Měření v gravimetrii
Absolutní gravimetr
Měření zemské tíže lze provádět dvěma způsoby. Absolutně a relativně. Při absolutním měření zjistíme hodnotu gravitačního zrychlení z měření na jednom bodu. K tomuto účelu se používají kyvadla nebo princip volného pádu, neboli zemská tíže je určována nepřímo např.:z doby kyvu kyvadla nebo z volného pádu. Nejnovější absolutní gravimetry fungují na principu laserové interferometrie - padajícím tělesem je zde koutový odražeč a jeho pád je sledován pomocí laseru. Měření tíže absolutním způsobem je zdlouhavé a náročné, a proto se realizuje pouze na vybraných geodeticky stanovených bodech, které pak slouží jako základny, na které jsou ostatní tíhové body navazovány relativním měřením. Absolutními gravimetry lze také sledovat vertikální pohyby zemské kůry.
Gravimetr pro absolutní měření FG-5 od firmy Scintrex.
Zdroj: http://www.scintrexltd.com/gravity.html
Digitální gravimetr
Při relativním způsobu měření určujeme rozdíly v tíži mezi body. U starších typů gravimetrů tvořil měřící element nejčastěji křemenný systém s vahadlem otočným kolem vodorovné osy a soustava pružin. Změny dilatace pružiny jsou přímo úměrné změnám tíhového pole. U nejnovějších digitálních gravimetrů je mírou změny tíhového zrychlení velikost zpětnovazebního napětí, které se musí dodávat na desky kondenzátoru, jehož jednu desku tvoří senzor gravimetru zavěšený na pružině, aby vzdálenost desek zůstala konstantní.
Gravimetr pro relativní měření CG-3 od firmy Scintrex.
Zdroj: Vlastní foto.
Gravimetr pro relativní měření CG-5 od firmy Scintrex.
Zdroj: http://www.scintrexltd.com/gravity.html
Měření se většinou realizují na zemském povrchu, ale speciálně upravenými gravimetry lze měřit i na dnech oceánů, ve vrtech nebo z letadel. Měřením ve vrtech lze velmi dobře zjistit hustotu okolních hornin. Měření z aut/letadel jsou méně přesná, protože jsou nepříznívě ovlivěna pohybem těchto strojů.
Vysoká trojnožka pod gravimetr pro měření ve špatním terénu.
Zdroj: Vlastní foto.
Opravy v gravimetrii
Na všech měřících bodech musí být u lokálních průzkumů nivelací určena přesná nadmořská výška (požadovaná přesnost se pohybuje v rozmezí 3 mm - změna výšky o 3 mm změní tíhové zrychlení o 1 μGal). Při velkých regionálních průzkumech stačí zjistit nadmořské výšky z map. Variace vyvolané působením slapových jevů, které mohou v úplňku nebo novu dosáhnout až 0,3 mGal, byly dříve odstraňovány navazováním na základní síť nebo podle tabulek. Dnes u digitálních gravimetrů je tato oprava automaticky započítána.
Kalibrační základna
Vzhledem k tomu, že gravimetr je mechanický přístroj, dochází v něm v průběhu času k určitým změnám, které způsobují nepřesnosti v měření. Každý relativní gravimetr je proto nutné (obvykle jednou za rok) zkalibrovat a zadat do něj novou konstantu, která převádí např. měřené zpětnovazební napětí mezi deskami kondenzátoru na tíhové zrychlení. Kalibrační základnu tvoří soustava bodů s přesně změřenými (absolutními) hodnotami tíže. Tíhové body jsou v terénu stabilizovány žulovými kvádry o rozměrech 60x60x60 cm. Tyto body má u nás na starost Český úřad zeměměřičský a katastrální (odkaz). Pro co největší rozsah hodnot se využívá změn tíže s výškou nebo se zeměpisnou šířkou. V Čechách se jedná například o body kalibrační šířkové základny Hřensko-Dolní Dvořiště.
Kalibrační bod na pražském Albertově.
Zdroj: Vlastní foto.
Oprava na chod
Samotný gravimetr v přeneseném slova smyslu "stárne před očima" i během měření. Z toho důvodu je nutné provádět opravu na chod gravimetru. K tomu účelu si nedaleko měřící lokality určujeme takzvaný opěrný bod, na kterém měříme v časových intervalech např. jedné hodiny. Při zpracování dat poté od měřených hodnot odečítáme křivku chodu. Tu počítáme ze změřených bodů na opěrném bodě pomocí interpolace nebo proložením polynomu (většinou 3. stupně).
