Aby zrozumieć grawimetrię geodezyjną należy sobie uświadomić na jakich zagadnieniach w szczególności skupia się ten dział nauki. Określenie charakterystyk pola siły ciężkości Ziemi, jak również innych ciał niebieskich oraz traktowanie tego w kontekście funkcji miejsca i momentu obserwacji stanowi podstawowe zadanie grawimetrii w ujęciu geodezyjnym.

Oczywiście nie byłoby to możliwe do wykonania, gdyby nie wykorzystanie do tego odpowiednich technik. W tym przypadku grawimetria mówi o pomiarach natężenia w odniesieniu do samego pola, jak i jego gradientów. Znamienne jest to, by takowe pomiary były realizowane na powierzchni bryły naszej planety, jednym odstępstwem jest możliwość ich wykonywania w jego sąsiedztwie.

Zastosowanie rezultatów pomiarów grawimetrycznych w geodezji fizycznej – tok postępowania

W tym kontekście chodzi o to by, poprawione i odpowiednio zredukowane wartości natężenia, które zaobserwowaliśmy były przeciwstawione charakterystykom tzw. normalnego pola siły ciężkości. Tutaj mamy do czynienia z potencjalnym, wręcz modelowym polem jakie zostanie wytwarzane przez bryłę – elipsoidę ziemską, o której należy wiedzieć że:

• jest jednorodna
• posiada regularne kształty
• winna mieć określone parametry przy wykorzystaniu wyznaczeń satelitarnych.

Parametry, o których mowa powyżej to ściślej mówiąc: prędkość wirowania wokół osi, długość większej półosi równikowej, spłaszczenie geometryczne, oraz główne momenty bezwładności.

Grawimetria geodezyjna – standardy wykorzystywane w pomiarach

Wiele zjawisk jest wykorzystywanych w grawimetrii geodezyjnej przy pomiarach wartości sumy wektorów grawitacji i siły odśrodkowej.

Do najczęściej spotykanych należą:

• ruch wahadła fizycznego
• swobodny spadek ciała w polu siły ciężkości,
• deformację ciał sprężystych pod działaniem stałej masy,
• wznoszenie się cieczy w kapilarze,
• ruch przewodnika lub naładowanych elektrycznie cząsteczek w polu magnesu stałego,
• precesję giroskopu,
• zakrzywienie powierzchni wirującej cieczy.

Jednak sporo się zmienia, z racji tego, iż dzisiejsza technika pomiarowa (i nie tylko) bardzo szybko się rozwija, a razem z tym rosną oczekiwania co do dokładności pobieranych pomiarów. Zwykło się więc już nie wykorzystywać obserwacji wszystkich wyżej wymienionych zjawisk, ale wybierając tylko kluczowe z nich. Na kanwie tego również dokonano podziału metod pomiary przyspieszenia siły ciężkości.

Te dwie grupy to:

• pomiary związane z obserwacją ruchu ciała w polu siły ciężkości tj. dynamicznego
• pomiary związane z obserwacją stanu równowagi masy czujnika grawitacyjnego tj. statyczne

Jednak, aby w pełni zrozumieć specyfikę tych pomiarów należy także uświadomić sobie, że dynamiczne, wyżej wymienione pomiary można podzielić na kolejne dwie grupy. W przypadku pierwszej z nich kiedy to chodzi o pomiary wahadłowe – konieczne jest wykorzystanie obserwacji zależności okresu swobodnego ruchu wahadła względem tego jakie przyspieszenia siły ciężkości ma miejsce w miejscu pomiaru. Drugą grupą pomiarów dynamicznych są te rodzaju balistycznego. W tym przypadku konieczne jest już użycie realizację równania drogi przebytej w polu siły ciężkości ruchem który może być albo jednostajnie przyspieszony albo jednostajnie opóźniony.

Metody statyczne pomiarów grawimetrycznych

W tym kontekście należy nadmienić przede wszystkim, że mamy tutaj do czynienia z doprowadzaniem masy próbnej M do stanu równowagi. Ważne do zaznaczenia jest to, iż jest to realizowane za pomocą wzorcowanej siły kompensującej F, która dodatkowo i bez wyjątku musi zostać umieszczona w systemie pomiarowym.

O sile kompensującej w ujęciu grawimetrycznej geodezji należy także dodać, że siła ta może być wytwarzana poprzez różnorakie sposoby np.:

• siła elektromotoryczna
• deformacja skręcanej nici
• wydłużanie sprężyny
• skracanie sprężyny

Na koniec należy jeszcze dodać co nieco na temat innego sposobu podziału obserwacji grawimetrycznych, gdzie wyróżnia się pomiary:

• absolutne (bezwzględne)
• względne (różnicowe).

Jednak tylko metody dynamiczne są w stanie odpowiadać wymogom tego rodzaju obserwacji, co jest podstawową informacją, która ostatecznie decyduje o wyborze metody, jaka będzie z powodzeniem stosowana w danym zadaniu odnoszącym się do grawimetrycznych zasad używanych w geodezji. Podsumowując warto dodać, iż dobrze jest pogłębić ten temat, bowiem jest niezwykle fascynującym zagadnieniem.

Więcej o grawimetrii geodezyjnej dowiesz się z https://www.poznan-geodeta.pl/