System IGSN71

Uchwałą XV Zgromadzenia Generalnego Międzynarodowej Unii Geodezji i Geofizyki w Moskwie w 1971 r. wprowadzono dla potrzeb geodezji nowy, międzynarodowy system grawimetryczny International Gravity Standardization Net – 1971 (IGSN71), który zastąpił dotychczasowy system poczdamski. Sieć IGSN71 założona w latach 1950–1970 składa się z 1854 punktów grawimetrycznych, w tym około 500 punktów podstawowych. Poziom grawimetryczny sieci IGSN71 jest określony przez 10 absolutnych pomiarów g na 8 stacjach grawimetrycznych. Kontrolę skali zapewniono przy użyciu 1 200 względnych pomiarów wahadłowych, zaś moc sieci – przy wykorzystaniu 12 000 względnych pomiarów grawimetrycznych na długich przęsłach. Lokalne powiązania zapewniono poprzez 11 700 względnych pomiarów ekscentrycznych.
Potrzeba przejścia do nowego systemu grawimetrycznego uzasadniona była przede wszystkim wynikami pomiarów absolutnych uzyskanych przy użyciu nowoczesnych grawimetrów balistycznych. Ustalono, że w celu przejścia od systemu poczdamskiego do IGSN71 należy wprowadzić poprawkę –14 mGal do wartości przyspieszenia siły ciężkości.
W kwietniu 1972 r. Konferencja Służb Geodezyjnych krajów bloku wschodniego obradująca w Warszawie przyjęła system IGSN71 jako obowiązujący we wszystkich byłych krajach socjalistycznych, w tym także w Polsce. W celu zmiany poziomu odniesienia pomiędzy systemem „1968” (system poczdamski) i systemem IGSN71 zalecono stosowanie zależności:

g_IGSN71 = g₁₉₆₈ - 14.000 mGal

Kierując się potrzebą uzyskania z wysoką dokładnością przyspieszenia siły ciężkości na punktach osnowy grawimetrycznej I i II klasy w systemie IGSN71, zarówno pod względem jednostki, jak i poziomu odniesienia, w 1973 r. w IGiK przystąpiono do ponownego opracowania i wyrównania istniejącego materiału grawimetrycznego. Jako wyjściowe przyjęto wartości przyspieszenia siły ciężkości na 15 punktach Międzynarodowego Poligonu Grawimetrycznego (MEGP) i Polskiego Narodowego Poligonu Grawimetrycznego (NEGP): Poczdam, Praga, Warszawa, Gdańsk, Kraków oraz Kończewice, Elbląg, Pawłowo, Mdzewo, Radom, Kielce, Jędrzejów, Miechów, Birłatowa i Kuźnice, uznając je jednocześnie za bezbłędne. Przed przystąpieniem do wyrównania, do każdego pomierzonego przęsła (z wyjątkiem przęseł łączących punkty NEGP z punktami osnowy grawimetrycznej I i II klasy) wprowadzono poprawkę z tytułu zmiany jednostki grawimetrycznej:

Δg_IGSN71 = Δg₁₉₆₆ × k

Dla obserwacji na przęsłach wprowadzono standardowe wagi, odwrotnie proporcjonalne do kwadratu średniego błędu pomiaru. Obliczenia w dwóch wariantach wyrównania przeprowadzono metodą spostrzeżeń pośrednich na maszynie cyfrowej Odra 1204. W wariancie pierwszym uwzględniono wszystkie przęsła sieci IGiK-66, przęsła nawiązujące punkty NEGP do punktów I i II klasy oraz nawiązania do zagranicznych punktów MEGP (Poczdam i Praga). W wariancie drugim nie uwzględniono obserwacji wykonanych w latach 1957–1959 przez PIG przy użyciu transportu lotniczego na przęsłach łączących punkty I klasy z uwagi na znaczne średnie błędy obserwacji. Wyniki wyrównania obu wariantów okazały się praktycznie identyczne w granicach ±0.01–0.02 mGal. Do praktycznych celów geodezyjnych postanowiono przyjąć wyniki wyrównania wariantu I, które określiły osnowę grawimetryczną Polski w systemie 1971, nazwanym IGiK-IGSN71. Wartości przyspieszenia siły ciężkości na 318 punktach osnowy grawimetrycznej I i II klasy obliczone w procesie wyrównania wariantu pierwszego umieszczono w katalogu punktów podstawowej sieci grawimetrycznej Polski w systemie IGiK-IGSN71. Różnice wartości g między systemami IGiK-66 i IGiK-IGSN71 przedstawiono na rysunku obok.

W ramach prac prowadzonych przez PIG i Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych (PBG) nad tworzeniem pierwszej komputerowej bazy danych grawimetrycznych w latach 1976–1992 wartości przyspieszenia siły ciężkości punktów osnowy grawimetrycznej zostały, zgodnie z uchwałą XV Zgromadzenia Generalnego Międzynarodowej Unii Geodezji i Geofizyki w Moskwie w 1971 r., skorygowane o stałą poprawkę systemu poczdamskiego względem systemu IGSN71 zgodnie z wyrażeniem:

g_PIG-IGSN71 = g_PIG-62 – 14.00 mGal

W rezultacie powstał w PIG nowy katalog punktów osnowy grawimetrycznej, zawierający dane 162 punktów w systemie grawimetrycznym PIG-IGSN71, o współrzędnych w systemie „1942” z elipsoidą Krasovskiego.