Метрологическое обеспечение геофизических исследований. Курс лекций

В.Т. МИНЛИГАРЕЕВ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ 
ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ 
ИССЛЕДОВАНИЙ
КУРС ЛЕКЦИЙ
2025

Ìèíëèãàðååâ Â.Ò.
 Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Êóðñ ëåêöèé: Ó÷åáíîå ïîñîáèå / Ìèíëèãàðååâ Â.Ò. –
Äîëãîïðóäíûé: Èçäàòåëüñêèé Äîì «Èíòåëëåêò», 2025. – 128 ñ.:
öâ. èë.
ISBN 978-5-91559-325-0
 ó÷åáíîì ïîñîáèè ïðèâîäÿòñÿ ñïåöèàëüíûé êóðñ ëåêöèé «Ìåòðîëîãè÷åñêîå îáåñïå÷åíèå ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé» à òàêæå
ññûëêè íà äåéñòâóþùèå ýëåêòðîííûå ðåñóðñû è àêòóàëüíóþ ëèòåðàòóðó äëÿ ïîìîùè â îñâîåíèè êóðñà ñòóäåíòàìè.
Èçëîæåíèå ìàòåðèàëà ñïîñîáñòâóåò âûðàáîòêå ó ñòóäåíòîâ êîìïåòåíöèé è íàâûêîâ íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé è ïðàêòè÷åñêîé
ðàáîòû â îáëàñòè ìåòðîëîãè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ ãåîôèçè÷åñêèõ
èññëåäîâàíèé, à òàêæå ñìåæíûõ äèñöèïëèí – ñòàíäàðòèçàöèè è
ñåðòèôèêàöèè, ïàòåíòíûõ èññëåäîâàíèé, ïðåäñòàâëÿþùèõ ñîáîé
âàæíûå èíñòðóìåíòû â íàó÷íîé è ïðèêëàäíîé äåÿòåëüíîñòè, ñâÿçàííûå ñ èçó÷åíèåì ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëåé, ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ â ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëÿõ Çåìëè, ýëåìåíòîâ ãåëèîãåîôèçè÷åñêèõ íàáëþäåíèé è èññëåäîâàíèé.
 Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïîäãîòîâëåíî íà áàçå ñïåöêóðñà, êîòîðûé
÷èòàåòñÿ ñòóäåíòàì êàôåäðû Ôèçèêè Çåìëè ôèçè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ íà ïðîòÿæåíèè 10 ëåò.
 Ïîñîáèå ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ ñòóäåíòîâ îòäåëåíèÿ ãåîôèçèêè
ôèçè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ (êàôåäðû ôèçèêè Çåìëè, ôèçèêè
àòìîñôåðû, ôèçèêè ìîðÿ è âîä ñóøè), à òàêæå äëÿ ñòóäåíòîâ,
àñïèðàíòîâ è ñïåöèàëèñòîâ ðàçëè÷íûõ òåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé,  ñâÿçàííûõ ñ èíñòðóìåíòàëüíûìè èçìåðåíèÿìè õàðàêòåðèñòèê ãåîôèçè÷åñêèõ ïîëåé, àíàëèçîì è îöåíêîé ìåòðîëîãè÷åñêîãî
îáåñïå÷åíèÿ, ñòàíäàðòèçàöèè è ñåðòèôèêàöèè â öåëîì, à òàêæå
ïîëó÷åíèÿ îïûòà â ðåøåíèè ñèòóàöèîííûõ çàäà÷, êîòîðûå ìîãóò
âîçíèêàòü íà ïðàêòèêå â ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ.
ISBN 978-5-91559-325-0
© 2024, Ìèíëèãàðååâ Â.Ò.
© 2025, ÎÎÎ Èçäàòåëüñêèé Äîì
«Èíòåëëåêò», îðèãèíàë-ìàêåò,
îôîðìëåíèå

ОГЛАВЛЕНИЕ
Общие положения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
5
Цель спецкурса 
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
5
Задачи спецкурса и требования 
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
5
Благодарности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
6
Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ В МЕТРОЛОГИЮ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
7
Лекция 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
7
1.1. История метрологии. Понятия и определения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
7
1.2. Объекты, виды и методы измерений. Системы физических величин  . . 
10
1.3. Государственная система обеспечения единства измерений. 
Техническое регулирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
15
Лекция 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
18
1.4. Правовые основы метрологической деятельности 
в Российской Федерации. Г
осударственная метрологическая служба. . . .  
18
1.5. Федеральные законы —  
законодательная основа метрологии 
и стандартизации. Технические регламенты. 
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
22
1.6. Федеральный государственный метрологический контроль (надзор). . . . .  
25
1.7. Федеральный информационный фонд 
по обеспечению единства измерений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
26
Лекция 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
29
1.8. Измерения. Принципы, методы, результаты. Методики измерений  . . . .  
29
1.9. Средства измерений. Эталоны. Г
осударственные поверочные схемы. . . .  
32
1.10. Точность, погрешность, неопределенность измерений  . . . . . . . . . . . . . . 
37
Раздел 2. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ  . . . . . . . . . . . . 
51
Лекция 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
51
2.1. Геофизические исследования и наблюдения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
51
2.2. Ведомственные метрологические службы. 
Метрологическое обеспечение геофизических наблюдений 
и исследований. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
53
2.3. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний 
на предприятии, в организации, объединении. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
56
Лекция 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
58
2.4. Общие сведения о геофизических наблюдениях и исследованиях. 
Применяемые средства измерений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
58
2.5. Перечень измерений, подлежащих государственному регулированию 
обеспечения единства измерений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
69

Оглавление
Лекция 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
71
2.6. Испытания средств измерений в целях утверждения типа (внесение 
в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства 
измерений)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
71
Раздел 3. СТАНДАРТИЗАЦИЯ. НОРМАТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
80
Лекция 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
80
3.1. Роль стандартизации в науке и прикладных областях. . . . . . . . . . . . . . . . 
80
3.2. Государственная система стандартизации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
81
3.3. Международная система стандартизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
88
3.4. Технические комитеты по стандартизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
90
Лекция 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
91
3.5. Ведомственные системы стандартизации. Нормативное обеспечение 
и стандартизация ионосферной, магнитной и гелиогеофизических 
наблюдательных сетей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
91
3.6. Нормативные документы. Порядок разработки, утверждения, 
обновления и отмены  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
96
Раздел 4. СЕРТИФИКАЦИЯ. АККРЕДИТАЦИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
100
Лекция 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
100
4.1.  Основные понятия, цели и объекты сертификации  . . . . . . . . . . . . . . . . . 
100
4.2.  Правовое обеспечение сертификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
101
Лекция 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
104
4.3.  Национальная система аккредитации 
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
104
4.4.  Система менеджмента качества на предприятии (СМК) 
 . . . . . . . . . . . . . 
110
4.5.  Аккредитация СМК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
111
Раздел 5. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
114
Лекция 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
114
5.1.  Термины и определения 
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
114
5.2.  Организации интеллектуальной собственности. 
Патентные системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
114
5.3.  Результаты интеллектуальной деятельности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
117
5.4.  Патентные исследования при проведении НИОКР
, 
технологических и производственных работ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
118
Вопросы к зачету. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
122
Учебно- 
методическое обеспечение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
124

Наука начинается … с тех пор,
как начинают измерять.
Д.И. Менделеев
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Программа специального курса «Метрологическое обеспечение 
геофизических исследований» составлена на основе федеральных государственных требований к структуре основной профессиональной 
образовательной программы вузовского профессионального образования.
Программа утверждена на заседании кафедры физики Земли физического факультета МГУ «17» февраля 2016 г. с уточнениями и дополнениями 
с 2017 г. по настоящее время.
Форма обучения —  
1 семестр очного обучения (весенний семестр). 
Трудоемкость изучения дисциплины —  
72 часа (34 часа —  
аудиторная 
нагрузка), вид отчётности —  
реферат, зачет.
Составитель программы, ведущий авторского спецкурса: д.т.н., доцент, 
профессор кафедры физики Земли физического факультета МГУ Минлигареев Владимир Тимурович.
ЦЕЛЬ СПЕЦКУРСА
Цель спецкурса —  
выработка у студентов компетенций и навыков 
научно- 
исследовательской и практической работы в области метрологического обеспечения геофизических исследований, а также смежных 
дисциплин —  
стандартизации, и сертификации, патентных исследований, 
представляющие собой важные инструменты в научной и прикладной 
деятельности, связанные с изучением геофизических полей, физических 
процессов, протекающих в геофизических полях Земли, элементов гелиогеофизических наблюдений и исследований.
ЗАДАЧИ СПЕЦКУРСА ИbТРЕБОВАНИЯ
Основной задачей спецкурса является развитие навыков научно- 
практической работы студентов, связанных с инструментальными измерениями характеристик гелиогеофизических полей, анализом и оценкой 
метрологического обеспечения, стандартизации и сертификации в целом, 

Общие положения
а также получение опыта в решении ситуационных задач, которые могут 
возникать на практике в рассматриваемой области применения.
Студенты, по окончании спецкурса, должны:
 
−
знать организацию работ и основные понятия в области государственной системы стандартизации, метрологии, сертификации 
и патентных исследований;
 
−
знать основы методов поверки (калибровки), приборов, применяемых в геофизических наблюдениях и исследованиях.
 
−
уверенно работать с нормативными документами по стандартизации различных категорий и видов, быстро находить и применять 
на практике интересующую их информацию о нормативных требованиях, предъявляемых к производству продукции.
Примечание. Объем спецкурса, вопросы к зачету могут изменяться в соответствии с текущими учебными программами семестров Физического 
факультета МГУ. Действующие руководящие документы и статистика 
приведены на момент издания учебного пособия.
БЛАГОДАРНОСТИ
Автор выражает благодарность моим научным руководителям и учителям —  
Новикову Николаю Юрьевичу
, Кириллову Владимиру Михайловичу 
за вклад и веру в перспективы моего развития; Смирнову Владимиру Борисовичу —  
заведующему кафедры физики Земли физического факультета 
МГУ за инициирование и поддержку данной работы; Лапшину Владимиру 
Борисовичу —  
директору ФГБУ «ИПГ» (2010–2017 гг.) за идею и организацию данного курса на базовой кафедре МГУ; сотруднику ФГБУ «ИПГ» 
Викторко Юрию Тадеушевичу за обновление лекций и редактирование 
данного пособия; студентам кафедры физики Земли и отделения геофизики физического факультета МГУ за провяленный интерес к курсу 
«Метрологическое обеспечение геофизических исследований», читаемый 
на кафедре с 2015 г.

ВВЕДЕНИЕ ВbМЕТРОЛОГИЮ
Р А З Д Е Л
 1
ЛЕКЦИЯ 1
1.1. 
История метрологии. Понятия иbопределения
Метрология —  
наука об измерениях, методах и средствах 
обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. 
В процессе познавательной деятельности человека возникает множество 
задач, для решения которых необходимо располагать количественной 
информацией о том или ином свой 
стве объектов материального мира. 
Основным способом получения количественной информации об окружающем материальном мире являются измерения, выполнение которых 
позволяет получать результаты, с заданной точностью отражающие определенные свой 
ства объекта познания.
С развитием науки, техники, новых технологий измерения охватывают 
все новые и новые физические величины, существенно расширяются диапазоны измерений как в сторону сверхмалых значений, так и в сторону 
очень больших значений физических величин. Непрерывно повышается 
точность измерений.
Для получения достоверных результатов нужен единый научный 
и законодательный фундамент, обеспечивающий на практике высокое 
качество измерений независимо от того, где и с какой целью они проводятся. Таким фундаментом и является метрология.
В настоящее время метрология развивается по нескольким направлениям. Метрология подразделяется на теоретическую, законодательную 
и практическую.
Теоретическая (фундаментальная) метрология —  
раздел метрологии, 
предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии и занимается изучением проблем измерения в целом и элементов, образующих измерение, определение наиболее точных значений важнейших 
физических констант, необходимых для многих отраслей науки и техники.
Законодательная метрология —  
раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических 

Раздел 1. Введение в метрологию
требований по применению физических величин, их единиц, эталонов, 
методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства 
и точности измерений.
Прикладная метрология —  
раздел метрологии, предметом которой 
являются вопросы практического применения разработок теоретической 
метрологии и положений законодательной метрологии.
Основным задачами метрологии являются:
 
−
установление единиц физических величин, государственных эталонов и средств измерений;
 
−
разработка теории, методов средств измерений и контроля;
 
−
обеспечение единства измерений;
 
−
разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;
 
−
разработка методов передачи размеров единиц от первичных 
эталонов к рабочим эталонам (различных разрядов) и средствам 
измерений.
Метрология начинается с древности. Одним из первых документальных упоминаний о единицах измерений содержится в Библии при 
определении размера ковчега, на котором спаслась после потопа семья 
Ноя и масса животных. Длина судна —  
около 300 локтей (130 м), ширина —  
около 20 м (50 локтей), высота —  
около 30 локтей (13 м).
Одной из основных мер длины в России долгое время была сажень 
(упоминается в летописях начала Х в.). Размер ее не был постоянным: 
были известны простая сажень, косая, казенная сажень и др. Применялись 
также меры: аршин, локоть, ладонь, пядь, фут, пядь (рис. 1).
Около 1725 г. по указу Петра I русские меры длины были согласованы 
с английскими.
Для поддержания единства установленных мер существовали эталонные (образцовые) меры, которые находились в храмах и церквях. Церковь 
в этот время отвечала за метрологию, а с начала ХIХ века —  
российскую 
метрологию начало курировать министерство финансов Российской 
империи.
В 1841 г. в соответствии с указом «О системе Российских мер и весов», 
узаконившим ряд мер длины, объема и веса, при Петербургском монетном дворе было организовано Депо образцовых мер и весов —  
первое 
государственное поверочное учреждение. Первым ученым- 
хранителем 
Депо с 1842 по 1865 гг. был академик А.Я. Купфер.
В 1892 г. ученым хранителем Депо образцовых мер и весов был назначен 
великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (рис. 2). По его 
предложению Депо было преобразовано в 1893 г. в Главную палату мер 
и весов, быстро ставшую выдающимся научно- 
методическим центром. 

Лекция 1
В 1945 г. институту метрологии (ВНИИМ) было присвоено имя Д.И. Менделеева. И он стал одним из ведущих НИУ Госстандарта СССР (рис. 3, 
цв. вклейка).
Рис. 1. Основные меры длины на Руси
Для сравнения можно сказать, что в Г
ермании метрологический центр 
был основан в 1887, в Англии —  
в 1900, в США —  
в 1901 г.
Важным этапом в развитии русской метрологии явилось подписание 
Россией метрической конвенции 20 мая 1875 г. В этом же году была создана 
Международная организация мер и весов (ныне МБМВ —  
BIPM), которая расположилась в г. Севре (близ Парижа, Франция). Ученые России 
активно принимали участие в работе этой организации.
В 1889 г. было утверждено «Положение о мерах и весах», в котором 
узаконились русские эталоны аршина и фунта и были введены точные 
соотношения их с метрическими мерами. В этом Положении допускалось 
факультативно применение в России прогрессивной метрологической 
системы мер, внедрению которой Д.И. Менделеев отдал много сил.
В 1849 г. была издана первая научно- 
учебная книга Ф.И. Петрушевского «Общая метрология» (в двух частях), по которой учились первые 
поколения русских метрологов. Официально Россия перешла на метрическую систему в сентябре 1918 г.

Раздел 1. Введение в метрологию
Рис. 4. Вагон-палатка (1904 г.)
Рис. 2. Д.И. Менделеев —  
великий русский ученый, мыслитель, энциклопедист, 
патриот, советник правительства, педагог
Метрология активно развивалась в Российской империи. Д.И. Менделеев был в хороших деловых и человеческих отношениях с министром 
финансов С.Ю. Витте. В связи с большой протяженностью страны была 
проведена организация сети поверочных учреждений нового типа —  
поверочных палаток в 25 городах Российской империи (рис. 4).
Для поверки весов использовались образцовые гири (рис. 5).
Рис. 5. Образцовые гири. Музей метрологии ВНИИМ им. Д.И. Менделеева
1.2. 
Объекты, виды иbметоды измерений. 
Системы физических величин
Физическая величина —  
одно из свой 
ств физического объекта (физической системы, явления или процесса) общее в качественном