Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
3 results
Search Results
Item Місце геодезії та гравіметрії в комплексі наук про Землю(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Двуліт, П. Д.Метою публікації є оцінка і місце геодезії та гравіметрії у комплексі наук про Землю та вироблення рекомендацій щодо використання їх в різних галузях знань природничих наук. Постановка проблеми та її зв’язок з важливими науковими і практичними завданнями. У статті розглянуто деякі питання сучасного стану та перспективи розвитку геодезії та гравіметрії. Так, сучасна геодезія – природнича галузь, яка охоплює декілька напрямів: геодезія і топографія, прикладна або інженерна геодезія, морська геодезія, космічна геодезія, вища геодезія і фізична геодезія та інші. У задачу сучасної геодезії входить не тільки вивчення фізичної поверхні та зовнішнього гравітаційного поля Землі, але і вивчення еквіпотенціальних поверхонь однакового потенціалу сили тяжіння. Сучасний стан розвитку геодезії характеризується створенням єдиної державної або світової системи координат та параметрів зовнішнього гравітаційного поля Землі, а також нової системи нормальних висот і оновленої модернізованої гравіметричної системи. Саме тому зросла потреба у створенні високоточної гравіметричної інформації у зв’язку із широким впровадженням супутникових технологій під час виконання геодезичних завдань. Підкреслюється, що сучасна геодезія незаперечно завоювала статус найбільш фундаментальної, найбільш універсальної, найбільш точної і незамінної галузі науки освіти та виробництва у комплексі наук про Землю. У роботі розглянуто також коротку історію виникнення і розвитку гравіметричних досліджень у світі та Україні. Розвиток гравіметрії визначався технічними можливостями та науковими задачами геодезії та геофізики, а завданням гравіметрії є визначення параметрів гравітаційного поля Землі та інших небесних тіл як функція місця положення і часу за вимірюваннями сили тяжіння і гравітаційних градієнтів. Особливість розвитку гравіметрії за останні три століття полягає у неперервному розширенні вивчених територій континентів і океанів, а точність гравіметричних вимірювань увесь час зростала і досягла рівня одного мікрогала. Наведено аналіз гравіметричної вивченості Землі на основі наземних, морських і аерогравіметричних вимірювань прискорення вільного падіння, а також з використанням даних супутникової альтиметрії та градієнто- метрії. Детальність поля сили тяжіння для потреб геодезії, геофізики, геології та океанографії оцінюється величиною 1 мГал для гравіметричних аномалій, а точність визначення висот квазігеоїда 1–2 см. Наведений сучасний стан гравіметричної вивченості території України і відзначається невідповідність гравіметричної мережі за якістю й щільністю пунктів і перспективи побудови нової інтегрованої у світову систему геодезичного забезпечення країни. Цель публикации – роль и место геодезии и гравиметрии в комплексе наук о Земле и выработка рекомендаций относительно использования их в разных отраслях знаний естественных наук. Постановка проблемы и их связь с важными научными и практическими задачами. Рассматриваются некоторые вопросы современного состояния та перспективы развития геодезии и гравиметрии. Так, современная геодезия – естественная отрасль, которая включает несколько направлений: геодезия и топография, прикладная или инженерная геодезия, морская геодезия, космическая геодезия, высшая геодезия, физическая геодезия и другие. В задачу современной геодезии входит не только изучения физической поверхности и внешнего гравитационного поля Земли, а изучение эквипотенциальных поверхностей равного потенциала силы тяжести. Так, современное состояние развития геодезии характеризуется созданием единой государственной или мировой системы координат та параметров внешнего гравитационного поля Земли, а также новой системы нормальных высот и обновленной модернизированной гравиметрической системы. Поэтому возникла необходимость создания высокоточной гравиметрической информации в связи с внедрением спутниковых технологий при решении геодезических задач. Отмечается, что в мире современная геодезия бесспорно занимает статус наиболее фундаментальной, наиболее универсальной, наиболее точной и незаменимой отрасли науки, образования и производства в комплексе наук о Земле. Рассматривается краткая история возникновение и развития гравиметрических исследований в мире и на Украине. Развитие гравиметрии определялось техническими возможностями и научными задачами геодезии и геофизики, а задачей гравиметрии было определение параметров гравитационного поля Земли и других небесных тел как функция местоположения и времени за измерениями силы тяжести и гравитационных градиентов. Особенность развития гравиметрии за последние три столетия состоит в непрерывном расширении изучаемых территорий континентов и океанов, а при этом точность гравиметрических измерений все время увеличивается и достигло уровня 1 мкГал. Приводится анализ гравиметрической изученности Земли на основе наземных, морских и аэрогравиметрических измерений силы тяжести, а также используют данные спутниковой альтиметрии и градиентометрии. Детальность поля силы тяжести для нужд геодезии, геофизики, геологии и океанографии оценивается 1 мГал для гравиметрических аномалий, а точность высот квазигеода 1–2 см. Приводится современное состояние гравиметрической изученности и отмечается при этом несоответствие гравиметрической сети относительно качества и плотности пунктов, рекомендуются перспективы построения новой интегрированной в мировую систему геодезического обеспечения государства. The aim of this article is the role and place of geodesy and gravimetry in the complex Earth Sciences and making recommendations for their using in various fields of knowledge of science. Problem and its relation with important scientific and practical tasks. In the article we consider some issues of the current state and prospects of geodesy and gravimetry. So modern geodesy – natural branch, which includes several areas: geodesy and topography, applied engineering or surveying, marine surveying, space geodesy, higher geodesy and physical geodesy and others. The task of modern geodesy is not only the study of the physical surface and external gravitational field of the Earth, but also the study of equipotential surfaces of equal gravity potential. The current state of geodesy is characterized by the creation of a unified state or global coordinate system and parameters of the external Earth's gravitational field, and a new system of normal heights and updated modernized gravimetric system. Becouse of that the need for a highprecision gravimetric information has increased in connection with the widespread introduction of satellite technology for solving geodetic problems. It is emphasized that modern geodesy conclusively has won the status of the most fundamental, most versatile, most accurate and essential area of science education and production in complex of the Earth sciences. In the article we also considered the short history of appearance and development the gravimetric studies in the world and in Ukraine. Development of gravimetry is defined by technical capabilities and scientific tasks of geodesy and geophysics, and the gravimetry task is to determine the parameters of the Earth gravitational field and other celestial bodies as a function of location and time using measurements of gravity and gravity gradient. Feature of gravity development during the last three centuries is the continuous extension of the studied areas of continents and oceans, and thus precision of gravimetric measurements kept increasing and reached to the level of one microGal. We make analysis of Earth gravimetric study based on land and sea measuring of gravity using data of satellite altimetry and gradiometry. The detail of gravity field for the needs of geodesy, geophysics, geology and oceanography is estimated nearly 1 mGal for gravity anomalies and the accuracy of the quasigeoid heights is nearly 1 – 2 cm. We adjusted the current state of gravimetric knowledge on Ukraine area and noted the discrepancy of gravimetric network by quality and density of points and prospect of construction the new country integrated into the global system of geodetic providing.Item Про точність обчислення основних характеристик равітаційного поля землі(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Двуліт, П. Д.; Смелянець, О. В.Основною метою роботи є дослідження вимог щодо точності обчислення характеристик гравітаційного поля Землі (висот квазігеоїда та складових відхилень прямовисних ліній) на основі аналізу методів та чинних вимог до визначення цих характеристик. Методика. Гравіметричний метод є основним методом для визначення висот квазігеоїда і складових відхилень прямовисних ліній для суходолу і шельфових зон. Вихідними даними при цьому є результати гравіметричних знімань. Основними способами визначення характеристик гравітаційного поля Землі є методи інтегральних перетворень, методи параметричної апроксимації, методи статистичної колокації та комбіновані методи. Ці методи обчислення висот квазігеоїда і складових відхилень прямовисних ліній дають різні результати щодо точності обчислень. Методи інтегральних перетворень ґрунтуються на формулах Стокса і Венінга–Мейнеса з урахуванням поправок Молоденського. У разі використання аналітичного продовження точність обчислення складових відхилень прямовисних ліній цим методом сягає 0,5–1" для будь-яких регіонів. Методи параметричної апроксимації уможливлюють обчислення характеристик гравітаційного поля Землі у центральній та близьких зонах (метод В. І. Аронова) або врахування глобальних і регіональних характеристик (метод сферичних гармонік). Метод статистичної колокації використовує статистичні зв’язки між обчислюваними характеристиками гравітаційного поля і вихідними аномаліями прискорення вільного падіння, однак його точність обмежена внаслідок заміни істинних значень коваріацій модельними. У комбінованому методі вплив близьких зон враховують за гравіметричними даними з використанням узагальненого інтеграла Стокса, а вплив далеких зон – з використанням гармонійних коефіцієнтів геопотенціалу. Результати. Для практичної реалізації визначення висот квазігеоїда і складових відхилень прямовисних ліній поверхню геосфери ділять на центральну зону (радіусом 100 км), близькі (до 1000 км) і далекі (решта геосфери) зони. Для цього необхідна вихідна інформація у вигляді гравіметричного знімання масштабу 1:50 000 для центральної зони і масштабів 1:100 000-1:200 000 для близьких зон. Вихідною інформацією для далеких зон є сучасні цифрові моделі гравітаційного поля Землі у вигляді гармонійних коефіцієнтів геопотенціалу. Практична значущість. Обчислюючи складові відхилення прямовисних ліній, треба враховувати переважання впливу центральної та близьких зон, а визначення висот квазігеоїда потребує ретельнішого врахування впливу далеких зон. Для успішного застосування методів обчислень характеристик гравітаційного поля необхідно використовувати відповідну гравіметричну та топографічну інформацію. Наукова новизна. Згідно із сучасними вимогами, обчислення висот квазігеоїда слід проводити з точністю до 0,1 м, а складових відхилень прямовисних ліній – 0,05–0,1". Найбільш ефективним і точним методом обчислення цих характеристик є комбінований метод. Главной целью работы является исследование требований к точности вычислений характеристик гравитационного поля Земли (высот квазигеоида и составляющих отклонений отвеса) на основании анализа методов и существующих требований к определению этих характеристик. Методика. Гравиметрический метод является главным методом для определения высот квазигеоида и составляющих уклонений отвеса для суши и шельфовых зон. Исходные данные при этом – результаты гравиметрических съемок. Основными методами определения характеристик равитационного поля Земли являются методы интегральных преобразований, методы араметрической аппроксимации, методы статистической коллокации и комбинированные методы. Приведенные методы вычислений высот квазигеоида и составляющих уклонений отвеса имеют различную точность. Методы интегральных преобразований основаны на формулах Стокса и Венинга–Мейнесса с учетом поправок Молоденского. При использовании аналитического продолжения точность вычислений составляющих уклонений отвеса достигает 0,5–1" в любом регионе. Методы параметрической аппроксимации предоставляют возможность вычисления характеристик гравитационного поля Земли в центральной и близкой зонах (метод В. И. Аронова) или учета глобальных и региональных характеристик (метод сферических гармоник). Метод статистической коллокации использует статистические связи между вычисляемыми характеристиками гравитационного поля и исходными аномалиями ускорения силы тяжести, однако его точность ограничена в связи с заменой истинных значений ковариации модельными. В комби- нированном методе влияние близких зон учитывают за гравиметрическими данными с спользованием обобщенного интеграла Стокса, а влияние далеких зон – с использованием гармонических коэффициентов геопотенциала. Результаты. Для практической реализации определения высот квазигеоида и составляющих уклонений отвеса поверхность геосферы делят на центральную зону (радиусом 100 км), близкие (до 1000 км) и далекие (остальная часть геосферы) зоны. При этом необходимо наличие исходной информации – гравиметрических съемок масштаба 1:50 000 для центральной зоны и масштабов 1:100 000-1:200 000 для близких зон. Исходной информацией для далеких зон служат современные цифровые модели гравитационного поля Земли под видом гармонических коэффициентов геопотенциала. Практическая значимость. При расчете составляющих отклонений отвесных линий следует учитывать преобладающее влияние центральной и близких зон, а определение высот квазигеоида требует более тщательного учета влияния дальних зон. Для успешного применения методов вычислений характеристик гравитационного поля необходимо использовать соответствующую гравиметрическую и топографическую информацию. Научная новизна. Согласно современным требованиям, вычисления высот квазигеоида следует проводить с точностью до 0,1 м, а составляющих отклонений отвесных линий – 0,05-0,1". Наиболее эффективным и точным методом вычисления этих характеристик является комбинированный метод. The main purpose is to research the requirements for calculation accuracy characteristics of the Earth's gravitational field (quasigeoid heights and plumb line deflection components) based on an analysis of existing methods and requirements to determine these characteristics. Methodology. Gravimetric method is the primary method for determining the height quasigeoid and plumb line deflection components for land and shelf areas. Initial data in this case are results of the gravimetric survey. The main methods of determining the characteristics of Earth's gravitational field is integral transform methods, parametric approximation methods, statistical collocation methods and combined methods. These methods calculate heights of quasigeoid and plumb line deflection components produce with different results on the accuracy of calculations. Methods of integral transforms based on formulas Stokes and Vening–Meynes amended by Molodensky. When using analytic continuation precision calculation of plumb line deflection components this method reaches 0.5–1" for all regions. Parametric approximation methods make it possible to calculate the characteristics of Earth's gravitational field in the central and close areas (V. I. Aronov method) or incorporation of global and regional characteristics (spherical harmonics method). Statistical collocation method uses statistical relationships between the calculated characteristics of the gravitational field and the initial gravity anomalies, but its accuracy is limited due to the replacement of the true values of kovariations on the model values. In the combined method take into account the impact close areas by gravimetric data using the generalized Stokes integral, the impact of distant zones - using geopotential harmonic coefficients. Results. For practical implementation heights quasigeoid and plumb line deflection components definition geosphere surface is divided into a central area (radius 100 km), close (to 1000 km) and long (the rest of the geosphere) zone. It is necessary to have the presence of input information in the form of gravimetric mesurements scale of 1:50 000 for the central zone and the scales of 1:100 000–1:200 000 for close zones. The input information for long areas are modern digital models of the gravity field of the Earth in the form of harmonic geopotential coefficients. Practical significance. Сalculation of plumb line deflection components should be considered the predominant influence of the central and close areas, quasigeoid heights definition requires a careful consideration of the impact of long areas. For successful application of computation methods of gravity field characteristics must use appropriate gravimetric and topographic information. Originality. Under current requirements, calculations of quasigeoid heights should be accurate to 0.1 m, and the plumb line deflection components – 0.05–0.1". The most efficient and accurate calculating method of these characteristics is combined method.Item Модель гравіметричних складових відхилень прямовисних ліній території України за даними EGM2008(Видавництво Львівської політехніки, 2012) Двуліт, П. Д.; Джуман, Б. Б.; Смелянець, О. В.Розглянуто питання дослідження точності обчислення гравіметричних складових відхилень прямовисних ліній з використанням сучасної моделі гравітаційного поля Землі EGM2008 для території України. Виконано порівняння результатів обчислення з відомими астрономо -геодезичними складовими відхилень прямовисних ліній, отриманими за астрономічними та геодезичними координатами пунктів. Рассмотрены вопросы исследования точности вычисления гравиметрических составляющих отклонений отвесных линий с использованием современной модели гравитационного поля Земли EGM2008 для территории Украины. Выполнено сравнение результатов вычисления с известными астрономо-геодезическими составляющими отклонений отвесных линий, полученными по астрономическим и геодезическим координатам пунктов. The problems of computational accuracy of plumb line deflections with use of gravitational Earth model EGM2008 on the Ukraine area are considered. The results of computation were compared to the known astronomical-geodetic deflections of pl umb lines obtained from astronomical and geodetic coordinates of points.