Jednym z działów geodezji jest geodezja fizyczna (dynamiczna), która zajmuje się wpływem pola siły ciężkości Ziemi na otrzymane wyniki pomiarów geodezyjnych (np. odległości, różnice wysokości, kąty, współrzędne). Grawimetria geodezyjna obejmuje nie tylko naukę o naszym globie, lecz także nauki techniczne. W jej zakres wchodzi badanie pól fizycznych Ziemi, podczas których stosuje się określone narzędzia i metody pomiarowe.
Grawimetria geodezyjna – czym się zajmuje?
Głównym zadaniem grawimetrii geodezyjnej jest scharakteryzowanie pola siły ciężkości Ziemi oraz innych ciał niebieskich. Wykonanie takich badań jest możliwe dzięki pomiarom natężenie pola i jego gradientów na powierzchni bryły Ziemi bądź w jej sąsiedztwie. Po uzyskaniu wartości grawimetrycznych, należy następnie przeciwstawić zredukowane pomiary natężenia pola fizycznego (używając do tego redukcji grawimetrycznej) tzw. normalnemu polu siły ciężkości. W ten sposób uzyskuje się pole modelowe, które jest generowane przez bryłę o jednolitym kształcie. Obecnie dzięki wykorzystaniu specjalnych narzędzi parametry elipsoidy ziemskiej (długość większej półosi równikowej, spłaszczenie geometryczne, prędkość wirowania wokół osi) są wyznaczane satelitarnie.
Grawimetria geodezyjna – pomiary
Ze względu na metodę pomiaru natężenia siły ciężkości i konstrukcję grawimetru, możemy wyróżnić:
- Pomiary dynamiczne – związane z obserwacją ruchu ciała w polu siły ciężkości.
- Pomiary statyczne – polegają na obserwacji stanu równowagi masy czujnika grawitacyjnego, na który oddziałuje nie tylko siła ciężkości, lecz również siła zmieniająca jej parametry, określana mechanicznie bądź elektronicznie.
Pomiary dynamiczne
Aby całkowicie pojąć specyfikę wykonywanych pomiarów, należy podzielić je na kolejne grupy. Wyróżniamy trzy dynamiczne metody. Pierwszą z nich będą stanowić pomiary wahadłowe, które są niezbędne przy obserwacji zależności okresu swobodnego ruchu wahadła wobec przyspieszenia siły ciężkości w miejscu pomiarowym. Podczas procedury zapisuje się interwał czasu pomiędzy przejściami przez położenie równowagi bądź od jednego skrajnego położenia do drugiego.
Drugą grupą są pomiary balistyczne. W tym przypadku konieczne jest wykorzystanie równania drogi przebytej w polu siły ciężkości ruchem jednostajnym przyspieszonym lub jednostajnie opóźnionym.
Ostatnią grupą pomiarów grawimetrycznych są obserwacje częstotliwości drgań własnych obciążonej metalowej struny, która jest związana z wartością przyspieszenia siły ciężkości.
Pomiary statyczne
Grawimetria geodezyjna to nie tylko pomiary dynamiczne, lecz również statyczne. Metody używane podczas wykonywania badań polegają na doprowadzaniu masy próbnej znajdującej się w systemie pomiarowym do stanu równowagi przy użyciu siły kompensującej.
