.Аномальное гравитационное поле. Характеристики аномального гравитационного поля.

Аномальное гравитационное поле(АГП) характеризует отклонение действительного гравитационного поля (ДГП) от нормального гравитационного поля(НГП) Земли. (АГП= ДГП-НГП) НГП – поле созданное нормальной Землей, т. е. уровенным земным эллипсоидом, масса которого равна массе реальной Земли вместе с атмосферой, с некоторым известным распределением масс внутри него. Характеристики ДГП: действительная сила тяжести (g), действительный потенциал силы тяжести (W), вторые производные действительного потенциала силы тяжести(W˝). Характеристики НГП: нормальная сила тяжести (γ), нормальный потенциал силы тяжести (U), вторые производные нормального потенциала силы тяжести(U˝).

Основными характеристиками АГП являются : аномалия силы тяжести(g-γ), уклонение отвеса(u), возмущающий потенциал(Т), аномалия высоты(ζ).

Аномалия силы тяжести есть разность действительно силы тяжести(g) и нормальной силы тяжести(γ). В зависимости от того какие возмущения вызывают аномалии силы тяжести, различают несколько видов аномалий: аномалии в свободном воздухе, топографические аномалии, аномалии Буге, аномалии Фая, аномалии Прея.

Действительная сила тяжести отличается от нормальной силы тяжести не только по величине, но и по направлению к эллипсоиду. Отличие по направлению приводит к понятию уклонение отвеса(u).

Аномалии силы тяжести могут быть чистыми и смешанными. Чистые аномалии образуются когда g и γ относятся к одной точке пространства. Смешанные – к разным точкам пространства.

Аномалии в свободном воздухе учитывают все возмущающие массы, расположенные как на поверхности так и внутри, поэтом поправку в измеренное значение действительной силы тяжести вводить не будем. Учитывается только поправка за редуцирование нормальной силы тяжести с поверхности эллипсоида на поверхность Земли (поправка за высоту).

Земная пов. , С учетом вертикального

N градиента, который характеризует скорость

изменения силы тяжести с высотой:

геоид Это чистая аномалия в свободном воздухе.

элиипсоид На практике обычно работают в системе нормальных высот ( Нормальная высота дает расстояние от поверхности геоида до земной поверхности). Если нормальную высоту отложить от поверхности эллипсоида получим точку N. Подставив вместо геодезической высоты нормальную получим смешанную анамалию:

Топографическая анамалия силы тяжести возникает когда из анамалии в свободном воздухе убирается эффект возмущающих масс топографического слоя, т.е. масс расположенных между уровнем моря и физической поверхностью земли.

В действительную силу тяжести вводиться поправка за топографический слой:

Если Н - геодезическая, то аномалия чистая , если нормальная – смешанная.

Аномалия Буге. За топографический слой принимают плоский слой бесконечного простирания, проведенный на высоте точки наблюдения.

Здесь в значение действительной силы тяжести будет вводиться поправка Буге:

М зем.пов.

Поверхн. плоского слоя δ – средняя плотность промежуточного

слоя.

Слой Буге (минус) Это справедливо только для равнинных

районов. В горных районах еще

геоид учитывают поправку за рельеф (на

эллипсоид высоте точки наблюдения его как бы

выравнивают.

Аномалия Фая получается когда в значение действительной силы тяжести введена только поправка за рельеф:

Уклонения отвеса характеризуют отличаи направления действительной силы тяжести от направления нормальной силы тяжести и от направления нормали к эллипсоиду.

М Угол между направлением нормальной силой тяжести и

эллипсоид направление действительной силы тяжести – гравиметри-

ческое уклонение отвеса( )

n Угол между направлением действительной силы тяжести

γ g и направление нормали – астрономо-геодезическое укл.

отвеса( )

плоскость экватора

Аномалия высоты(ζ) – разность между геодезической и нормальной высотой.

М зем.пов. - нормальный и действительный потенциалы

ζ силы тяжести в точке М; - потенциал силы тяж в

- нормальный потенциал силы тяж на поверхн.

квазегиоид эллипсоида.

ζ Геодезические и нормальные высоты связаны с

эллипсоид потенциалами силы тяжести:

- среднее значение норм. силы тяж. по нормали.

Возмущающий потенциал(Т) – разность между действительным потенциалом силы тяжести и нормальным потенциалом силы тяжести.(T=W-U)

22. Методы измерения ускорения силы тяжести. Приборы. Классификация статических гравиметров.33