Geodézia, geodinamika, gravimetriával, lövészet módszerekkel (3. rész) - a jobb - cikkek Directory - geokart -
Geodéziai elmélet és a gyakorlat jobbára a mérésére a gravitációs erő.
Mérőeszköz. A leggyakoribb mérésére szolgáló eszközt a gravitációs erő - gravimeter használt relatív mérés, vagyis a különbség a gravitációs értékek két pontot ... A fő eleme a graviméter egy vízszintes tartóval, 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 elhelyezés terhelés, a második - a merev tagja a házban. 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 csökkenő mérjük, lézeres interferométer, és az őszi idő - precíziós elektronikus készülék. Mérési pontosság ballisztikus graviméterekhez eléri 0,01 mGal. Elvégzéséhez az abszolút mérési gravitációs igényel nagy mennyiségű kiegészítő berendezések, ezért nem célszerű elvégezni a szokásos geodéziai felmérés. A legtöbb ballisztikus graviméterekhez található helyhez kötött laboratóriumok, de vannak hordozható eszközök, amelyek elfogadható szintű pontosságot.
Nemzetközi szabvány gravimetriai hálózat 1971 szereplő 10 ülepítő állomás az abszolút mérések és 1854 pont relatív gravitációs mérésekkel. Ez a hálózat az alapja számos regionális gravitációs felmérés pontossággal 0,1-0,2 mgal. Bár statikus graviméterekhez lehetséges a legpontosabb értékeket, ezek alkalmazása a területen igényel jelentős beruházást időt és erőfeszítést 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, hajó vagy légi jármű). Mindazonáltal vannak hasonló rendszerek, amelyek pontos gravimetriás mérések több milligals. Ezek használata a fejlett földfelszíni graviméterekhez vagy beállítja a gyorsulásmérő, mérjük a gyorsulás 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. Ezen kívül lehetőség van, hogy vezessenek be egy módosítást a hatást ezek a tényezők csak ritkán veszik figyelembe, a Coriolis gyorsulás és centripetális gyorsulás.
A sikeres működéséhez ülepítő hordozható eszközöket úgy használja a modern, nagy pontosságú navigációs rendszer. Az általánosan alkalmazott ülepítő felvételi fedélzeti radar rendszer a radar vagy lézer magasságmérő (magasságmérő). Ahhoz, hogy a szükséges pontosságot is figyelembe véve a kapott adatok a GPS műholdas rendszer. A mérés gravitációs gradiens (a változás összegét a nehézségi gyorsulás nagyon rövid távolságokon) általában figyelmen kívül hagyják, figyelembe véve a helyzet és gyorsulás a hordozó rendszer, de használ kifinomultabb műszerek. Meglévő mobil rendszerek gravimetriás mérések, vagy a kísérleti fejlődési szakaszban, vagy (például abban az esetben egy gravimetrikus rendszer, elhelyezve egy helikopter) kizárólag a geofizikai vizsgálatok.
Fontos szerepet mérésének fejlesztését a gravitációs mező a Föld játszott paraméter használata radar magasságmérő, fedélzetén elhelyezett keringő műholdak. Alapvetően műholdas magasságmérési igen egyszerű: a távolság a műhold, hogy az óceán felszínén segítségével határozzuk meg az elektronikus eszközök, amelyek mérik az időt, amely alatt a rádióhullámok át ezt a távolságot, és térjen vissza a fedélzeti vevőegység visszaverődést követően a az óceán felszínén. A terjedési sebesség a szorzott jelet fele a kapott vremennugo szegmens adja a kívánt magasságot. 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 az ismert konfiguráció egy bizonyos határt (ebben az esetben a felszíni szinten) a területen a gravitáció, akkor a gravitáció meghatározott érték lesz tisztán matematikai probléma. Az első műhold magasságmérő pontossága kb. 1 m, és modernebb - néhány centimétert. A fő korlátja a mérés pontosságát a műholdas magasságmérési paraméterek vízszintes felbontás határozza meg szkennelés az óceán felszínén, és a nagy sebességű mozgás a műhold. Egy másik korlátja szab hiányos ismereteinket a változások sebessége elektromágneses hullámok terjedését különböző rétegeiben a légkörbe. Ahhoz, hogy kihasználják a nagy pontosságú, amelyek lehetővé teszik a modern magasságmérő, szükséges, hogy elérjék hasonló pontossággal határozhatók meg a pályára a műholdas és a részek közötti különbség a felszínen a geoid és az óceán felszíni zavaró hatásai szél, az áramlatok, hőmérséklet és egyéb tényezők. Tény, hogy sok repülő műhold hajtottak végre magasságmérési megfigyelések, speciálisan tervezett, hogy adatokat szolgáltassanak az óceáni áramlatok ismételt magasságméréseket bizonyos útvonalakon. A felület a geoid, amely állandó, így kizárják a megfigyelés eredményeit vettük figyelembe csak a változásokat a tengerszint tekintetében a geoid felület, a bíró az áramlatok és egyéb folyamatok.
Módszertan. A gravitációs mező a Föld lehet két részre oszlik: a normál gravitációs mező és a maradék rendellenes területen. A Fizikai Geodézia működnek alapvetően az anomális gravitációs mező. A fő előnye ennek a megoldásnak, hogy a rendellenes tere sokkal gyengébb, mint a tényleges Föld gravitációs tere és ezért könnyebb jellemzőinek meghatározásához. Normál gravitációs mező jellemzi négy paraméter: a teljes tömege a Föld; ellipszoid alakú és méretű, hogy a leginkább megfelelő geoid globálisan; Föld forgási sebessége. A definíció származik a feltétellel, hogy az ellipszoid felület - vízszintes felületen egy normális gravitációs mező és a geoid felület egy sík felületre 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. Következésképpen, lehet találni egy függőleges vonal, azaz. E. közötti szög az irányát a gravitáció, és merőleges arra a felületre, a ellipszoid.
A matematikai fizika, vannak t. N. határ vagy határát megfogalmazott problémákat körülbelül a következő. Ha a változás egy mennyiség, például perturbáló potenciál, figyelemmel néhány jog és ezt az értéket (vagy társítva) feltételezi egy bizonyos értéket egy bizonyos határoló felülete, lehetőség van, hogy meghatározza az értékét ezt az értéket a tér bármely pontján. A felmérés a gravitációs erő határozza meg a közvetlen mérés; így a kihívás az, hogy meghatározza a zavaró hatásúak a Föld felszínét, és felette. Azonban Geodesy határ problémát bonyolítja az a tény, hogy a határoló felület (ebben az esetben a fizikai felület a föld), viszonyítva határozzuk meg, hogy a geoid a kívánt értéket, amely meghatározott végső fokon; így ez egy újabb ismeretlen mennyiségű, egy része a problémának. Elméleti szempontból, ez az egyik legnehezebb problémája a geodézia, amelyre eddig kapott csak közelítő megoldásokat.
Ír matematikus Dzh.Stoks döntött 1849-ben az első geodéziai határ érték probléma, feltéve, 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.
A késő 1950-es szovjet felmérővel M.S.Molodensky talált megoldást, amely alkalmas tetszőleges felületre (beleértve a topográfiai); ez a felület lehet leírni a gravimetrikus adatok. Bár ez a megoldás is hozzávetőleges, ez előrelépést jelent, azaz a. A. Nem igényel ismereteket a sűrűség szerkezet a felső tízezer, ahogy azt a megoldást Stokes. Mindkét esetben az értéke a gravitációs gyorsulás közel az a pont, ahol a felületet meg kell határozni geoid sokkal nagyobb a befolyása, mint a távolabbi területeken. Ebből következik, hogy a követelményeket a pontosság gravitációs méréseket a globális nem lehet olyan szigorúak.
Egyéb szempontok geodéziai vizsgálatok. Használata révén a modern eszközök és mérési módszerek a lehetőséget, hogy a rendszer módosítását geodéziai koordinátákat. Azonban az ilyen pontosítás meglehetősen ritka, mert a koordináta-rendszert úgy kell elég kemény, és mégis, bizonyos esetekben, például a tanulmány a földrengések, a gravitáció földmérési és tiszta, és figyelembe veszi az időbeli dimenzióját eseményeket.
Az 1960-as, amikor a Hold nagyon aktívan végzett kutatásokat, a legtöbb kapcsolatos feladatok helymeghatározó, navigációs és térképészeti kerülnek megoldható geodéziai módszerekkel. Most már egyértelmű, hogy a kifejlesztett módszerek tanulmányozása a Föld, használható bármely más bolygó, bár természetesen minden esetben lesz társítva speciális nehézségeket.
Kuzmin BS Gerasimov FY Molokanov VM Egy rövid Földmérő szótárban. Ed. 3.. M. 1980;
Bryuhanov AV Gospodinov GV írástudók YF Aerospace módszerek földrajzi kutatások. M. 1982