Geodezja i geodynamika

Wpływ topografii

Redukcja przyspieszenia siły ciężkości - mierzonego w danym punkcie P, na fizycznej powierzchni Ziemi - ze względu na wpływ przyciągania otaczających mas topograficznych, odstających od płyty Bouguera przechodzącej przez ten punkt jest realizowana przez zastosowanie, wyznaczonej dla punktu P, poprawki terenowej. Wielkość poprawki terenowej zależy od różnic wysokości między stacją grawimetryczną i otaczającym ją terenem oraz od gęstości mas topograficznych nad poziomem morza.

Poprawka terenowa jest kluczową posiłkową wielkością wykorzystywaną w procesie wyznaczania figury Ziemi, którą w praktyce jest geoida. Wyznaczanie poprawek terenowych jest najbardziej żmudnym etapem modelowania precyzyjnej geoidy grawimetrycznej.

W terenach płaskich wielkości poprawek terenowych przeważnie nie przekraczają 1 mGal, jednak w obszarach górskich osiągają nawet kilkadziesiąt miligali. Jeszcze w latach 1980., kiedy dokładność regionalnych modeli geoidy rzadko osiągała poziom 1 m, ograniczano się do obliczania poprawek terenowych jedynie w obszarach wysokogórskich oraz stosowano uproszczone metody obliczeniowe. Współcześnie, gdy występuje potrzeba znajomości modeli geoidy o centymetrowej dokładności, konieczne jest precyzyjne obliczenie poprawek terenowych na całym obszarze modelowania geoidy.

W przeszłości poprawki terenowe były liczone przy użyciu map topograficznych oraz przy pomocy przyłożonego w punkcie stacji grawimetrycznej odpowiedniego diagramu, dzielącego otoczenie stacji na sektory pierścieniowe. Poprawka terenowa była wyznaczana przez sumowanie wpływów przyciągania mas zawartych w segmentach odpowiadających częściom walca.
Obecnie do obliczania poprawek terenowych wykorzystuje się zazwyczaj numeryczny model terenu w postaci regularnej siatki danych. Poprawki terenowe wyznacza się przy założeniu, że topografia składa się ze skończonej liczby wielościanów, których cztery ściany boczne są prostopadłe do prostokątnej podstawy dolnej. Najczęściej poprawki terenowe liczone są jako sumy wpływów grawitacyjnych pochodzących od prostopadłościanów.
Obliczanie poprawek terenowych powyższymi sposobami jest podejściem ścisłym, aczkolwiek czasochłonnym. Z doświadczeń licznych autorów wynika, że szybciej wyznacza się poprawki terenowe przy użyciu szybkiej transformaty Fouriera - FFT.
W Polsce na szerszą skalę poprawki terenowe były liczone w latach 1980. dla części stacji grawimetrycznych znajdujących się w grawimetrycznej bazie danych dla Polski, opracowanej przez Państwowy Instytut Geologiczny. Poprawki te nazwano poprawkami terenowymi 1992. W latach 2002-2005, w ramach projektu badawczego zamówionego przez MNiSW, dotyczącego opracowania modelu centymetrowej geoidy dla obszaru Polski, dokonano w Instytucie Geodezji i Kartografii ujednolicenia danych grawimetrycznych, oraz wyznaczono poprawki terenowe dla wszystkich punktów bazy danych grawimetrycznych. W dalszej kolejności opracowano optymalną metodykę wyznaczania poprawek terenowych do obserwowanych wartości przyspieszenia siły ciężkości znajdujących się w krajowej bazie danych grawimetrycznych, nazywaną metodą ZGG 2008. Oszacowano również dokładność obliczonych dla obszaru Polski poprawek terenowych.