Проекция Гаусса-Крюгера. Элементы геометрии земного эллипсоида. Радиусы кривизны главных нормальных сечений и параллели, средний радиус кривизны, страница 23

Экспедиционные “ОВМ” и “Агат”.

Маятниковый метод относительных измерений силы тяжести основан на наблюдении свободных колебаний одного и того же маятника неизменной приведенной длины на разных пунктах.

Пусть на пункте 1 известно значение , силы тяжести, а на пункте 2 требуется определить. Измерим периоды колебаний  на пунктах 1 и 2.

Возведем эти выражения в квадрат

Правые части равны, значит, равны и левые

На основании этой формулы можно сделать вывод, что определять приведенную длину  маятника нет необходимости, тем более, что определение связанно с большими трудностями.

Метод основан на постоянстве величины .

На практике чаще всего находят приращение  и вычисляют приращение силы тяжести .

Для маятника с периодом колебания 0.5 сек, с которыми обычно выполняют маятниковые измерения, при =980 Гал = 980 000 мГал. Первый член

т.е. изменение периода колебаний  на  сек сила тяжести изменится на ≈0.04 мГал.

На земной поверхности максимальное приращение силы тяжести равно

Значит, максимальное изменение периода колебаний полусекундного маятника будет равно:

;

;

Погрешность приращения силы тяжести равна:

если примет погрешность приращения силы тяжести равной 0.01 мГал, то погрешность определения силы тяжести на начальном (первом) пункте должна быть

100

1000

5300

мГал

98

9.8

1.8

мГал

Такие работы показывают, что для вычисления приращения силы тяжести  знать не обязательно.

Условие постоянства длины маятника не соблюдаются, возможны малые изменения ее при перевозке из-за сотрясений, поэтому эту неточность ликвидируют путем своеобразной методики работы:

- используют в работе обычно 3-5 прибора

- периодически возвращаются на исходный пункт для повторных наблюдений.

Но в измеренный период колебаний маятника вводятся поправки:

- поправка за амплитуду

Наблюдения надо выполнять при одной и той же средней амплитуде, т.к. иначе поправки за единицу не исправляет полностью наблюдения.

α₁ - амплитуда в начальный период наблюдения;

α₂ -амплитуда в конечный момент наблюдений.

- поправка за температуру.

 – линейный температурный коэффициент маятника при температуре

 - температура наблюдений

Чтобы уменьшить влияние температуры, степень маятника изготовляют из кварца.

Температура измеряется с точностью 0.02° -0.03°  интегральным термометром.

- поправка за плотность окружающей среды

- эквивалентный барометрический коэффициент

- давление в миллибарах

 – условное постоянное давление

- поправка за частоту квадратного генератора

 - разница частота эталона и генератора

 – частота колебаний маятника.

§2. Назначение и устройство гравиметров.

Гравиметр состоит:

-  упругой системы

- устройство для регистрации малых перемещений

- устройство для компенсации и измерения силы тяжести

- диапазонного устройства

- устройства для компенсации влияния температуры

- устройства для компенсации влияния атмосферного давления.

В соответствии с областью применения различают гравиметры:

- наземные (измерения на суши)

- донные (измерения на дне водоемов)

- морские (с надводных и подводных судов)

- скважинные

- аэрогравиметры

- гравиметры специального назначения (для исследования планет).

Достоинства гравиметров:

- высокая чувствительность;

- портативность;

- высокая производительность;

- простота в обращении.

Недостатки:

- изменяются свойства материала с течением времени (изменяется система отсчета);

- разность силы тяжести измеряется в единицах шкалы, надо калибровать шкалы.

Развитие гравиметров.