powrót

Mariusz Pasik

Pomiary gradientometryczne w systemach wysokości

Gradientem pionowym ciężkości jest zmiana ciężkości wraz z wysokością. Z normalnym pionowym gradientem ciężkości mamy do czynienia przy okazji redukcji grawimetrycznych. Jego rzeczywista wartość odbiega od wartości normalnej, i to czasami dosyć znacznie. Wobec szybkiego rozwoju instrumentów pomiar wartości tego gradientu wykonuje się za pomocą precyzyjnego grawimetru na dwóch różnych wysokościach nad stanowiskiem pomiarowym. Na fotografii taki pomiar wykonywany jest instrumentem Scintrex CG-3. Pomiar jest możliwy dzięki zaadaptowaniu statywu geodezyjnego wyposażonego w specjalną głowicę umożliwiającą umieszczenie instrumentu pomiarowego na wysokości ok. 1 m nad stanowiskiem. Stosuje się schemat o obserwacji DGGDDGGD (D-dół, G-góra) aż do uzyskania różnicy ciężkości ΔgDG z dokładnością kilku mikrogali. Pomiar taki nie wymaga nawiązania stanowisk pomiarowych do poziomu grawimetrycznego.

W wielu zagadnieniach geodezyjnych niezbędna jest znajomość wysokości nad poziomem morza, zwanej wysokością ortometryczną. Wysokość tę uzyskuje się najczęściej z niwelacji geometrycznej, wykorzystując przy tym pomierzone wartości przyspieszenia siły ciężkości oraz wiedzę na temat rozłożenia mas utworów podpowierzchniowych.
W dobie globalnych systemów pozycjonowania na czoło wysuwa się inny sposób określania wysokości ortometrycznych. Opiera się on na znajomości odstępu powierzchni geoidy (utożsamionej ze średnim poziomem morza) od powierzchni elipsoidy odniesienia systemu pozycyjnego oraz wysokości elipsoidalnej wyznaczanego stanowiska.
Drogą uzyskania położenia geoidy względem elipsoidy jest najczęściej powiązanie wysokości ortometrycznej (H) z niwelacji geometrycznej z wysokością elipsoidalną (h) wyznaczoną technikami satelitarnymi w myśl zależności N = h-H. Jest to swego rodzaju sprzężenie zwrotne, bowiem do obliczenia odstępów geoidy od elipsoidy wykorzystuje się wysokości ortometryczne, dla określenia których później używa się właśnie odstępów geoidy.
Innym sposobem jest pozyskanie odstępu geoidy metodami grawimetrycznymi, pamiętając, iż tak określoną geoidę należy dopasować do geoidy uzyskanej precyzyjniejszymi metodami: z niwelacji i danych GPS bądź też niwelacji astronomicznej. A to ze względu na nieco inne usytuowanie układu odniesienia obu tych powierzchni.
Zwróćmy jednak uwagę, że istnieje jeszcze jeden sposób uzyskania wysokości ortometrycznej, wykorzystujący różnicę tej wysokości i wysokości normalnej. Korzysta się z faktu, iż obowiązującym w Polsce systemem wysokości jest system wysokości normalnych.

Pełna treść artykułu w czerwcowym wydaniu GEODETY

powrót