The use of the A10-020 gravimeter for the modernization of the finnish first order gravity network

• Autorzy: Mäkinen J. , Sękowski M. , Kryński J.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie grawimetru A10-020 do modernizacji fińskiej osnowy grawimetrycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The A10 is the first absolute gravimeter that allows the rapid determination of gravity with high accuracy in field conditions. In many applications, an absolute gravity survey with the A10 thus becomes highly competitive with traditional relative gravity surveys, in terms of both efficiency and accuracy. In particular, it is very efficient in the modernization of gravity control and high precision gravity survey required in modern gravity networks. In 2008 the Institute of Geodesy and Cartography received the outdoor free-fall gravimeter A10 No 020. Time series of gravity taken with it since September 2008 at the Borowa Gora Geodetic-Geophysical Observatory in Poland show that the A10-020 provides high quality measurements in laboratory as well as in field conditions. In 2009-2010 the A10-020 gravimeter was used for the re-measurement of the Finnish First Order Gravity Network. Altogether 51 field sites were occupied, with a repeatability better than 4 \miGal. For control, 9 Finnish absolute gravity stations were occupied with the A10-020 altogether 25 times. From preliminary computations, the offset of the A10-020 to the FG5-221 of the Finnish Geodetic Institute was negligible and the RMS difference was 3 \miGal. The polarization-stabilized laser and the rubidium frequency standard of the A10-020 were calibrated before and after the surveys at the Finnish National Metrology Institute MIKES to ensure the metrological quality of the measurements. The results obtained confirm the applicability of the A10 absolute gravimeter to the modernization of gravity control networks.

PL

Grawimetr A10 jest pierwszym grawimetrem absolutnym umożliwiającym precyzyjne wyznaczenie przyspieszenia siły ciężkości w warunkach polowych. Wyniki absolutnych pomiarów przyspieszenia siły ciężkości przy użyciu grawimetru A10 są w wielu przypadkach konkurencyjne w odniesieniu do tradycyjnych względnych pomiarów grawimetrycznych zarówno pod względem precyzji pomiaru, jak i jego efektywności. W szczególności grawimetr A10 jest bardzo przydatny do modernizacji osnowy grawimetrycznej oraz do precyzyjnych pomiarów grawimetrycznych wymaganych we współczesnych sieciach grawimetrycznych. We wrześniu 2008 r. w Obserwatorium Geodezyjno-Geofizycznym Borowa Góra zainstalowano przenośny grawimetr balistyczny A10-020. Ciąg czasowy obserwacji grawimetrycznych od września 2008 r. wskazuje, że pomiary wykonywane grawimetrem A10-020 zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i polowych charakteryzują się wysoką jakością. Grawimetr balistyczny A10-020 został użyty w latach 2009-2010 do ponownego pomiaru przyspieszenia siły ciężkości na punktach fińskiej osnowy grawimetrycznej. Przyspieszenie siły ciężkości pomierzono na 51 punktach osnowy z powtarzalnością lepszą niż 4 \miGal. Dla kontroli wykonano dodatkowo 25 pomiarów przyspieszenia siły ciężkości na 9 grawimetrycznych punktach absolutnych w Finlandii. Ze wstępnych obliczeń wynika, że systematyczna różnica między rezultatami pomiarów A10-020 i FG5-221 jest zaniedbywalna, zaś błąd średni różnicy jest na poziomie 3 \miGal. Zarówno laser o stabilizowanej polaryzacji, jak i rubidowy wzorzec częstotliwości grawimetru A10-020 były kalibrowane przed i po pomiarach polowych w Fińskim Narodowym Instytucie Metrologii MIKES w celu zapewnienia metrologicznej jakości pomiarom. Uzyskane wyniki potwierdzają przydatność grawimetru balistycznego A10 do prac związanych z modernizacją osnowy grawimetrycznej.

Słowa kluczowe

EN

absolute gravity survey; A10 free fall gravimeter; gravity control

PL

pomiar przyspieszenia; siła ciężkości; grawimetr balistyczny A10; osnowa grawimetryczna

• Wydawca: Instytut Geodezji i Kartografii
• Czasopismo: Geoinformation Issues
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 2, no. 1(2)
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mäkinen J.

autor

Sękowski M.

autor

Kryński J.

• Finnish Geodetic Institute, Geodeetinrinne 2, FI 02340 Masala, Finland,

Bibliografia

• [1] Bonvalot S., Gabalda G., Remy D., Bondoux F., Hinderer J., Luck B., Legrand D., Lemoigne N., (2009): Gravity changes and crustal deformation in north Chile. Results from Absolute Gravity, GPS and InSAR, IAG Scientifi c Assembly Symposium 2009 „Geodesy for Planet Earth“, Buenos Aires, Argentina, 31 August – 4 September 2009, Abstract.
• [2] Duquenne F., Duquenne H., Gattacceca T., (2005): Gravity measurements on the French geodetic network: towards an integrated network, Symposium of the IAG Subcommission for Europe (EUREF) held in Vienna, Austria, 1–4 June 2005. http://www.euref-iag.net/symposia/2005Vienna/7-02.pdf.
• [3] Falk R., Müller J., Lux N., Wilmes H., Wziontek H., (2009): Precise gravimetric surveys with the fi eld absolute gravimeter A-10, IAG Scientifi c Assembly Symposium 2009 „Geodesy for Planet Earth“, Buenos Aires, Argentina, 31 August – 4 September 2009, Springer, accepted.
• [4] Kääriäinen J., Mäkinen J., (1997): The 1979–1996 gravity survey and the results of the gravity survey of Finland 1945–1996, Publications of the Finnish Geodetic Institute, No 125.
• [5] Kiviniemi A., (1964): The First order Gravity Net of Finland, Veröffentlichungen des Finnischen Geodätischen Institutes, No 59.
• [6] Klopping F. J., Peter G., Robertson D. S., Berstis K. A., Moose R. E., Carter W. E., (1991): Improvements in absolute gravity observations, J. Geophys. Res., 96(B5), pp. 8295–8303, doi:10.1029/91JB00249.
• [7] Kryński J., Roguski P., (2009): A-10 absolute gravimeter for geodesy and geodynamics, Symposium of the IAG Subcommission for Europe (EUREF) held in Florence, Italy, 27–29 May 2009, EUREF Publication No 19, Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt am Main (in press).
• [8] Kryński J., Sękowski M., (2010): Surveying with the A10-20 Absolute Gravimeter for Geodesy and Geodynamics – first results, EGU General Assembly 2010, 2–7 May 2010, Vienna, Austria; Reports on Geodesy, IGGA WUT, Warsaw (in press).
• [9] Liard J., Gagnon C., (2002): The new A-10 absolute gravimeter at the 2001 International Comparison of Absolute Gravimeters, Metrologia, 39, pp. 477–484.
• [10] Mäkinen J., Sękowski M., Kryński J., Ruotsalainen H., (2010a): Gravity change in Finland from comparison of new measurements using the outdoor absolute gravimeter A10 with legacy relative measurements – first results, Geophysical Research Abstracts, Vol. 12, EGU2010-12932, EGU General Assembly 2010, 2–7 May 2010, Vienna, Austria, Abstract.
• [11] Mäkinen J., Sękowski M., Kryński J., Ruotsalainen H., (2010b): Updating the Finnish first order gravity network using the outdoor absolute gravimeter A10, IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2010), 22–25 June 2010, Saint Petersburg, Russia, Abstract.
• [12] Mäkinen J., Sękowski M., Kryński J., Ruotsalainen H., Bilker-Koivula M., (2010c): Remeasurement of the Finnish First Order Gravity Net with the A10-020 gravimeter and revision of the national gravity net. First experiences 2009, Meeting of the NKG Working Group for the Determination of the Geoid, 10–11 March 2010, Helsinki, Finland.
• [13] Mäkinen J., Sękowski M., Kryński J., Ruotsalainen H., (2010d): Remeasurement of the Finnish First Order Gravity Net with the A10-020 gravimeter of the IGiK was started in 2009. Is there a capability for detecting PGR?, Meeting of the NKG Working Group for Geodynamics, 11–12 March 2010, Helsinki, Finland.
• [14] Mäkinen J., Ståhlberg B., (1998): Long-term frequency stability and temperature response of a polarization-stabilized He-Ne laser, Measurement 24, pp. 179–185.
• [15] Micro-g LaCoste, Inc., (2008a): A-10 Portable Gravimeter User’s Manual, July 2008, 59 pp.
• [16] Micro-g LaCoste, Inc., (2008b): g8 User’s Manual, March 2008, 48 pp.
• [17] Micro-g LaCoste, Inc., (2010): http://www.microglacoste.com/pdf/Brochure-A10.pdf.Accessed 15 September 2010.
• [18] MIKES, (2009): Certificate of Calibration M-09L268.
• [19] MIKES, (2010a): Certificate of Calibration M-10E084.
• [20] MIKES, (2010b): Certificate of Calibration M-10E115.
• [21] MIKES, (2010c): Certificate of Calibration M-10L157.
• [22] MIKES, (2010d): Certificate of Calibration M-10L256.
• [23] Morelli C., Gantar C., Honkasalo T., McConnell R. K., Tanner J. G., Szabo B., Uotila U., Whalen C.T., (1974): The International Gravity Standardization Net 1971 (I.G.S.N.71), Publ. Spec. No 4, International Association of Geodesy, Paris.
• [24] Nielsen J. E., Madsen F. B., Forsberg R., Strykowski G., Khan S. A., (2010): First measurements with the Danish absolute gravimeter A10-019 in Greenland, Geophysical Research Abstracts, Vol. 12, EGU2010-11152, EGU General Assembly 2010, 2–7 May 2010, Vienna, Austria, Abstract.
• [25] Schmerge D., Francis O., (2006): Set standard deviation, repeatability and offset of absolute gravimeter A10-008, Metrologia, 43, pp. 414–418.
• [26] Scintrex Limited, (2008): CG-5 Scintrex Autograv System, Operation Manual, Revision 4, August 2008, 308 pp.
• [27] Sękowski M., Kryński J., (2010): Gravity survey with the A10-20 absolute gravimeter – first results, IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements (TG-SMM2010), 22–25 June 2010, Saint Petersburg, Russia, Abstract.