Лабораторная работа 5

ВЫПОЛНЕНИЕ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО РЕЙСА

Цель работы: выполнить гравиметрический рейс.

Для изучения гравитационного поля, решения задач гравиметрической разведки и обработки результатов геодезических измерений выполняют комплекс работ, называемый гравиметрической съемкой, под которой понимают совокупность гравиметрических наблюдений и определений координат пунктов.

Для геодезии особое значение имеют гравиметрические наблюдения вблизи астропунктов и пунктов государственной геодезической

Основным видом выполнения полевых гравиметрических наблюдений является гравиметрический рейс. В гравиметрическом рейсе с одним или большим числом гравиметров производятся последовательные наблюдения на опорномА(исходном) и определяемых (рядовых) пунктах. Для контроля смещения нуль-пункта гравиметра гравиметрический рейс планируетсябтаким образом, чтобы он начинался и оканчивался на опорных пунктах. Иногда за время выполнения рейса производят гравиметрическиеи наблюдения и на других опорных пунктах гравиметр ческой сети.

ВеличинуСсмещен я нуль-пункта гравиметра определяют из сопоставления разности показан й гравиметра (в миллигалах) на опорных пунктах и величинами g, взятыми из каталога.

Часть гравиметрического рейса между двумя последовательными наблюдениями на опорных пунктах называют звеном. Определение и учет смещения нуль-пункта гравиметра выполняют по каждому звену рейса раздельно.

Методика гравиметрических наблюдений предполагает, что в течение рейса (звена) смещение нуль-пункта гравиметра пропорционально времени. Отсюда вытекает требование по ограничению продолжительности одного рейса. Основным типом рейса считается однодневный рейс продолжительностью 2–8 часов. При работе в особых условиях, например в труднодоступных районах, допускают продолжительность рейса до двух суток. При этом применяют гравиметры, имеющие хорошую стабильность смещения нуль-пункта гравиметра.

11

Чтобы обеспечить возможную равномерность смещения нульпункта, выполняют наблюдения при одинаковых или монотонно меняющихся внешних условиях, а также стремятся не изменять режим и условия транспортировки прибора. Наблюдения в рейсах могут вестись по различным схемам:

•прямой ход, при котором наблюдения начинаются и заканчиваются или на одном и том же или на двух разных опорных пунктах;

•прямой и обратный ход, когда повторные наблюдения на определяемых пунктах (чаще лишь на некоторых) служат для контроля смещения нуль-пункта гравиметра;

•прямой ход с разрывами, применяемый в продолжительных рейсах в труднодоступной местности;

•метод узловых пунктов целесообразен при слаборазвитой опорной сети. В качестве узловых пунктовИобычно используются пункты пересечения нескольких рейсов.

Методика наблюдений с повторениемДявляется менее производительной и поэтому применяется лишь в исключительных случаях.1. Что называют гравиметрическойАсъемкой?

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ГРАВИМЕТРОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ИХ ТОЧНОСТИ

Цель работы: освоение методики обработки наблюдений с гравиметром.

Обработка результатов гравиметровых наблюдений разделяется на два этапа:

предварительный (полевой);

окончательный (камеральный).

В конце рабочего дня проводят обработку результатов измерений с гравиметрами в рейсе в следующей последовательности:

1. Время взятия отсчета в минутах переводят в доли часа.

12

2.Вычисляют средний отсчет на точке в оборотах измерительного винта.

3.Вычисляют цену оборота измерительного винта, соответствующую температуре прибора в момент измерений СTi .

4.Вычисляют отсчет по гравиметру в миллигалах – эффективное значение силы тяжести gi .

5.По результатам измерений строят графики смещения нульпункта гравиметров.

6.Производят вычисление приращений силы тяжести по каждому гравиметру на рядовых точках относительно опорных пунктов.

7.Оценивают погрешность определения приращения силы тяжести по каждому звену.

Качество выполненных гравиметровых измерений оценивается величиной средней квадратической погрешностиИопределения значений силы тяжести на пункте: Д

где u, ε – погрешность привязкиАполевой опорной сети к государственной гравиметрическойб; εоп, εряд – погрешность определения силы тяжести на пунктах опорной и рядовой сети соответственно.

Для оценки качестваисъемки проводятся независимые контрольные наблюдения в объеме 5–10%, количество контрольных измерений должно бытьСне менее 50.

Рейс считается качественным, если уклонение измеренных значений силы тяжести от контрольных не превышает утроенную величину ошибки ε0, предусмотренную техническим проектом.

Этот же принцип положен в основу отбраковки наблюдений gn на пункте, если количество измерений g > 3.

Если gn = 2 и максимальное уклонение превышает 3 2 ε0, то необходимо выполнить дополнительные измерения g и отбраковку.

Число забракованных наблюдений должно быть менее 2% от общего количества измерений .

Камеральная обработка материалов выполняется после завершения полевых работ и предусматривает:

1.Повторное исследование гравиметров, включая определение цены оборота измерительного винта.

2.Переобработку результатов наблюдений и вычисление аномалий силы тяжести.

13

3.Составление каталогов опорных и рядовых пунктов.

4.Построение карт аномалий силы тяжести с редукциями Буге и

всвободном воздухе.

5.Составление и защиту отчета о выполненных работах.

Контрольные вопросы

1. На какие этапы разделяется обработка результатов гравиметровых наблюдений?

2. В какой последовательности проводят обработку результатов измерений с гравиметрами в рейсе?

3. Как оценивается качество выполненных гравиметровых изме-

Цель работы: освоить методику построения гравиметрических карт аномалий силы тяжести с редукциями в свободном воздухе и Бу-

жести с редукцией в свободном воздухе и Буге. Построить гравиметрические карты аномалий силы тяжести в масштабе 1:1 000 000 с сечением изоаномал через 5 мГал.

Гравитационной аномалией силы тяжести называется разность между измеренными g и нормальными y значениями силы тяжести в данной точке.

∆g = g − y = g0 − y0 ,

где g0 – редуцированное значение силы тяжести с физической поверхности Земли к соответствующей точке на поверхности геоида.

Вычислить нормальное значение силы тяжести на поверхности эллипсоида.

14

y0 – нормальное значение силы тяжести на поверхности эллипсоида.

у0=978030 (1+5,302∙10-9sin2);

у0=978030 (1+5,302∙10-9sin2φ – 7∙10-6 sin22φ) – 14 мГал,

где φ – широта места наблюдения.

Вычислить аномалию силы тяжести с редукцией в свободном воздухе и с редукцией Буге.

В гравиметрии широкое распространение получили аномалии: в свободном воздухе

∆gc = g −(y0 +δg1 );

Буге:

∆gc = g −(y0 +δg1 )+δg 2 ,

где δg1 – поправка за высоту точки H′ над уровнем моря, мГал,

равной 2,67 г/м3.

Построить гравиметрическую карту аномалий силы тяжести в масштабе 1:1 с сечением изоаномал через 5 мГал с помощью программного пакета машинной графики SURFER.

Информацией для построения карты аномалий силы тяжести с редукцией в свободном воздухе является файл d1n. dat (n – номер варианта), представленный в виде

15