Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Гравіметрія (геодезія)



План:


Введення

Гравітаційні аномалії землі (за даними супутникової місії GRACE).

Гравіметрія (від лат. gravis - "Важкий" і греч. μετρέω - "Міряю"); геодезична гравіметрія, гравітаційне зондування) - геофізичний і геодезичний метод, який полягає у вимірюванні поля сили тяжіння. Як правило, об'єктом гравіметрії є Земля, проте супутники, що направляються до Марсу, Венері, Юпітеру і інших планет також можуть використовуватися для гравіметричних спостережень.


1. Теоретичні основи

Сила тяжіння, то є сила, що діє на одиничну масу на Землі, складається з сил тяжіння і сили інерції ( відцентрової сили), викликаної обертанням Землі:

F = - G \ mu \ int \ limits_M {{{dm} \ over {R ^ 2}}} {{\ vec R} \ over R} + \ mu (\ omega \ times r) \ times \ omega ,
де \! G - гравітаційна стала, \! \ Mu - Одинична маса, \! dm - Елемент маси Землі, \! \ Vec R = r - r '; r, r' - Радіус-вектори точки вимірювання і елемента маси, \! \ Omega - Кутова швидкість обертання Землі; інтеграл береться по всіх масам.

При гравіметричних спостереженнях за допомогою супутників об'єктом вимірювання є лише поле тяжіння Землі або іншої планети, то є перший член.

Потенціал поля сили тяжіння \! \ Omega визначається співвідношенням:

\ Omega = G \ int \ limits_M {{{dm} \ over R} + {{\ omega ^ 2 r ^ 2} \ over 2} \ cos ^ 2 \ varphi} ,
де \ Varphi - широта точки вимірювання.

Умова постійної сили тяжіння \! \ Omega = const визначає безліч еквіпотенціальних поверхонь - т. зв. вирівняних поверхонь; вирівняна поверхня, для якої сила тяжіння збігається з силою тяжіння на среднемноголетнем (невозмущенном) рівні моря називається геоїд.

Для зручності подання, не залежного від локального розподілу мас, силу тяжкості ділять на два компоненти: нормальну частина \! \ Gamma , Що представляє силу тяжіння однорідного референц-еліпсоїда (тобто еліпсоїда обертання з масою і швидкістю обертання, рівним земним, і максимально відповідного геоиду), і аномальну \! \ Delta g , Що дорівнює різниці між спостережуваної \! g і нормальної силами тяжкості \! \ Delta g = g-\ gamma .

У міжнародній гравіметричної системі IGSN 71 для нормальної сили тяжіння прийнята формула з поправочними коефіцієнтами, визначеними за сукупністю гравіметричних даних на 1967 р.:

γ = 9,780318 (1 + 0,005302 s i n 2 φ - 0,0000059 s i n 2 2φ) м / з.

2. Предмет і застосування гравіметрії

Гравіметрія розглядає теорії та методи вимірювання сили тяжіння для вирішення різних завдань геодезії, геофізики та інших наук про Землю.

2.1. Гравіметрія в геодезії

Основний зміст гравіметрії в геодезії - теорії та методи визначення зовнішнього поля потенціалу та сили тяжіння Землі (g) за вимірюваннями на земній поверхні і по астрономо-геодезичним даними. Гравіметрія в геодезічеком контексті включає в себе теорію нівелірних висот і обробку астрономо-геодезичних мереж. Одне з основних геодезічекіх додатків гравіметрії - побудова моделей геоїда. Точне знання геоїда необхідно, зокрема, в навігації - для перерахунку геодезичних (еліпсоїдальних) висот, безпосередньо вимірюваних GPS-приймачами, в висоти над рівнем моря, а також у фізичної океанології - для визначення висот морської поверхні.


2.2. Гравіметрія в геофізиці

У геофізиці гравіметрія використовується в цілях дослідження внутрішньої будови Землі, а також інших планет. У контексті розвідувальної геофізики гравіметрія зазвичай називається гравірозвідки.

2.3. Гравіметрія в інших науках про Землю

З запуском супутникової місії GRACE в 2002 р. вперше з'явилася можливість вимірювати часові зміни земного поля тяжіння в регіональному масштабі. Ці виміри дозволяють, зокрема, отримувати додаткову інформацію про процеси, пов'язаних зі зміною клімату.

3. Одиниці виміру та стандарти

Одиницею виміру в гравіметрії є Гал (1 см / с ) названа на честь італійського вченого Галілео Галілея. На початку XX століття був визначений абсолютний стандарт сили тяжіння Землі, заснований на гравіметричних вимірах в Потсдамі (сила тяжіння в Потсдамі - 981 274 мГал), проте вже в 30-і роки XX століття були отримані дані про те, потсдамський стандарт завищений на 13-14 мГал. Результатом стало створення єдиної світової опорної гравіметричної мережі International Gravity Standardization Net (IGSN), в 1971 р. вона була прийнята замість потсдамської системи (стандарт IGSN 71), в якій абсолютний стандарт сили тяжіння Землі, не прив'язаний до координати, становить 978 031,8 мГал.


4. Обладнання

Наземні гравіметричні спостереження проводяться за допомогою гравіметрів або акселерометрів. В гравіметричних спостереженнях за допомогою супутника використовуються, як правило, високоточні вимірювання його орбіти.

Література

  • Гравіметрія / / Фізична енциклопедія. - Т. 2.
  • Хаббард У. Б., Спеттері В. Л. Внутрішня будова Юпітера. Теорія гравітаційного зондування / / Юпітер. - М., 1978.
  • Сукач М. К. Гравітаційне зондування грунтів. - Київ: Наукова думка, 1998. - ISBN 966-00-0462-1.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Гравіметрія
Гравіметрія (хімія)
Геодезія
Інженерна геодезія
Тріангуляція (геодезія)
Репер (геодезія)
Азимут (геодезія)
Вища геодезія
Космічна геодезія
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru