Przygotowania do grawimetrycznych pomiarów absolutnych w
Obserwatorium Astronomiczno-Geodezyjnymw Józefosławiu
Anna Korbacz
Seminarium Zakładu Geodezji Planetarnej CBK PAN, Warszawa 14 października 2005
Na początku się przedstawię
absolwentka wydziału GiK PW,specjalność GPP
praca magisterska nt. „Analiza parametrów geometrycznych pola siły ciężkościna stanowisku grawimetrycznych pomiarów absolutnych w Józefosławiu”
staż asystencki w IGWiAG PW geodezja satelitarna, grawimetria, ruch
obrotowy Ziemi
Plan prezentacji
Elementy pola siły ciężkości Grawimetria Grawimetryczne wyznaczenia absolutne Przygotowanie stanowiska
Podsumowanie
przeprowadzone eksperymenty opracowanie wyników
Siła ciężkości i jej potencjał
potencjał siły ciężkości
rr
mmGF
321
r
VmP
2
22
2
1r
r
dMGPW
M
na siłę ciężkości składa się siła przyciągania i siła odśrodkowa
Pierwsze pochodnepotencjału siły ciężkości
.
2
2
z
VW
z
Wg
yy
VW
y
Wg
xx
VW
x
Wg
z
ozn
z
y
ozn
y
x
ozn
x
jednostki
w układzie SI 1ms-2
1 Gal = 10-2ms-2
Drugie pochodnepotencjału siły ciężkości
yx
WWxy
2
2
2
2
2
x
W
y
WWWW xxyy
zx
WWxz
2
zy
WWyz
2
zz
WWzz
2
krzywiznowe:
gradientowe:
w układzie SI 1 s-2
1 mGal / m = 10-5 s-2
jednostki:
Grawimetria [1]
badanie pola siły ciężkości Ziemi oraz innych ciał niebieskich
zastosowania grawimetrii
wyznaczanie N poprawki w niwelacji geofizyka zjawisko pływów
Grawimetria [2]
sieci grawimetryczne
konieczne pomiary absolutne i względne
POGK ’99 UNIGRACE IAGBN
Pomiary balistyczne [1]
wykorzystanie zjawiska swobodnego spadku
długość toru ruchu ciała ~1m
2
2
000
tgtvll
zzWtlfg ,,0
Pomiary balistyczne [2] Co jest ukryte w pomierzonej wartości
przyspieszenia siły ciężkości?
szukane g na punkcie wpływ masy
aparatury pomiarowej Wxz Wyz Wzz
Stanowisko pomiarowe
Lokalny układ współrzędnych
północ
wschód
Jak wyglądały pomiary?
Stabilność stanowiska [1]
kilkukrotna rejestracja grawimetrem Scintrex Autograv CG-3M przy ruchach ludzi wokół stanowiska
rejestracja ciągła grawimetrami Scintrex oraz LaCoste&Romberg G-986 na badanym stanowisku
przeprowadzone eksperymenty
Stabilność stanowiska [2]
4825.9000
4826.0000
4826.1000
4826.2000
4826.3000
4826.4000
4826.5000
2005-02-09 00:00 2005-02-12 00:00 2005-02-15 00:00 2005-02-18 00:00 2005-02-21 00:00 2005-02-24 00:00 2005-02-27 00:00
czas TU
g r
efe
ren
cyjn
e [
mG
al]
LCR
Scintrex
pływ teoretyczny
wykresy obserwacji ciągłych
4826,1700
4826,1900
4826,2100
4826,2300
4826,2500
4826,2700
4826,2900
4826,3100
4826,3300
4826,3500
2005-02-16 12:00 2005-02-16 16:30 2005-02-16 21:00
czas TU
g r
ef [
mg
al]
obserwacje LCRobserwacje Scintrexpływ teoretyczny
Stabilność stanowiska [3]
fragmenty obserwacji
4826,1800
4826,2000
4826,2200
4826,2400
4826,2600
4826,2800
4826,3000
4826,3200
4826,3400
2005-02-0912:00
2005-02-0913:30
2005-02-0915:00
2005-02-0916:30
2005-02-0918:00
czas TU
g r
ef [
mg
al]
obserwacje LCRobserwacje Scintrexpływ teoretyczny
Stabilność stanowiska [4]
błędy obserwacji grawimetrami Scintrex CG-3M i LCR-G
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
2005-02-0912:00
2005-02-1412:00
2005-02-1912:00
2005-02-2412:00
czas TU
błą
d [
mG
al]
Stabilność stanowiska [5]
analiza obserwacji grawimetrem Scintrex CG-3M
Gradient poziomy [1]
pomiar na 9 punktach na słupie absolutnymw kilku seriach
Gradient poziomy [2]
rozkład wartości g na słupie pomiarowym
praktyczny teoretyczny
Gradient pionowy [1]
pomiar na 5 poziomach grawimetrem Scintrex CG-3M
Pomiar na 6 poziomach grawimetrem LCR-G
Gradient pionowy [2]
cbhahg ref 2
bahWzz 2
200266,000824,0
m
mGala
m
mGalb 00534,024799,0
aproksymacja zmian g z wysokością przy użyciu funkcji kwadratowej
Seria 1 - LCR
y = 0,0161x2 - 0,2629x + 4825,9
4825,4500
4825,5000
4825,5500
4825,6000
4825,6500
4825,7000
4825,7500
4825,8000
4825,8500
4825,9000
4825,9500
0,000 0,500 1,000 1,500 2,000
wysokość układu mierzącego [m]
g r
efer
ency
jne
[mG
al]
Gradient pionowy [3]
obliczenie gradientu pionowego na połowę interwału wysokości
h
gWzz
Zależność gradientu pionowego od wysokości
-0.3000
-0.2500
-0.2000
-0.1500
-0.1000
-0.0500
0.0000
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000
wysokość [m]
Wzz
[m
Gal
/m]
32 dhchbhaWzz a -0,18690 ± 0,01367
b -0,22327 ± 0,04899
c 0,25793 ± 0,05212
d -0,08138 ± 0,01668
niwelacja precyzyjna między stanowiskiem pomiarów absolutnych a punktem osnowy państwowej I klasy
przeniesienie wartości g z punktu POGK’99
wyznaczenie współrzędnych stanowiska z użyciem tachimetrii i pomiarów satelitarnych GPS
Wyznaczeniewspółrzędnych i wartości g [1]
Wyznaczeniewspółrzędnych i wartości g [2]
B = 52°05'51,912"N L = 21°01'56,592"E H = 103,88 m g = 981214,028 mGal
(WGS-84)(WGS-84)(wys.normalna)(POGK’99)
Podsumowanie stanowisko zostało przygotowane do
pomiarów absolutnych – jest stabilne, znane są jego współrzędne oraz funkcja aproksymująca gradient pionowy przyspieszenia siły ciężkości
wady stanowiska budynek może osiadać powierzchnia słupa jest zbyt mała duży gradient poziomy stanowisko posadowiono na glinie
(zmiany temperatury, wilgotności)
Dziękuję za uwagę