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Absolute Gravimetry with the Hannover Meters JILAg-3 and FG5-220, and their Deployment in a Danish-German Cooperation

Dieser Beitrag ist in der zfv 3/2008 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Mit der Absolutgravimetrie können regionale und globale geodätische Netze eingerichtet und wiederholt vermessen werden, um einen homogenen Schwerestandard zu realisieren. Solch ein Bezugsystem ermöglicht auch die Überwachung von zeitlichen Veränderungen des Erdschwerefeldes. 1986 erhielt das Institut für Erdmessung (IfE, Leibniz Universität Hannover) das transportable Freifall-Gravimeter JILAg-3. Ein Hauptziel der damit initiierten Projekte war die Verbesserung nationaler und internationaler Schwerenetze mit einer möglichst genauen Definition des absoluten Schweredatums (Niveau und Maßstab). Die zweite Zielsetzung der absoluten Schwerebestimmungen bestand darin, die Forschung in geodynamisch aktiven Gebieten, in denen Deformationen der Erdoberfläche auftreten, zu unterstützen.
Das FG5-Absolutgravimeter ist gegenwärtig das am weitesten entwickelte Messinstrument bzgl. höchster Genauigkeit und effektivem Arbeitseinsatz. Aufgrund der Messgenauigkeit ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten, wie z.B. bei der Überwachung von Umweltveränderungen. In der Nachfolge des JILAg-3, das bis 2000 betrieben wurde, ist am IfE seit Ende 2002 das FG5-220 verfügbar. Vergleiche der Ergebnisse der beiden IfE-Instrumente untereinander und mit anderen Gravimetern zeigen, dass beide Absolutgravimeter gut in den internationalen Standard eingepasst waren bzw. sind. Allerdings muss für das JILAg-3 ein instrumentell bedingter Messversatz von +0.09 µm/s2 gegenüber dem FG5-220 berücksichtigt werden. Als ein Fallbeispiel für eine langfristig angelegte interdisziplinäre Forschungsarbeit wird die seit 1986 laufende dänisch-deutsche Kooperation des IfE vorgestellt. Neben der Einrichtung des nationalen Schwerereferenzsystems charakterisieren besonders die geophysikalischen Hintergründe die Zielsetzungen der gemeinsamen Projekte.

Zusammenfassung: 

Using absolute gravimetry, geodetic networks can be surveyed to realize a homogeneous gravity standard of regional to global extent and to monitor time dependent variations in the Earth’s gravity field. With the receipt of the transportable free-fall gravimeter JILAg-3 at the Institut für Erdmessung (IfE, Leibniz Universität Hannover) in 1986, projects were initiated with a main objective to improve national and international gravimetric networks. Deficiencies in the definition of the absolute datum (gravimetric scale and level) could be overcome. As a second goal, absolute gravity determinations were performed to support the geodynamic research in regions where geophysical phenomena deform the Earth’s surface.
Presently, the FG5 gravimeter is the state-of-the-art in the measurements of absolute gravity. With the high measuring accuracy, new applications have been risen, e.g. the monitoring of environmental changes. For IfE, the FG5-220 is the second absolute meter obtained in 2002, and is the follow-up of the JILAg-3. Comparisons of results with both absolute gravimeters among themselves and with other instruments show that the results from both instruments are well adjusted to the international gravity standard. But a bias of +0.09 µm/s2 has to be considered for the JILAg-3 measurements when comparing with FG5-220 results. As a case study for an interdisciplinary long-term research, a Danish-German cooperation is described. Besides the establishment of a national gravimetric reference, a strong geophysical background characterizes the joint projects performed since 1986.