НГУ

Зв’язок рівня води у свердловинах із впливом динаміки іоносфери на результати дистанційного звірення еталонів часу

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Фізика твердого тіла, збагачення корисних копалин

Останнє оновлення: 03 жовтня 2016

Опубліковано: 03 жовтня 2016

Перегляди: 2689

Authors:

О.М.Величко, д-р техн. наук, проф., 1 – Науково-виробничий інститут електромагнітних вимірювань ДП „Укрметртестстандарт‟, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С.В.Щербина, канд. фіз.-мат. наук, старш. наук. співроб., Інститут геофізики Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.В.Головня, Науково-виробничий інститут електромагнітних вимірювань ДП „Укрметртестстандарт‟, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

П.Г.Пігулевський, д-р техн. наук, старш. наук. співроб., Інститут геофізики Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Підвищення точності та ефективності супутникового звірення шкал часу, що залежить від впливу потоку сонячної плазми на динаміку іоносфери Землі, шляхом математичної корекції отриманих результатів метрології часу з використанням одночастотних GPS-приймачів.

Методика. Для усунення цієї проблеми запропоновані наступні методи: низькочастотна фільтрація рядів часових даних із GPS у діапазоні основних частот зони осциляції даних з супутника; лінійна регресія, що прибирає нахил значень зі GPS; інтегрування, що дозволяє згладити відносно високочастотні осциляції даних із GPS; диференціювання, за допомогою якого можна більш точно зрозуміти стохастичні властивості даних із GPS і розрахунок відношень даних з часовим зсувом, що є основним за власними результатами для вирішення цієї проблеми.

Результати. Один з методів метрологічного контролю за синхронністю шкал часу заснований на використанні електромагнітних сигналів, що посилаються із супутників. Поширюючись крізь атмосферну оболонку Землі, супутникові сигнали піддаються властивому радіохвилям впливу з боку іоносферних частинок, що найбільш помітно проявляється в іоносферній затримці. Проведені дослідження осциляцій часу пробігу радіохвилі від навігаційного супутника до одночастотного GPS-приймача (РНСС: GPS / GLONASS) показали, що періодичність їх зміни у часі залежить від потоків плазми з Сонця та магнітного поля Землі, які досягають максимального значення в умовний „полудень‟, тобто у той час, коли відстань відносного розташування Сонця та точки спостережень на Землі досягає мінімуму. Отримані низькі значення коефіцієнтів кореляції між гравітаційним полем Землі та динамікою іоносферної затримки також показали, що на рівні чутливості серійного вимірювального обладнання та використаної методики вимірювань, зв’язок відсутній. Найбільш важливим результатом проведених досліджень є визначення оптимального методу корекції процесу метрології часу, побудованого на основі використання розрахунків взаємних відношень часових рядів, отриманих при порівнянні сигналів із GPS-приймача та сигналів зі вторинного еталону одиниць часу й частоти.

Наукова новизна. Для видалення зайвого для метрології процесу осциляції системи супутникового часу запропоновано чотири різних методи – лінійна регресія, інтегрування, диференціювання та розрахунок відношень даних з часовим зсувом. Результати порівняльного аналізу цих методів дозволили вибрати з них найбільш оптимальний метод розрахунку відносного відношення GPS даних, що повністю прибирає зайвий для метрології часу вплив зовнішньої іоносферної оболонки Землі. Дуже низькі значення розрахованих коефіцієнтів кореляції показали, що чіткого зв’язку між гравітаційним полем Землі та динамікою хвиль даних на GPS-приймачах немає.

Практична значимість. Властивості найбільш ефективного та якісного методу усунення осциляцій у часовій затримці пробігу радіохвилі від навігаційного супутника до GPS-приймача в залежності від потоків плазми з Сонця та впливу магнітного поля Землі, що є результатом розрахунку відносного відношення значень за різні інтервали часу, дозволить використовувати його як найбільш оптимальний і коректний метод для систем порівняння часу в Україні, які використовують будь-які одночастотні достатньо дешеві GPS-приймачі.

References/Список літератури

1. Velichko, O.N. and Golovnia, M.V., 2013. Secondary standard units of time and frequency as a source of clock signals and time. Electrocommunication, No. 2, pp. 22–25.

Величко О.Н. Вторичный эталон единиц времени и частоты как источник сигналов синхронизации и времени / О.Н.Величко, М.В.Головня // Электросвязь. – 2013. – № 2. – С. 22–25.

2. Besedina, A.N., Vinogradov, E.A., Gorbunova, E.M., Kabychenko, N.V., Svintsov, I.S., Pihulevskyi, P.I., Svistun, V.K. and Shcherbyna, S.V., 2015. The response of fluid-saturated reservoirs to lunisolar tides: Part 1. Background parameters of tidal components in ground displacements and groundwater level. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, Vol. 51, No. 1, pp. 70–80

3. Pashev, G.P., 2012. Frequency unit storage and time scale by highly stable oscillator through synchronization radio signal of space navigation systems. Measurement technics, No. 12, pp. 26–31.

Пашев Г.П. Хранение единицы частоты и шкалы времени высокостабильным генератором при его синхронизации по радиосигналу космических навигационных систем / Г.П.Пашев // Измерительная техника. – 2012. – № 12. – С. 26–31.

4. Handa, N., 2013. Real Time Seismic Monitoring System for Earthquake Using GPS Technology. IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering, Vol. 6, No. 6, pp. 9–16.

5. Shcherbyna, S.V. August 7, 2013. Greek earthquake and dynamics of hydrogeo deformations of wells in Ukraine [online] Available at: http://seismo.kiev.ua/ pubs/pressuretemperaturewaterand greeceeqshcherbina20131012.pdf.

6. Pihulevskyi, P.I., and Svystun, V.K. On geodynamics and seismicity in aseismic regions of Ukraine. [online] Available at: http://seismo.kiev.ua/pubs/pigulevskiy_geodyna mics_and_seismic ity_at_ the_ not_ seismic_ regions.pdf

7. Pihulevskyi, P.I., and Svystun, V.K., 2011. Some results of the automated monitoring of the groundwater regime aseismic areas (on example of Dnipropetrovsk region). Mіneral resources of Ukraine, No. 2, pp. 42–47.

Пигулевский П.И. Некоторые результаты автоматизированного мониторинга режима подземных вод асейсмичных территорий (на примере Днепропетровской области) / П.И.Пигулевский, В.К.Свистун // Мінеральні ресурси України. – 2011. – № 2. – С.42–47.

8. Shcherbyna, S.V. Correlation analysis of the relationship dynamics of the solar plasma and the generation of earthquakes: V International scientific conference “Geophysical technology forecasting and monitoring of the geological environment”, Lviv, 1–4 October 2013.

04_2016_Velychko
2016-09-26  707.37 KB  863