Geodézia geodéziai gravimetria mi geodeziya geodezicheskaya gravimetriya érték,
Geodézia: geodéziai gravimetria
Geodézia: geodéziai gravimetria - A GEODESY cikkhez
Mérőeszközök. A gravitáció leggyakoribb mérőeszköze gravimetria. Relatív mérésekhez, azaz. a gravitációs erő értékének különbsége két ponton. A gravimetró legfontosabb eleme vízszintes lengőkaros. az egyik végén elhelyezett egy terhelés, és a másik jelentése egy hordozóanyag, amelyhez képest a tengelye a himba lehet forgatni hatására egy rugó elrendezve ferdén. Egyik végét a rugó van rögzítve a rocker pont közelében rakodóhely. a második - a készülék testének merev eleméhez. Ha bármelyik indexek a helyzet a terhelés a skála, nullára, majd egy másik pontján kapcsolatban a változás gravitáció (és így a terhelés pozíció) olvasatra a skála a készülék más lesz nulla. Ez az olvasat a skála, és meghatározza a különbséget gravitációs értékek két pont között. Az előnyök ilyen graviméterek a kis méret és a nagy pontosságú (legfeljebb 0,02 milligal, mGal).
A tényleges értéke a gravitációs gyorsulás bármely ponton képest egy előre meghatározott mérési pont társított adatokat mérések abszolút gravitációs ezen a ponton ballisztikus graviméter, ahol a test mérjük az esés során a gravitáció. A távolság, amelyet a testület a folyamat alá, mérjük a lézeres interferométer. és az esés ideje - egy nagy pontosságú elektronikus eszköz. A ballisztikus gravimetrikus mérés pontossága eléri a 0,01 mGal értéket. A gravitáció abszolút méréseinek elvégzéséhez nagy mennyiségű segédberendezés szükséges. így nem praktikus a hagyományos geodéziai felmérések elvégzése. A legtöbb ballisztikus graviméter helyhez kötött laboratóriumokban található. Vannak azonban olyan hordozható eszközök is, amelyek elfogadható mérési pontossággal rendelkeznek.
Az 1971-es Nemzetközi Gravimetriás Szabvány Hálózat 10 gravimetrikus állomást tartalmaz az abszolút mérésekhez és 1854 pontot a relatív gravitációs mérésekhez. Ez a hálózat alapja számos regionális gravitációs felmérés elvégzésének, 0,1-0,2 mGal pontossággal. Habár a statikus graviméterek lehetővé teszik a legpontosabb értékek megszerzését, ezek használata a területen jelentős munkaerőt és időt igényel.
Alkalmazás graviméterekhez mozgatható bázisok akadályozza elsősorban az a tény, hogy a készülék nem képes érezni a különbséget a nehézségi gyorsulás és a tehetetlenség előforduló azonos (kinematikus) perturbáltam gyorsulás (például miatt függőleges gyorsulások, amikor a jármű mozog. Hajó vagy repülőgép). Mindazonáltal vannak hasonló rendszerek, amelyek pontos gravimetriás mérések több milligals. Használnak fejlett földi gravimétereket vagy gyorsulásmérők készletét. mérve a gyorsulás nagyságát minden irányban. Kinematikai komponense gyorsulás kivonjuk a teljes érték, amelyre a rendszer végzi állandó megtett távolságot differenciálódás adott időben, és a sebesség után kapott későbbi differenciálódás ad a kívánt gyorsulási értéknek megfelelő. Ezenkívül lehetővé válik korrekciók bevezetése az ilyen ritkán figyelembe vett tényezők hatására. A Coriolis és a centripetális gyorsulás gyorsulásaként.
A hordozható gravimetriás eszközök sikeres működéséhez nagy pontosságú modern navigációs rendszereket kell használni. Az aerogravometriás felmérések általában radaros vagy lézeres magasságmérőkkel (magasságmérőkkel) ellátott fedélzeti radar rendszereket használnak. A szükséges pontosság elérése érdekében figyelembe veszik a GPS műholdrendszerből származó adatokat is. A gravitációs gradiens mérésekor (a gravitációs sebesség nagyon rövid távolságra történő változásának nagyságrendjében) maga a hordozóeszköz pozíciója és gyorsulása általában elhanyagolt, de kifinomultabb mérőeszközöket használnak. A meglévő mobil rendszerek a gravimetriás mérések elvégzéséhez vagy a kísérleti fejlesztési szakaszban vannak. (vagyis egy helikopterre helyezett gravimetrikus rendszer esetében) kizárólag geofizikai vizsgálatokban használják.
Fontos szerepet mérésének fejlesztését a gravitációs mező a Föld játszott paraméter használata radar magasságmérő, fedélzetén elhelyezett keringő műholdak. Elvben. műholdas magasságmérés igen egyszerű: a távolság a műhold, hogy az óceán felszínén határozza meg az elektronikus eszközök használatát, amelyek mérik az időt, amely alatt a rádióhullámok át az a távolság, és az utat vissza a fórumon fogadó eszköz után gondolkodás az óceán felszínén. A jel továbbításának sebessége. megszorozva a kapott időintervallum felével megadja a kívánt magasságértéket. A vízszintes felületen az óceán (amely hozzávetőleg megfelel a geoid) tekintetében a Föld középpontja vagy relatív egy felületéhez egy ellipszoid számítjuk, mint a különbség a műhold pályáját magasságban (ami által meghatározott folyamatosan elrendezett szerte a világon nyomkövető állomás) és a mért értékeket a műhold feletti magasságától az óceán felszínén. Így, ha a műholdas mérési rendszer meghatározására magassági helyzete az óceán felszínén (geoid) egy jelentős részét a terület több hónapig is eltarthat. Mivel kb. 70% -át a teljes felület van a föld-óceáni, sok a korábban ismert adatok a Föld gravitációs tere (közelíteni geoid) kaptuk az első menetek speciális műholdak repülés.
Ha ismerjük a gravitációs mező adott határának (ebben az esetben a sík felületén) a konfigurációját, akkor a gravitációs értékek meghatározása tisztán matematikai problémává válik. Az első műholdmérési pontosság kb. 1 m, és modern - néhány centiméter. A mérések pontosságának fő korlátját a műholdas altimetria segítségével a vízszintes felbontás paraméterei határozzák meg, amikor az óceán felületét szkennelik és a műholdas mozgás nagy sebességét. Egy másik korlátozás az elektromágneses hullámok terjedésének sebességét a légkör különböző rétegeiben bekövetkező változásokra vonatkozó ismereteink hiánytalanságát vonja maga után. A korszerű magasságmérők által nyújtott nagy pontosság kihasználásához hasonló pontosságot kell elérni a műhold pályájának meghatározásakor és a geoid felszínének és a szél hatására zavaró óceán felszínének divergenciája között. áramlatok. hőmérsékleteket és egyéb tényezőket. Valójában sok olyan műholdat, amelyek magassági megfigyelést végeztek. amelyeket kifejezetten az óceáni áramlatokra vonatkozó adatok megszerzésére terveztek a magasság bizonyos úton történő ismételt mérésével. A geoid felületet, amely állandó értékű, kizárt a megfigyelések eredményéből, csak az óceán szintjének változását vették figyelembe a geoid felszínén, lehetővé téve az áramok és egyéb folyamatok megítélését.
Módszertan. A gravitációs mező a Föld lehet két részre oszlik: a normál gravitációs mező és a maradék rendellenes területen. A fizikai geodézia főként anomális gravitációs mezővel működik. A fő előnye ennek a megoldásnak, hogy a rendellenes tere sokkal gyengébb, mint a tényleges Föld gravitációs tere és ezért könnyebb jellemzőinek meghatározásához. A normál gravitációs mezőt négy paraméter jellemzi: a Föld teljes tömege; az ellipszoid alakja és mérete, amely a geoidnak leginkább megfelel globális szinten; a Föld forgási sebességét. Definíciója a feltételből következik. hogy a felület ellipszoid - egy sík felületen egy normális gravitációs mező, és a felszínen a geoid egy vízszintes felületen egy virtuális gravitációs mező (normál mező is magyarázza a létezését nem gravitációs, centrifugális erő miatt előfordul, hogy a Föld forgása saját tengelye körül). Feltételezzük, hogy a központ a ellipszoid normál (vagy referencia ellipszoid) egybeesik a tömegközéppontja a föld. Bármely pontján a geoid magasság különbség és a referencia ellipszoid, az úgynevezett geoid egyenetlenség egyenesen arányos a zavaró hatás (potenciális gravitáció - az egyik legfontosabb jellemzője a Föld gravitációs mező). Így a meghatározása az anomális gravitációs mezőben (gravimetriás mérés) lehetővé teszi, hogy meghatározzuk a pozícióját a geoid felületet tekintetében a ellipszoid, és így - az alak a Földön. Ha tudjuk, hogy az alak a geoid, az ismert és az irányát a gravitáció, amely minden pontban merőleges a geoid. Ebből következik, hogy a vonalvezetés eltérést mutat. azaz közötti szög az irányát a gravitáció, és merőleges arra a felületre, a ellipszoid.
A matematikai fizikában léteznek úgynevezett. határ- vagy határérték-problémákat. a következőképpen alakul ki: Ha egy bizonyos mennyiségben, például zavaró potenciálban bekövetkező változások bizonyos törvények hatálya alá esnek, és ez az érték (vagy ahhoz kapcsolódóan) bizonyos határfelületen meghatározott értéket vesz fel, akkor ez a mennyiség bármely térbeli pontban meghatározható. A geodéziában a gravitációs erő közvetlen mérésekkel van meghatározva; így a probléma a földfelszín feletti és feletti perturbáló potenciál meghatározása. A geodéziában azonban a határérték problémát bonyolítja az a tény, hogy a geoid tekintetében meghatározott határfelület (ebben az esetben a Föld fizikai felszíne) a szükséges mennyiség, amelyet az utolsó helyen határozunk meg; ezért ez egy ismeretlen mennyiség, amely a probléma részét képezi. Elméleti szempontból. ez az egyik legnehezebb probléma a geodéziában, amelyre csak megközelítő megoldásokat kaptak eddig.
Ír matematikus Dzh.Stoks döntött 1849-ben az első geodéziai határ problémája biztosított. hogy a gravitációs gyorsulás ismert bármely pontján a felszínen a geoid (ide, mivel az határoló felület). Ahhoz azonban, hogy súlyának az egész Föld felszíne nagyon nehéz, és mérni a gravitációs erő a felszínen a geoid szárazföldön lehetetlen. Az egyetlen lehetséges megoldás az, hogy kiszámítja a nehézségi gyorsulás a geoid végzett mérések a Föld felszínét, és bevezetése egy javítást az anomália magasságot. Ez a módszer is szükséges figyelembe venni a gravitációs hatás tömeg kéreg között helyezkedik topográfiai felület és a geoid.
Az 1950-es évek végén a szovjet geodézista, MS Molodensky egy tetszőleges felületre (beleértve a topográfiát) megfelelő megoldást talált; ez a felület gravimetrikus adatokkal írható le. Bár ez a döntés is hozzávetőleges, előrelépést jelent, mert nem igényel ismereteket a földkéreg felső részének sűrűségszerkezetéről, amint azt a Stokes-megoldás megkívánja. Mindkét esetben a gravitációs gyorsulás nagysága közel ahhoz a ponthoz, ahol a geoid felületének meghatározása sokkal erősebb hatással bír. mint távoli területeken. Ebből következik, hogy a gravitációs mérések pontossága globális szinten nem feltétlenül szükséges.
A geodéziai kutatás egyéb vonatkozásai. A korszerű műszerek és mérési módszerek alkalmazásával lehetővé vált a geodéziai koordináták rendszerének korrekciója. Az ilyen finomítások azonban meglehetősen ritkák, mivel a koordinátarendszernek meglehetősen merevnek kell lennie, mégis néhány esetben például a földrengések tanulmányozásában. gravimetrikus és pusztán geodéziai munka figyelembe veszi az események időbeli aspektusát.
Az 1960-as években, amikor a Hold tanulmányait nagyon aktívan végezték, a helymeghatározáshoz kapcsolódó feladatok nagy része. a navigáció és a leképezés geodéziai módszerekkel megoldódott. Most teljesen világos, hogy a módszerek. amelyet a Föld tanulmányozására fejlesztettek ki, bármely más bolygón használható, bár természetesen minden esetben különleges nehézségekkel jár.