Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Expanding seismic surface waves measurements towards low periods with gravity measurements

Wilde-Piórko M., Dykowski P., Polkowski M., Olszak T., Grad M., Kryński J., Sękowski M., Krankowski A., Rajner M.

Geoinformation Issues

|

2017

|

Vol. 9, no. 1(9)

5--13

EN

Seismic events in gravity measurements are considered as disturbances and are usually removed from the records. However, the physical properties of tidal gravimetric instruments allow researchers to record seismic surface waves of very long periods. In the case of a superconducting gravimeter, periods of even up to 400 s can be determined. Simultaneous seismic and gravity records at the same locations allow the study of a wider response for incoming seismic waves by using two quite different instruments. For test purposes 4 seismometer-gravimeter pairs were temporarily deployed in Poland at three locations: Borowa Gora Geodetic-Geophysical Observatory (BG), Jozefoslaw Astro-Geodetic Observatory (JO), and Lamkowko Satellite Observatory (LA). During the test period from December 2016 to May 2017 several large teleseismic events were observed with well-formed surface waves. Group velocity dispersion curves for long surface waves, as well as periods of free oscillations are presented for selected events. The correlation of a broadband seismometer signal with different types of gravimetric sensors signals gives the opportunity to analyse gravimeter noise components, in the instrumental and micro-seismic domains.

PL

Zjawiska sejsmiczne w pomiarach grawimetrycznych są traktowane jako zakłócenia i zwykle ich efekty są usuwane z zapisów grawimetrycznych. Jednakże, grawimetry dzięki swojej konstrukcji umożliwiają rejestrację sejsmicznych fal powierzchniowych o bardzo długich okresach. W przypadku grawimetru nadprzewodnikowego, możliwe jest zaobserwowanie fal powierzchniowych, generowanych przez trzęsienia ziemi, o okresach nawet do 400 s. Przeprowadzenie równoczesnych rejestracji sejsmicznych i grawimetrycznych instrumentami zlokalizowanymi w tym samym miejscu, powinno umożliwić przeanalizowanie szerszego zakresu częstości sygnału sejsmicznego niż w przypadku użycia tylko jednego typu instrumentu. W celu sprawdzenia prawdziwości powyższego stwierdzenia, 4 pary instrumentów: sejsmometrów i grawimetrów zostały zainstalowane w Polsce w trzech lokalizacjach, w Obserwatorium Geodezyjno-Geofizycznym Borowa Góra (BG), Obserwatorium Astronomiczno-Geodezyjnym Józefosław (JO) oraz Obserwatorium Satelitarnym Lamkówko (LA). W czasie projektu pilotażowego, trwającego od grudnia 2016 do maja 2017 roku, zarejestrowano kilka dużych trzęsień ziemi z dobrze wykształconymi falami powierzchniowymi. W pracy zaprezentowano krzywe dyspersji grupowych prędkości fal powierzchniowych, jak również okresy oscylacji swobodnych dla wybranych zjawisk. Korelacja szerokopasmowego sygnału sejsmicznego z sygnałem zarejestrowanym przez różnego typu grawimetry umożliwi analizę szumu grawimetrycznego w zakresie częstości pływowych instrumentów, jak i w zakresie mikrosejsmicznym.

2

A new superconducting gravimeter station in Central Europe: the iGrav-027 at the Borowa Gora Geodetic-Geophysical Observatory – installation and first results

Sekowski M., Dykowski P., Krynski J.

Geoinformation Issues

|

2016

|

Vol. 8, no. 1(8)

5--17

EN

The gravimetric infrastructure of the Borowa Gora Geodetic-Geophysical Observatory of the Institute of Geodesy and Cartography, Warsaw, Poland, equipped so far with four LaCoste&Romberg model G gravimeters (3 of them with modern feedback systems) and the A10-020 field absolute gravimeter was enhanced in 2016 with a new iGrav-027 superconducting gravimeter. The iGrav-027 field gravimeter was delivered to the Observatory at the beginning of February 2016 and became fully operational late April 2016. The paper describes major aspects of the installation of the instrument as well as some technical issues faced during its installation. It also presents results of the initial analysis of data collected during the first month of operation of the instrument. The iGrav-027 records have been compared with 2.5 day simultaneous records of the A10-020 gravimeter, as well as with data obtained from three LaCoste&Romberg gravimeters which are used at the Borowa Gora Observatory for acquiring tidal records. Initial analysis also includes the first attempt to determine the scale factor (part of the transfer function) for the iGrav-027 superconducting gravimeter.

PL

W 2016 roku infrastruktura grawimetryczna Obserwatorium Geodezyjno-Geofizycznego Borowa Góra – wyposażonego do tej pory w cztery grawimetry LaCoste&Romberg, model G (3 z nowoczesnym systemem odczytowym „feedback”) oraz przenośny grawimetr absolutny A10-020 – została rozszerzona o nowy grawimetr nadprzewodnikowy iGrav-027. Grawimetr iGrav-027 został dostarczony do Obserwatorium na początku lutego 2016 roku i pomyślnie uruchomiony pod koniec kwietnia 2016 roku. Artykuł przedstawia najważniejsze aspekty instalacji instrumentu, jak również problemy techniczne napotkane podczas procesu instalacji. Przedstawiono także wyniki wstępnej analizy danych zebranych podczas pierwszego miesiąca pracy urządzenia. Zapisy grawimetru iGrav-027 zostały porównane z 2.5 dniowym ciągiem jednoczesnych zapisów grawimetrem A10-020 oraz z danymi uzyskanymi z grawimetrów LaCoste&Romberg, które są wykorzystywane w Obserwatorium Borowa Góra do rejestracji danych pływowych. W ramach analizy danych dokonano również wstępnego wyznaczenia współczynnika skali (jako część funkcji przejścia) grawimetru iGrav-027.

3

New gravity control in Poland – needs, the concept and the design

Kryński J., Olszak T., Barlik M., Dykowski P.

Geodesy and Cartography

|

2013

|

Vol. 62, no. 1

3--21

EN

The existing Polish gravity control (POGK) established in the last few years of 20th century according to the international standards is spanned on 12 absolute gravity stations surveyed with four different types of absolute gravimeters. Relative measurements performed by various groups on nearly 350 points of POGK with the use of LaCoste&Romberg (LCR) gravimeters were linked to those 12 stations. The construction of the network, in particular the limited number of non homogeneously distributed absolute gravity stations with gravity determined with different instruments in different epochs is responsible for systematic errors in g on POGK stations. The estimate of those errors with the use of gravity measurements performed in 2007-2008 is given and their possible sources are discussed. The development of absolute gravity measurement technologies, in particular instruments for precise field absolute gravity measurements, provides an opportunity to establish new type of gravity control consisting of stations surveyed with absolute gravimeters. New gravity control planned to be established in 2012-2014 will consist of 28 fundamental points (surveyed with the FG5 - gravimeter), and 169 base points (surveyed with the A10 gravimeter). It will fulfill recent requirements of geodesy and geodynamics and it will provide good link to the existing POGK. A number of stations of the new gravity control with precisely determined position and height will form the national combined geodetic network. Methodology and measurement schemes for both absolute gravimeters as well as the technology for vertical gravity gradient determinations in the new gravity control were developed and tested. The way to assure proper gravity reference level with relation to ICAG and ECAG campaigns as well as local absolute gravimeter comparisons are described highlighting the role of metrology in the project. Integral part of the project are proposals of re-computation of old gravity data and their transformation to a new system (as 2nd order network) as well as a definition of gravity system as “zero-tide” system. Seasonal variability of gravity has been discussed indicating that the effects of environmental changes when establishing modern gravity control with absolute gravity survey cannot be totally neglected.

PL

Założona w Polsce w ostatniej dekadzie XX wieku zgodnie z obowiązującymi standardami międzynarodowymi Podstawowa Osnowa Grawimetryczna Kraju (POGK), składająca się z około 350 punktów, została oparta na 12 absolutnych punktach grawimetrycznych, na których przyspieszenie siły ciężkości wyznaczono przy użyciu czterech różnych typów grawimetrów absolutnych. Względne pomiary grawimetryczne na punktach tej osnowy, z jednoczesnym dowiązaniem jej do przyspieszenia siły ciężkości na 12 absolutnych punktach grawimetrycznych, wykonały różne grupy pomiarowe przy wykorzystaniu grawimetrów LaCoste&Romberg (LCR). Konstrukcja powstałej sieci grawimetrycznej, w szczególności ograniczona liczba nierównomiernie rozłożonych punktów absolutnych na terenie kraju, na których w dodatku przyspieszenie siły ciężkości wyznaczono różnymi instrumentami w różnych epokach, spowodowały wystąpienie błędów systematycznych w wartościach g na punktach POGK. W niniejszej pracy, przy wykorzystaniu pomiarów grawimetrycznych wykonanych w latach 2007-2008 dokonano oceny tych błędów oraz przeprowadzono dyskusję ich możliwych źródeł. Rozwój technologii absolutnych pomiarów grawimetrycznych, w szczególności instrumentów przeznaczonych do precyzyjnych absolutnych pomiarów grawimetrycznych w warunkach polowych, stwarza możliwość założenia nowego typu osnowy grawimetrycznej, składającej się ze stacji, na których przyspieszenie siły ciężkości jest pomierzone grawimetrami absolutnymi. Nowa osnowa grawimetryczna Polski, która będzie zakładana w latach 2012-2014, będzie się składała z 28 punktów fundamentalnych (mierzonych grawimetrem FG5) i 169 punktów bazowych (mierzonych grawimetrem A10). Będzie ona spełniała wymagania współczesnej geodezji i geodynamiki oraz zapewniała dobre powiązanie z istniejącą osnową POGK. Znaczna liczba punktów nowej osnowy grawimetrycznej, o precyzyjnie wyznaczonej pozycji wysokości utworzy krajową zintegrowaną osnowę geodezyjną. Opracowano i przetestowano metodologie i procedury pomiarowe na punktach nowej osnowy grawimetrycznej dla obu grawimetrów absolutnych (FG5, A10) oraz technologie wyznaczania gradientu pionowego przyspieszenia siły ciężkości na tych punktach. Określono metody zapewnienia odpowiedniego poziomu grawimetrycznego osnowy poprzez udział grawimetrów FG5 i A10 w międzynarodowej (ICAG) i europejskiej (ECAG), a także lokalnych kampaniach porównawczych grawimetrów absolutnych podkreślając jednocześnie rolę metrologii w projekcie. Integralnymi częściami projektu są zamierzenia przeliczenia archiwalnych danych grawimetrycznych wykorzystywanych przy tworzeniu POGK i ich przetransformowania do nowego systemu (jako sieć 2 rzędu) oraz zdefiniowania nowego systemu grawimetrycznego jako systemu „zero-tide”. Przeprowadzono również dyskusję zmienności sezonowej przyspieszenia siły ciężkości wskazując, że przy wyznaczaniu przyspieszenia siły ciężkości na punktach nowoczesnej osnowy grawimetrycznej wpływ zmian środowiskowych nie może być traktowany jako w pełni zaniedbywalny.

4

Vertical gravity gradient determination for the needs of contemporary absolute gravity measurements - ﬁrst results

Dykowski P.

Reports on Geodesy

|

2012

|

z. 1/92

23--36

EN

Current development of gravimetric measurement technologies gives an opportunity to determine absolute gravity value with high precision, also in field conditions. In particular, it concerns gravity determination with the use of the A 10 free-fall gravimeter manufactured by Micro-g Solutions. Surveys with the A 10 as well as with FG5 gravimeters require precise determination of vertical gravity gradient in order to properly reduce the measured gravity value, e.g. to the benchmark level. A special stand of multiple levels (20 cm interval) for vertical gradient determination had been designed and constructed in the Institute of Geodesy and Cartography (IGiK), Warsaw. The stand enables the determination of the vertical gravity gradient on every station where the measurement with the A10 can be performed. First results of vertical gradient determinations at the Polish National Gravity Control points in Borowa Gora Geodetic-Geophysical Observatory (two laboratory and one field station) with the use of the stand developed are presented in the paper. Results of measurements on multiple levels were fitted with linear and nonlinear model and compared with vertical gravity gradients determined in the year 2000, based on the measurements using a standard tripod. Measurement methodology with the use of the stand has been proposed.

5

Effect of laser and clock stability and meteorological conditions on gravity surveyed with the A10 free-fall gravimeter - first results

Sekowski M., Krynski J., Dykowski P., Mäkinen J.

Reports on Geodesy

|

2012

|

z. 1/92

47--59

EN

The Institute of Geodesy and Cartography in Warsaw, Poland, operates the A10-020 free-fall portable gravimeter since November 2008. Numerous gravity measurements with the A10-020 gravimeter, conducted under both laboratory and field conditions, provide a unique material for the estimation of accuracy as well as reliability of the determined gravity. Time series of regular, monthly measurements conducted with the A10-020 at the Borowa Gora Geodetic-Geophysical Observatory for over two years at two laboratory test sites and one field station has been analysed in terms of their internal consistency and compliance with the previous measurements performed with a few other absolute gravimeters (mainly FG5). The results of a number of calibrations of both, the rubidium oscillator and the polarization-stabilized laser interferometer of the A10-020 were considered in the analysis. The effect of applying the frequency standard as well as laser interferometer calibration data on the quality of gravity determined was investigated. In addition, the impact of weather conditions as well as variability of metrological parameters on surveyed gravity was taken into consideration when evaluating accuracy and reliability of gravity survey with the A10 gravimeter. Also the possibility of the occurrence of gross errors in gravity determination with the A10 gravimeter was discussed.