Zbirke prostorskih podatkov

Gravimetrična sestavina

Gravimetrična sestavina

Gravimetrični del ima pomembno vlogo pri definiranju vertikalne sestavine državnega prostorskega koordinatnega sistema. Določen je z Uredbo o določitvi parametrov horizontalne sestavine in gravimetričnega dela vertikalne sestavine državnega prostorskega koordinatnega sistema, imen teh sestavin in državne kartografske projekcije.

Parametre gravimetričnega dela vertikalne sestavine tvorijo:

  • parametri mednarodne standardne gravimetrične mreže z imenom International Gravity Standardisation Network 1971,
  • parametri referenčnega nivojskega elipsoida za določanje normalnega polja pospeška sile teže, ki je elipsoid GRS80, in
  • težni pospeški 35 slovenskih temeljnih gravimetričnih točk, določeni v epohi 2006.


Ime (oznaka) gravimetričnega dela vertikalne sestavine državnega prostorskega koordinatnega sistema (oznaka gravimetričnega geodetskega datuma) je GD06.

Splošna definicija
Gravimetrija je veda o izmeri in analizi težnosti (tj. o izmeri in analizi jakosti težnega pospeška »g«). V geodeziji služi določanju oblike in velikosti Zemlje ter Zemljinega težnostnega polja (tj. geoida oz. kvazi-geoida).

Pojasnitev vloge gravimetrije
Iz praktičnih izkušenj vemo, da imata dve točki isto višino, kadar voda med tema dvema točkama miruje. To pomeni, da ti dve točki ležita na isti nivojski ploskvi in da je višinska razlika med dvema točkama sorazmerna razliki potencialov. Tako dobimo fizikalni pomen višine oziroma višinske razlike. Kateri pomen višine oziroma višinske razlike (geometrični ali fizikalni) je bolj pomemben, je odvisno predvsem od namena uporabe višin oziroma višinskih razlik. Pri določevanju nadmorske višine točke v sodobnih nivelmanskih mrežah višjih redov je potrebno poleg popravkov, ki so povezani s terestrično izmero, in pogreški instrumenta upoštevati tudi dejstvo, da poteka izmera v težnostnem polju Zemlje. Popravke niveliranim višinskim razlikam zaradi vpliva težnostnega polja Zemlje je mogoče določiti s približnimi enačbami. Nepravilno težnostno polje se lahko opiše z normalnim težnostnim poljem ali pa se upošteva dejansko izmerjene vrednosti težnostnega polja. Poznavanje vrednosti težnostnega pospeška »g« ima v geodeziji dve ključni vlogi za osnovni geodetski sistem:

  • zagotovitev ustrezne kakovosti višinske sestavine državnega koordinatnega sistema in
  • določitev ploskve geoida, kar omogoča določitve višin z uporabo satelitskih metod geodetske izmere (GNSSvišinomerstvo).


Vertikalno sestavino koordinatnega sistema realiziramo s pomočjo nivelmanske in gravimetrične geodetske mreže. Z geometričnim nivelmanom določamo geometrično višinsko razliko med poljubno točko v prostoru in izbrano izhodiščno točko. Gravimetrična mreža pa je sestavni del sodobnega državnega koordinatnega sistema, ki skupaj z nivelmanom omogoča določitev višin v težnostnem polju Zemlje (nadmorskih višin), naj bo s klasičnimi geodetskimi metodami izmere ali s pomočjo satelitske tehnologije GNSS.

Geoid oz. kvazi-geoid je zaradi sploščenosti Zemlje, vpliva topografije in nehomogenosti gostote mas v notranjosti Zemlje razgibana ploskev (ondulirana), ki ni vzporedna z referenčnim elipsoidom. Razlika med vrednostjo težnostnega pospeška »g« na dveh ekvipotencialnih ploskvah je povsod enaka, geometrična višinska razlika med tema ploskvama pa se zaradi razgibanosti obeh ploskev (in ploskve geoida) krajevno spreminja. Če želimo natančnost določitve višin ohraniti tudi na večjih oddaljenostih, je treba vzpostaviti mrežo reperjev nivelmana visoke natančnosti, in sicer tako, da je na nadmorski višini reperjev upoštevan popravek zaradi razhajanja med geometričnimi višinskimi razlikami in razlikami težnostnega potenciala. Zato moramo na reperjih nivelmana visoke natančnosti ob primerni gostoti točk na enoto površine ozemlja poznati težnostni pospešek, ki ga lahko pridobimo le z gravimetrijo.
 

Točke z izmerjenimi vrednostmi težnega pospeška so povezane v gravimetrične mreže. Te lahko razdelimo glede na medsebojno oddaljenost izmerjenih točk in glede na zahtevano natančnost ter metodo izmere. Osnovo vsake gravimetrične mreže predstavljajo izhodiščne (absolutne) gravimetrične točke, kjer je težnostni pospešek »g« izmerjen z absolutnimi gravimetri. V Sloveniji imamo izmerjenih 6 absolutnih gravimetričnih točk. Te točke tvorijo t. i. gravimetrično mrežo 0. reda in predstavljajo osnovo za razvijanje državne gravimetrične mreže. Državna gravimetrična mreža v Sloveniji je dopolnjena še z 29 točkami 1. reda, na katerih so bile vrednosti težnostnega pospeška »g« določene z relativnimi gravimetri.

Osnovno gravimetrično mrežo Slovenije, ki je del vertikalne sestavine državnega koordinatnega sistema (t. i. gravimetrični del), sestavlja 29 relativnih točk (1. red) in 6 absolutnih točk (0. red). Seznam državnih gravimetričnih točk je dostopen tukaj.

 

 

Osnovna gravimetrična mreža predstavlja izhodišče za vsa nadaljnja gravimetrična merjenja v Sloveniji. Na njo se navezujejo vse meritve opravljene na nivelmanski mreži (meritve težnega pospeška na reperjih za potrebe določitve geopotencialnih kot) in vse meritve za potrebe izračuna višinske referenčne ploskve, torej geoida oz. kvazi-geoida (regionalna gravimetrična izmera).

Vsi gravimetrični podatki v Sloveniji se nanašajo na parametre mednarodne standardne gravimetrične mreže (International Gravity Standardisation Network 1971 – IGSN71).