Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

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

Mäkinen J., Sękowski M., Kryński J.

Geoinformation Issues

|

2010

|

Vol. 2, no. 1(2)

5-17

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.

3

Charakterystyka nowych punktów przeznaczonych do absolutnych pomiarów ciężkości na obszarze Krakowa

Banasik P., Skorupa B.

Acta Scientiarum Polonorum. Geodesia et Descriptio Terrarum

|

2008

|

Vol. 7, nr 1

15-27

PL

W pracy poruszono zagadnienie dotyczące absolutnych pomiarów przyspieszenia siły ciężkości na obszarze Krakowa. W ramach projektu KBN nr 5T12E03730 Jednolity system grawimetrycznego odniesienia polskich stacji permanentnych GNSS i poligonów geodynamicznych ustalone zostały na obszarze Krakowa dwa nowe punkty, przeznaczone do pomiarów absolutnych. Z dotychczasowego punktu pomiarów absolutnych nie korzysta się od kilkunastu już lat ze względu na niestabilne warunki pomiarowe. Pomiary przyspieszenia ciężkości ziemskiej były realizowane w odległym o kilkanaście kilometrów Ojcowie, w Obserwatorium Sejsmicznym PAN. Nowe krakowskie punkty znajdują się w budynku Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego w Forcie „Skała” oraz w Geodezyjnym Laboratorium Metrologicznym na Wydziale Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej. Punkt na terenie AGH położony jest w sąsiedztwie stacji permanentnej GPS KRAW, wchodzącej w skład sieci EPN. W pracy opisano przebieg stabilizacji obu punktów oraz sposób wyznaczenia ich położenia. Podano wartości współrzędnych i wysokości obu punktów. W maju 2007 r. na obu punktach została wykonana pierwsza seria dobowych pomiarów natężenia siły ciężkości.

EN

The problem of absolute gravity surveys on the whole area of the Krakow is discussed in the paper. There were two benchmarks grounded on the area of Krakow used for absolute surveys in the frame of KBN No. 5T12E03730 project “Uniform Gravimetric Reference Frame for Polish GNSS Stations and Geodynamic Test Fields”. The already existing point has not been involved in the discussed surveys because of the ground instability. The gravimetric surveys were conducted dozen km away in Seismic Observatory in Ojcow. New points in Krakow are located in the building of Astronomical Observatory of the Jagiellonian University in the Skala Fort and in Metrological Geodetic Laboratory of the Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering AGH University of Science and Technology. The point on the area of AGH is located nearby permanent GPS Kraw station which is involved to EPN network. The proceeding of the both points grounding and the method of determination their location is discussed in the paper. There are co-ordinate values presented in the paper as well. The first campaign of one day gravity determinations was carried on the both points in May 2007.

4

Modelowanie dryftu grawimetrów La Coste & Romberg typ G przy pomiarach podstawowej osnowy grawimetrycznej w Polsce

Cisak M.

Prace Instytutu Geodezji i Kartografii

|

1998

|

T. 45, z. 96

109--123

PL

Praca jest próbą ustosunkowania się do zjawiska dryftu. Na podstawie materiału polowego, jak i dostarczyły pomiary polskiej sieci grawimetrycznej w latach 1994 -1996, przeprowadzono analizę, która wykazuje, że tzw. dryft krótkookresowy ma charakter głównie przypadkowy.

EN

Polish gravimetric network was measured between 1994-1996 with the use o f LaCoste & Romberg relative gravimeters. These instrument is presently recognised as one o f the most precise in the world, but while using it so-called drift phenomenon also appears. Drift is the result o f decreasing the resilience force o f the main measuring system and is manifested by change o f readings in time; it is a function o f inner and outer factors. The aim o f this work was to make the detailed analysis o f drifts, which appear during measurement o f segments o f Polish gravimetric network, as it is commonly known, that proper drift elimination increases compatibility o f gravimetric measurements and hence their accuracy. In the course o f measurements the scheme o f observations: A-В, В-A, A-В was applied; it ensured repeatability o f measurements for points at three consecutive surveys. Pairs o f drifts observed on segments o f gravimetric network were the subject o f analysis. 1500 drifts were analysed in total. The charts and graphs presenting all daily drifts o f gravimeters used for measurements from June 1994 till October 1996 were prepared. As a result o f all analyses it was found, that there is no relation between measured values o f difference in acceleration and values o f drifts, which appear on this segment. No relation was observed between values o f drift and observer, but they were influenced by the way o f transporting gravimeters. Analysis o f drifts confirms the initial assumption, that for particular type o f measurements and for small time differences modelling o f drifts by first-order polynomial is sufficient; this procedure can be even omitted due to random character o f drifts.

5

Fundamentalny punkt podstawowej osnowy grawimetrycznej kraju w Borowej Górze

Cisak M., Sas A., Siporski L.

Prace Instytutu Geodezji i Kartografii

|

1998

|

T. 45, z. 96

19--28

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac geodezyjno-grawimetrycznych mających na celu powiązanie fundamentalnego punktu absolutnego podstawowej osnowy grawimetrycznej kraju z 8 punktami grawimetrycznymi znajdującymi się na terenie Obserwatorium w Borowej Górze. W przyszłości punkty te będą służyły do wykonywania na nich jednoczesnych porównawczych wyznaczeń absolutnych kilkoma grawimetrami balistycznymi. Wyznaczenia takie mają na celu stałą kontrolę standardów grawimetrów balistycznych stanowiących wzorzec dla systemu IGSN 71.

EN

Fundamental point o f basic gravimetric control network in Poland is located at the Observatory in Borowa Góra. Within last twenty years this point was used several times for determining absolute acceleration o f gravity, utilising various ballistic instruments. Besides fundamental point there are eight gravimetric points with permanent stabilisation within the area o f the Observatory; they can be also used for making absolute measurements. Such an arrangement o f gravimetric points within the Observatory allows for simultaneous, comparative absolute determinations, using several ballistic gravimeters. These determinations are part o f the activity o f the MAG Gravimetric Commission; they serve for permanent check o f gravimetric standards at the IGSN 71 system. In order to perform such works at the Observatory in Borowa Gora, it was necessary to make relative gravimetric measurements between gravimetric points and to determine their heights above sea level, a well as X, Y plane coordinates. Results o f the measurements will be used for making reductions to the absolute determinations, conducted simultaneously with several ballistic gravimeters, so they could be comparable.