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.