Точность определения постоянной гравиметра

Диапазон измерений разности ускорения силы тяжести, мГал	Относительная средняя квадратическая погрешность
	Класс прибора I	Класс прибора II
До 100	3 10—4	5 10—4
100—500	2 10—4	3 10—4
500—1500	1.4 10—4	2 10—4
1500—3000	1 10—4	1.5 10—4

Контроль за постоянной гравиметра в процессе полевых работ проводится систематически на специально закрепленных пунктах с максимально возможной разностью или методом наклона.

Эталонирование гравиметров выполняется до начала полевого сезона и после его окончания: в течение полевого сезона эталонирование проводится при наличии данных об изменении постоянной гравиметра, например, после ремонта гравиметра.

Средняя квадратическая погрешность единичного измерения (точность гравиметра) определяется по результатам наблюдений на эталонных полигонах или специально закрепленных пунктах. Для этого с принятой ценой деления (постоянной гравиметра) вычисляются разности значений силы тяжести между пунктами полигона (или закрепленными пунктами) и сравниваются с эталонными разностями. Средняя квадратическая погрешность единичного измерения определяется по формуле

— , (4.21)

Где_Δ— отклонение наблюденных значений разности силы тяжести от эталонного значения; — число единичных определений разности силы тяжести; — число пунктов полигона; —погрешность определения пунктов полигона.

Промежуток времени, в течение которого нуль-пункт гравиметра изменяется линейно, как по результатам эталонирования на полигонах, так и при помощи специальных наблюдений (см. раздел 4.2.2). Методика поверки уровней гравиметра будет подробно изложена ниже в соответствующей лабораторной работе.

21. Мировая опорная гравиметрическая сеть.

Мировая опорная гравиметрическая сеть задает единую мировую гравиметрическую систему, к которой, строго говоря, должны быть отнесены все гравиметрические измерения, выполненные на Земле.

С овокупность всех гравиметрических измерений на земной поверхности принято называть мировой гравиметрической съемкой. В общем случае она включает в себя все опорные сети и рядовую съемку.

Рис. 24 Схема организации мировой гравиметрической съемки по принципу от общего к частному

Остановимся подробнее на каждом виде гравиметрической сети.

Мировая опорная гравиметрическая сеть

Под опорной гравиметрической сетью понимают систему гравиметрических пунктов повышенной точности, обеспечивающих исходную основу для различных видов съемок.

При гравиметрических съемках больших территорий необходимо, чтобы гравиметрические данные не содержали заметных систематических ошибок. Мировая опорная гравиметрическая сеть необходима для обеспечения единства исходных абсолютных значений ускорения силы тяжести национальных гравиметрических сетей и масштаба относительных измерений.

К настоящему времени известны 3 мировых гравиметрических системы: Венская, Потсдамская, Международная гравиметрическая стандартная сеть (МГСС -71) или Севрская.

Венская гравиметрическая система названа по исходному гравиметрическому пункту, расположенному в Вене. Она существовала до 1909 года. Точность исходного значения силы тяжести в Вене оценивалась ошибкой в 10 мГал.

После 1909 года была внедрена Потсдамская гравиметрическая система, исходное значение в этой системе (пункт Потсдам) характеризовалось ошибкой ±3 мГала. Для перехода от Венской к Потсдамской системе значения ускорения силы тяжести должны быть уменьшены на 16 мГал.

Появление высокоточных гравиметрических приборов, позволяющих измерять абсолютное значение ускорения силы тяжести с высокой точностью, порядка 10^—9 , дало возможность весьма существенно уточнить мировую опорную гравиметрическую сеть, охватывающую все континенты. В 70-е годы прошлого столетия была создана современная мировая гравиметрическая система, которая называется МГСС - 71 (международная гравиметрическая стандартная сеть) и характеризуется следующим образом:

Для создания МГСС-71 использованы абсолютные определения ускорения силы тяжести баллистическими гравиметрами ГАБЛ, выполненные на восьми пунктах земного шара, и около 25000 высокоточных относительных измерений ускорения силы тяжести, 400 из которых произведены маятниковыми гравиметрами. Все маятниковые измерения ускорения силы тяжести приурочены к международным гравиметрическим базисам: Европейско-Африканский, западно-Тихоокеанский и Американский.

Математическая обработка выполнялась в два этапа. На первом этапе было осуществлено предварительное уравнивание с целью контроля выполненных гравиметрических измерений, отбраковки грубых измерений и установления весов уравниваемых разностей ускорения силы тяжести. На втором этапе выполнялось окончательное уравнивание по способу наименьших квадратов всей совокупности качественных измерений.

Благодаря принятому соотношению весов, МГСС – 71 практически опирается на абсолютное определение ускорения силы тяжести, выполненное с наивысшей точностью стационарным гравиметром на постоянном гравиметрическом пункте в Севре. Масштаб системы задан абсолютными определениями ускорения силы тяжести на восьми пунктах и маятниковыми связями. Точность масштаба МГСС-71 оценивается величиной порядка 5^. 10^-5. Ускорение силы тяжести в любом пункте МГСС-71 после уравнивания характеризуется точностью не хуже 0.2 мГал.

По результатам уравнивания составлен каталог МГСС – 71, в который вошли подробные сведения о 1854 гравиметрических пунктах. Этот каталог хранится в Международном бюро мер и весов в Париже.

В настоящее время наряду с системой МГСС-71 используется и Потсдамская система. Уровень системы МГСС-71 отличается от уровня Потсдамской системы на 14 мГал. Поэтому на Генеральной ассамблее в 1971 году была рекомендована поправка к определениям в Потсдамской системе для перехода в новую систему, равная

мГал (5.1)

Одновременно была рекомендована и формула нормальной силы тяжести, ранее включенная в геодезическую референц-систему 1967 года (формула 2.43). Переход от формул Гельмерта (2.41) и Кассиниса (2.42) к формуле 1967 года может быть осуществлен с помощью соотношений

(5.2)

(5.3)

Обращает на себя внимание близость формул 1967 года и Гельмерта. Это объясняет широкое применение формулы Гельмерта вплоть до настоящего времени. Используемые в настоящее время гравиметрические системы (МГСС-71) и Потсдамская в свете новых требований к установлению систем координат и решению научных и практических задач, связанных с гравиметрией и высшей геодезией, нуждаются в серьезном совершенствовании. Поэтому мировая опорная гравиметрическая сеть уточняется и в перспективе предполагается, что на всех пунктах, входящих в эту сеть, будут выполнены только абсолютные измерения ускорения силы тяжести.