4.2.Национальные опорные сети
Национальная опорная гравиметрическая сеть создается относительным методом на территории отдельных государств. Сеть развивается обычно от национального опорного пункта, определенного с высокой точностью относительно исходного пункта Потсдамской системы или пункта системы IGSN-71. Государственная опорная сеть состоит обычно из редкой сети маятниковых пунктов и привязанной к ней сети гравиметровых пунктов разных классов. Для создания национальных опорных сетей используют лучшие маятниковые приборы и гравиметры.
Опорная гравиметровая сеть создается, как правило, методом полигонов. Вдоль каждой стороны полигона наблюдения выполняют несколькими приборами одновременно. Для ослабления влияния систематических погрешностей, действующих в течение одного рейса на результаты измерений всех приборов, наблюдения вдоль сторон полигона ведут несколькими независимыми рейсами. Такая методика называется методом многократно-групповых измерений. Если А и В — пункты опорной сети, наблюдения между этими пунктами ведут по таким схемам: «двойная петля» — А—В—А—В (рис. 7,а) или простая связь А—В—А (рис. 7, б).
Вследствие неизбежных погрешностей измерений сумма приращений ускорения силы тяжести вдоль замкнутого полигона не равна нулю, поэтому результаты наблюдений на пунктах опорной сети необходимо уравнивать. Важным этапом уравнивания является установление весов измеренных разностей ʌg. В качестве весов используют число приборов, использованных для измерения данной разности, или величины, обратно пропорциональные квадратам погрешностей, найденных по избыточным измерениям вдоль каждой стороны полигона.
Рассмотрим принцип уравнивания разности силы тяжести. Обозначим через и невязки полигонов, рi— вес стороны полигона, ki-—поправку на единицу веса. Для одного замкнутого полигона можно написать
Если одна сторона входит в несколько полигонов (рис. 8),
условие (VII.1) заменяют следующим образом:
Такие условия
составляют для каждого полигона. Для
нахождения неизвестных коэффициентов
ki применяют метод последовательных
приближений. Поправку в измеренную
разность ускорения силы тяжести вдоль
одной стороны полигона получим, если в
уравнении (VII.2) сгруппировать члены с
одинаковым весом. Например, поправка б
в разность ускорения силы тяжести вдоль
стороны AF (см. рис. 8) равна
Рис.7 Рис. 8
Величины поправок δ используют для оценки точности измерений. Средняя квадратическая погрешность единицы веса:
Где
n
— число полигонов; погрешность результата
гравиметрических связей равна
Государственная опорная гравиметрическая сеть СССР состоит из сети I и II классов.
Работы по созданию сети были начаты в 1950 г. аэрогравиметрической экспедицией Института физики Земли АН СССР под руководством Ю. Д. Буланже. Для наблюдений использовались кварцевые гравиметры «Норгард», СН-3 и ГАЭ. К 1958 г. была создана достаточно равномерная сеть пунктов I класса с расстоянием между пунктами 300—500 км. Разность ускорения силы тяжести между соседними пунктами после уравнивания характеризовалась средней квадратической погрешностью ±0,10—0,15 мгал. Точность привязки к Потсдамской системе составляла 0,1—0,2 мгал. Для независимого контроля гравиметровой сети в 1950—1952 гг. ЦНИИГАиК была создана опорная маятниковая сеть, состоящая из 10 пунктов. В дальнейшем работы по развитию опорной сети были продолжены.
В настоящее время сеть I класса включает маятниковые и гравиметровые пункты, сеть II класса—только гравиметровые. .Маятниковые пункты составляют около 20% пунктов опорной сети I класса. Наблюдения на пунктах опорной маятниковой сети I класса выполнены при помощи маятниковых приборов ОВМ ЦНИИГАиК.
Маятниковая сеть уравнена по методу полигонов, средняя квадратическая погрешность привязки любого пункта маятниковой сети к Потсдамской системе составляет 0,033 мгал. При уравнивании всей опорной сети I класса маятниковая сеть принята за твердую.
Наблюдения на пунктах гравиметровой сети выполнены при помощи гравиметров ГАГ. Средняя квадратическая погрешность любого пункта сети I класса в целом по отношению к Потсдаму после уравнивания составляет 0,054 мгал.
Национальные опорные сети различных государств отличаются по точности, методике построения, густоте расположения пунктов от сети СССР. Для наблюдения на пунктах опорных сетей используют лучшие гравиметры — «Ла Косте-Ромберг», «Аскания» GS.
Опорные сети всех государств по мере повышения точности приборов и совершенствования методов измерения заново определяют и уравнивают.