Preveo: Dane
http://www.gfz-potsdam.de/pb1/pg3/aero/introduction_e.html
Zračna gravimetrija
Prvi LaCoste & Romberg morski gravimetar i Lockheed Orion P3 zrakoplov, su korišteni za otkrivanje podmornica i zračnu gravimetriju.
Sve do otprilike prije dva desetljeća, zračna gravimetrija je bila preskupa i sumnjiva za upotrebu, za uspordbu s ostalim uređajima za mjernje sile teže. Za to je bilo prilično dosta razloga:
-samo određeni broj skupih uređaja je bio tako opremljen i napravljen, da bi mogao biti korišten za mjernja u letjelicama
-također se i položaj letjelice nije mogao dovoljno dobro odrediti, što je onemogućavalo točnost gravimetrijskih mjernih uređaja ‘onboard’, tako da mnogi podaci iz mjernja nisu mogli biti upotrebljavani.
Gravimetrijska mjernja
Gravitacijsko polje je opisano s prikupljenim podacima o zemljinoj sili privlačenja (gravitacija), koja je različita na različitim mjestima po zemlji uslijed različitog razmještaja zemljinih masa u unutrašnjosti zemlje, te zbog nepravilne površine zemlje. Gravimetrijski podaci su svakako svedeni na srednju razinu površine mora radi uspoređivanja. Mjerenja se koriste za pračenje vremenskih promjena gravitacijskog polja i utjecaja okoline na njega i za istraživanje uzroka tome. Za bolje upoznavanje sa učenjem o gravitaciji u geofizici i geodeziji vidi:
http://www.earthsci.unimelb.edu.au/ES304/MODULES/GRAV/main.html.
Neki od čestih utjecaja okoline na gravimetrijske promjene su već znani, kao npr. gravitacijske promjene zbog udaranja oceana u kopno. Još jedan primjer, ovo znanje može biti korišteno u potrazi za sličnim riješenjima u proučavanju ovakvih promjena: gdje ploča kontinenta završava, a gdje počinje ocean? K tomu, oblik zemlje može biti utvrđen pomoću gravitacijskog polja, čime dobijemo oblik geoida. Kao uvod u pojam geoid vidi:
za znanstveni rad s geoidima otiđi na ICGG međumrežnu stranicu.
Oblik zemlje određen sa gravimetrijom jako odudara od sfere. Izuzimajući zemljine neravnine koje čine razna udubljenja i izbočenja, jako sliči krumpiru, uvjetovanost sa zemljinim neravninama na površini i raznim događajima, vidi:
http://www.gfz-potsdam.de/pb1/pg3/index_S13e.html,
Promjene gravitacijskog polja u okolici Rhine Graben
Zračna gravimetrija
Zračna gravimetrija pokušava nešto, što je već teško za ispuniti na tlu ili na vodi. To se ostvaruje s točnom izmjerom gravitacijskog polja zemlje-ali iz zraka, korištenjem zrakoplova. Ovo je nužno razvijati jer mnoga i golema prostranstva na zemlji ne mogu biti postignuta na vodi s istraživačkim brodovima ili na tlu s vozilima ili jednostavno hodanjem – ili isto neki podhvat koji bi bio tehnički zahtjevan, previše skup ili previše opasan. Primjeri za to su Arktik, Antartik ili priobalna područja ili prašume i Južnoj Americi ili pustinje i planine u Africi ili Aziji.
Način rada zračne gravimetrije
Zrakoplovna gibanja (potresanja)
Velika teškoća kod zračne gravimetrije su zrakoplovna gibanja (potresanja). Uređaji za mjerenje gravitacije, se nose s dva potpuno različita zadatka: prvi je taj da budu kadri riješiti manje promjene u zemljinoj sili teži, znači odstupanja od ‘normalnog ubrzanja sile teže’ u smjeru zemljinog središta (=9.81m/s2) i drugo je djelovanje zrakoplovnih ubrzanja koja kvare primljeni signal za tisućuti dio reda veličine. Isto tako nagib i zakretanje zrakoplova (odstupanja od horizontalnog položaja zrakoplova prema naprijed i postrance) se ispravljaju. Čak ako je i sve to moguće ostvariti, tu je još jedna druga nezgoda, neprestano i točno mjerenje položaja zrakoplova. Mjerenje treba biti unutar centimetra točnosti usprkos brzina od 250 km/h i većih. Sva zračna gravimetrijska mjernja će biti beskorisna ako ovakva točnost ne bude ostvarena.
Obični i diferencijalni GPS
Diferencijalni kinematički GPS
GPS u službi zračne gravimetrije
Uglavnom, bez GPS (svjetskog položajnog sustava) zračna gravimetrija bi bila vrlo teško primjenjiva. Za zrakoplove pri velikim brzinama su razvijene posebne antene i prijamnici. Ako koristimo samo jedan GPS prijamnik, tada dobivamo položaj s točnošću od oko 10m. Zbog toga smo prisiljeni koristiti dva GPS prijamnika, jedan koji je učvršćen na zemlji i služi za popravke, a drugi je u zrakoplovu te prima popravke od prijamnika sa zemlje i time poboljšava točnost podataka na zadovoljavajuće vrijednosti. Takava tehnika mjernja se zove DGPS (diferencijalni GPS). U vezi GPS-a smo radili na faksu, te opširnije znanje o tome možete steći u rukopisu ‘Satelitska geodezija’ od prof. Željka Bačića.
Sustav za samostalno
upravljanje zrakoplovom (Autopilot)
Tako daleka, dva potpuno različita, unutarnje vrlo složena sustava su razvijena da pomažu jedan drugome. Gravimetar i GPS. Na žalost, čak kada oba sustava odgovaraju jedna drugom, to ne znači kako će taj spoj raditi na svakom zrakoplovu. Zrakoplov treba imati miran I stabilan let, te dobar sustav za samonavođenje u zrakoplovu. Prvo stanje je dovoljno lako za razumjeti, neravan let će prouzročiti kvarenje mjernja i loše dobivene vrijednosti. Ali upravljač zrakoplova ima ograničenu pozornost i obuzetost upravljanja zrakoplovom na duge udaljenosti bez skretanja daleko od smjera leta i drugih naglih pomaka koji kvare gravimetrijske podatke. Zbog toga, samoupravljač zrakoplova treba imati odlučan ali miran utjecaj na zrakoplov i nesmije dopustiti popravljanje odstupanja s iznenadnim kretanjama zrakoplovnih krilca ili kormila. Ako se to dogodi, GPS antenna može ‘oslabiti dogledanje’ do satelita ili vrlo osjetljivi gravimetar može ‘poskočiti’. Poslije ovakvog slučaja jedan ili drugi dio sustava će morati uzeti prilično mnogo vremena za ‘oporavak’ od smetnji. Pojavit će se praznine u korištenju biljženih podataka i skupo vrijeme leta će biti potračeno.
AGMASCO
Mnoštvo smetnji će biti svladano dobro odrađenim zadacima u zračnoj gravimetriji. SAD je nekoliko godina ispred u istraživanju i tehnologijama u području zračne gravimetrije uspoređujući s Europskim natjecateljima do nedavno. S EU poduhvatom nazvanim AGMASCO Europski zaostatak će biti prekinut i EU će doći svoje znanje u zračnoj gravimetriji predstaviti u SAD.
Posljednja dostignuća
Vidljivo poboljšanje kod gravimetara i nagli razvoj GPS tehnologijeučinili su mogućim korištenje zračne gravimetrije kod uobičajenih radnji u geofizici I geodeziji. Omogućena je da prostorna razlučivost od 5km kod brzine leta od 250km/h i visine leta s obzirom na tlo od 500m i točnošću od oko 2mGal (9.81 m/s2 = 981000 mGal) bude ostvarivana bez teškoća.
Razvoj u budućnosti
Dva nova smjera razvoja će bitno unaprijediti mogućnosti zračne gravimetrije: Prvo, novi gravimetri za mjernje promjena ubrzanja sile teže će moći mjeriti anomalije na području od nekoliko stotina metara širine, drugo EU je prihvatila razvoj satelitskog položajnog sustava Galileo, koji će svesti položajne pogrješke za jedan red veličine kao kada je postavljen usporedno američki GPS.
Posljednji LaCoste & Romberg zračni gravimetar i svjetski brzi bombarder
Složenija pitanja u vezi zračne gravimetrije možete poslati na e-mail :
