Лекция 3. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГРАВИМЕТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ
1. Гравиметрия: понятие и сущность.
2. Сила тяжести.
3. Гравиметрическая карта.
4. Гравиметрическая съемка.
Гравиме́трия (лат. "«тяжелый"» греч. "«мерю") - это измерение силы тяжести и использование этих измерений в связи с изучением строения Земли.
Геодезическое использование данных о поле силы тяжести связаны с решением основной задачи геодезии – определение размеров и формы Земли и ее внешнего
гравитационного поля.
Сила тяжести – это:
- сила, с которой тело притягивается к Земле;
- равнодействующая сила тяготения и центробежной силы, возникающих на поверхности Земли и действующих на точечную массу.
Для определения силы тяжести используются физические явления, которые зависят от силы тяжести – это:
1. Качение маятника;
2. Падение тел в пустоте;
3. Колебание струны;
4. Деформация тел под воздействием силы тяжести и т.д.
По способу измерения силы тяжести бывают:
- динамические - при которых наблюдается движение тела в гравитационном поле, измеряемая величина – промежуток времени, в течение которого тело
перемещается из одного фиксированного положения в другое;
- статистические – при которых наблюдается положение равновесия постоянной массы, удерживаемое силой упругости какого-либо тела, измеряемая величина –
линейное или угловое смещение массы.
Динамическая сила тяжести определяется следующими методами:
1. Маятниковым;
2. Баллистическим;
3. Струнным.
Маятниковый метод измерения сила тяжести – это метод, когда материальная точка, подвешенная на нерастяжимой нити, совершает колебания вокруг неизменной оси.
Достоинства маятникового метода:
- независимость точности измерений от диапазона значений силы тяжести;
- ускорение силы тяжести получается непосредственно по данным измерения периодов маятников, приборы не нуждаются в эталонировании;
- отсутствуют явления смещения ноль-пункта прибора.
Недостатки:
- большое время измерения на пункте;
- необходимость высокоточных устройств измерения времени.
Баллистический метод – это метод абсолютного падения тела.
Струнный метод основан на измерениях собственных поперчных колебаний струны, натянутой грузом.
Статистическая сила тяжести определяется:
1. Механическим методом;
2. Газовым методом;
3. Жидкостным методом.
Конечным продуктом гравиметрических работ является Гравиметрическая карта.
Гравиметрическая карта – это карта:
- с топографической основой, на которой отражены результаты вычисления аномалий силы тяжести;
- предназначенные для определения значений ускорения силы тяжести преимущественно в ракетных войсках при подготовке исходных данных для наведения (по цели).
Существую следующие виды гравиметрических карт:
1. Карты аномалий силы тяжести с редукцией в свободном воздухе;
2. Карты аномалий силы тяжести с редукцией Буге;
3. Карты изостатических аномалий силы тяжести.
Гравиметрические карты составляются по - этапно:
- приведение аномалий сил тяжести в единую систему;
- выбор масштаба и сечения карты;
- приведение аномалий к единому уровню;
- выбор плотности промежуточного слоя;
- интерполирование аномалий и построение карты.
Точность гравиметрических карт зависит от точности измерений аномалий и плотности съемки.
Существуют следующие виды гравиметрической съемки:
1. Мировая гравиметрическая съемка необходима для определения гравитационного поля и поверхности Земли (совокупность всех гравиметрических наблюдений,
выполняемых на Земле);
2. Региональная гравиметрическая съемка предназначена для геологических исследований на территории протяженностью 1000 километров:
- выполняют тектонические районирование, то есть выявление закономерностей строения и эволюции земной коры;
- выявляют участки для детальных геофизических и геологических исследований;
- составляют гравиметрические карты;
3. Поисковая гравиметрическая съемка применяется для обнаружения геологических объектов;
4. Детальная гравиметрическая съемка применяется для составления карт масштабов 1:50000÷1:5000.
По характеру распределения пунктов на местности съемки различают:
- площадные съемки – это равномерное распределение гравиметрических пунктов или профилей на местности.
Расстояние между профилями не должно превышать расстояние между пунктами вдоль профиля более, чем в пять раз.
- профильные съемки применяются для изучения протяженных геологических объектов, при проложении профилей повышенной точности для повышения
качества интерпретации гравиметрических данных и при наблюдении в труднодоступных местах;
- съемка сгущения ведется вокруг астропунктов и пунктов триангуляции для вычисления уклонения отвеса и астрономо – гравиметрического нивелирования.
Профиль – это вертикальное сечение, разрез какого-либо участка земной поверхности, земной коры, гидросферы или атмосферы по заданной линии.
Астропункт (астрономический пункт) – это точка поверхности Земли, для которой с помощью астрономических наблюдений определены широта, долгота и
азимут направления на земной предмет (обычно это тригонометрический пункт).
Азимут – угол между направлением на север и направлением на изучаемый предмет, отсчитываемый по часовой стрелке. Измеряется в градусах.
Аномалия (греч. – отрицание, противоположность) – это отклонение от нормы, от общей закономерности, неправильность.