(Land Gravity data)
مقدمه :
بطور كلي در مباحث فیزیکال ژئودزی و مطالعه ميدان‌گرانی زمين، يكي از مهمترين كميت‌هاي قابل اندازه‌گيري، مقدار گرانی بوده كه در علوم فنی و مهندسي مختلف مرتبط با زمين نظیر ژئودزي، ژئوفيزيك و زمين‌شناسي از اهمیت بسیاری برخوردار است. به منظور یکسان‌سازی عملیات گرانی‌سنجی لازم است شبکه‌هایی یکپارچه و با تراکم همگن در سرتاسر کشور ایجاد گردد تا با در اختیار داشتن این شبکه‌ها، تمامی فعالیت‌های گرانی‌سنجی در سطح کشور تحت یک سیستم واحد درآید. در نهایت از این داده‌های گرانی با تراکم مناسب و دقت بالا می‌توان برای مدلسازي ميدان‌گرانی زمين، محاسبه ژئوئيد دقيق بعنوان سطح مبناي ارتفاعي کشور، تعیین تصحيحات مربوط به اثر ميدان‌گرانی زمين بر روی ارتفاع‌هاي خام ترازيابي دقيق، محاسبه زاويه انحرافهاي قائم و انحناهاي راستاهاي شاقولي، محاسبه دانسيته توده‌هاي داخل زمين و ... استفاده نمود.
همچنین وجود این شبکه‌ها از گسترش خطاهای سیستماتیک در داده‌های گرانی جمع‌آوری‌شده جلوگیری کرده و کنترل خطاها را ممکن می‌سازد. بنابراین وجود شبکه‌های گرانی از ابعاد جهاني گرفته تا منطقه‌اي و ملي در واقع چارچوبي براي يكپارچه كردن كليه اطلاعات گرانی جمع‌آوری شده در سطح کشور بوده و از آنها می‌توان براي تعيين تغييرات زماني گرانی نیز استفاده نمود.
تاريخچه عملیات گرانی‌سنجی در سازمان نقشه‌برداری
فعالیت‌های اصلی گرانی‌سنجی سازمان نقشه‌برداری کشوردر ابتدا به منظور تصحیح اثر میدان‌گرانی زمین بر روی شبکه‌های ارتفاعی و عملیات گرانی‌سنجی بر روی ایستگاههای شبکه ترازیابی درجه 1 کشور در سال 1360 آغاز گردید و در دهه 70 با خرید 3 دستگاه گرانی‌سنج از نوع CG-3M ، فعالیت‌های گرانی‌سنجی بر روی این شبکه با سرعت بیشتری گسترش یافت. با توجه به نیاز به گسترش شتاب‌گرانی با تراکم بیشتر در سطح کشور به منظور مدلسازی میدان‌گرانی محلی زمین و تعیین سطح مبنایی ارتفاعی کشور، در سال 1376 شبکه گرانی درجه صفر کشور طراحی و درچندیننوبتعملیاتاندازه‌گیری شتاب‌گرانیمطلقبررویبسیاری از ایستگاههای اینشبکهانجام گردید. در سال 1384 خط کالیبراسیون تله‌کابینی-زمینی به منظور کالیبراسیون مشاهدات شتاب‌گرانی دستگاههای گرانی‌سنج طراحی و ایجاد گردید. در سال 1382 شبکه گرانی درجه1 کشور به تعداد 670 ایستگاه به فواصل 55 کیلومتر طراحی شد و با اضافه شدن 3 دستگاه گرانی‌سنج از نوع CG5 به ناوگان گرانی‌سنجی سازمان نقشه‌برداری کشور عملیات گرانی‌سنجی بر روی این شبکه آغاز گردید. همچنین از سال 1385 ایجاد شبکه گرانی درجه 2 کشور به فواصل ایستگاهی 25 کیلومتر (در حدود 2000 ایستگاه) و شبکه گرانی درجه 3 کشور به فواصل ایستگاهی 10 کیلومتر (بیش از 20000 ایستگاه) توسط کارشناسان اداره‌کل نقشه‌برداری زمینی در حال گسترش است.
شبکه های گرانی (ثقل) ایران (Iranian Gravity Networks )
- شبکه گرانی درجه صفر ایران
شبکه مبنایی ژئودزی چند منظوره درجه یک ایران
شبکه مبنایی ژئودزی چند منظوره درجه دو ایران
شبکه گرانی درجه سه ایران
شبکه گرانی درجه صفر ایران
به منظور گسترش یکنواخت شتاب‌گرانی در سطح کشور در سال 1376 شبکه گرانی درجه صفر ایران متشكل از 21 ايستگاه توسط کارشناسان سازمان نقشه‌برداري كشور و اساتید دانشکده نقشه‌برداری دانشگاه خواجه نصيرالدين طوسي طراحي گرديد. شبکه گرانی درجه صفر کشورامروزه شبکه‌ایست شامل 36 ایستگاه گرانی مطلق که بیشتر ایستگاههای آن با استفاده از دستگاههای مطلق FG5-206با همکاری يك گروه فرانسوياز دانشگاه‌هاي استراسبورگ و مونت پوليه فرانسه و با دقت 2-1 میکروگال مورد مشاهده قرار گرفته‌اند.همچنین با توجه به مشخص بودن مقادیر شتاب‌گرانی مطلق بسیاری از این ایستگاهها می‌توان از آنها برای کالیبره‌کردن مشاهدات دستگاههای گرانی‌سنج نسبی استفاده نمود. شبکه‌های گرانی درجه صفربه‌عنوان زیربنای تمامی شبکه‌های گرانی‌سنجی در کشور محسوب گردیده و بنابراین باید به نحوی انتخاب و ساخته شوند که استحکام آن در دراز مدت تامین گردد و امکان تکرار اندازه‌گیری‌ها فراهم شود. ایستگاههای این شبکه باید از نظر تکتونیک، زمین‌شناسی و عوامل تخریب‌گر محیطی و انسانی دارای پایداری لازم بوده تا ضمن طول عمر بیشتر، خطاهای ناشی از لرزش‌های دستگاهی و محیطی را به حداقل برسانند. همچنین انتخاب ایستگاهها به دور از نویزهای انسانی، به‌ویژه صنعتی، موجب می‌گردد که خطای اندازه‌گیری به حداقل رسیده و دقت مشاهدات افزایش یابد.
پراکندگی ایستگاههای شبکه گرانی درجه صفرتقریباً تمام کشور را تحت پوشش قرار می‌دهد بطوریکه می‌توان شبکه‌های با درجات بالاتر را در هر منطقه از ایران به این شبکه متصل نمود.
شبکه گرانی درجه صفر ایران
ایستگاه شبکه گرانی درجه صفر در حین اندازه‌گیری با دستگاه گرانی‌سنج مطلق FG5
شبکه مبنایی ژئودزی چند منظوره درجه یک ایران
شبکه چند منظوره مبنایی درجه یک ایران در سال 1382 طراحی گردید. این شبکه دارای تراکم 65-45 کیلومتر و برای ایران شامل 700 ایستگاه طراحی شد که بطور منظم در سطح ایران پراکنده شده‌اند. براساس طراحی این ایستگاهها، ایجاد آنها عموما بر روی سنگهای ریشه دار در هر منطقه در نظر گرفته شده است. هدف اول در اين شبكه، گسترش یکنواخت مشاهدات گرانی در کل کشور بود. مشاهدات گرانی این شبکه به صورت نسبی با استفاده از گرانیسنجهای نسبی بین ایستگاهها و با درجه آزادی بالا انجام گرفته است که دقت و اطمینان بالای شبکه را تضمین می‌نماید. ضمنا، این شبکه به شبکه گرانی درجه صفر کشور که با دستگاههای گرانی سنج مطلق مشاهده گردیده‌اند متصل شده است.
اهداف دیگر شامل انجام مشاهدات ترازيابي دقيق، مشاهدات دقیق GPS و مشاهدات نجومی می‌باشد که به منظور مدلسازی میدان گرانی زمین مورد نیاز می‌باشند. انجام مشاهدات ترازيابي دقيق وGPS دقیق روی نقاط این شبکه موجب گردیده است تا این شبکه از نظر ارتفاعی و مسطحاتی نیز دارای دقت بالایی بوده بطوریکه می‌توان از مختصات این شبکه برای انتقال ارتفاع و مختصات مسطحاتی در کشور نیز استفاده نمود.
شبکه چند منظوره درجه یک ایران
احداث ایستگاه شبکه چند منظوره درجه یک از نوع سنگی
یک نمونه از ایستگاه سنگی چند منظوره درجه یک ساخته شده
شبکه مبنایی ژئودزی چند منظوره درجه دو ایران احداث ایستگاه شبکه چند منظوره درجه یک از نوع سنگی
یک نمونه از ایستگاه سنگی چند منظوره درجه یک ساخته شده
با توجه به اتمام ایجاد شبکه مبنایی چند منظوره درجه یک کشور، گسترش شبکه‌های مبنایی کشور از طریق ایجاد شبکه‌های با درجات بالاتر ضروری به نظر می‌رسید. شبکه درجه دو چند منظوره کشور به گونه‌ای ایجاد گردید که پوشش شبکه مبنایی در کشور را فراهم نمایند، بطوریکه خلا ایستگاههای مبنایی مابین ایستگاههای شبکه درجه یک برطرف گردد. شبکه مبنایی درجه دو کشور تراکم ایستگاهها در سطح کشور را افزایش می‌دهد. با توجه به اینکه ایجاد شبکه درجه دو با تراکم بالا نیازمند زمان و هزینه بسیار بالایی می‌شد و نیز به دلیل کند بودن پروسه ترازیابی دقیق ایستگاهها، شبکه درجه دوگرانی کشور با تراکم 15 دقیقه‌ای(25-20 کیلومتر) شامل 1909 ایستگاه در سال 1386 پیشنهاد گردید و در حال اجرا می باشد.
مشاهدات گرانی شبکه درجه 2 با استفاده از گرانیسنجهای نسبی و بصورت لوپ و با اتصال به شبکه درجه یک در نظر گرفته شده است. مانند شبکه چند منظوره درجه یک تعیین ارتفاع ارتومتریکوتعیین موقعیت GPS دقیق نیز برای این ایستگاهها در نظر گرفته شده است.
شبکه چند منظوره درجه دو ایران
یک نمونه از ایستگاه چند منظوره درجه دو ساخته شده
با اتمام این شبکه بیش از 2500 ایستگاه شتاب‌گرانی در سطح کشور با پراکندگی مناسب احداث شده که بیشتر آنها دارای ساختمان مناسب (عموما سنگی) باشد و بتوان کلیه پروژه‌های گرانی‌سنجی در اقصی نقاط کشور را با اتصال به ایستگاههای این شبکه‌ها تحت یک سیستم گرانی واحد درآورد.شبکه گرانی درجه سه ایران
در ادامه گسترش شبکه گرانی کشور و به منظور مدلسازی بهتر و کاملتر میدان گرانی زمین نیازمندیم تا اطلاعات گرانی را روی شبکه‌های متراکم‌تر در اختیار داشته باشیم. در شاخه فیزیکال ژئودزی وجود یک شبکه گرانی متراکم به منظور محاسبه یک دیتوم ارتفاعی دقیق یا ژئوئید ضروری است. بدین منظور لازمست تا مقدار گرانی روی یک شبکه 5 دقیقه‌ای (7-9 کیلومتر در سطح زمین) معلوم باشد.
بدین منظور، گرانی نقاط مورد نظر در نزدیکی مراکز خانه‌های شبکه 5 دقیقه‌ای اندازه گیری شده و موقعیت و ارتفاع این نقاط نیز با استفاده از GPS مورد اندازه گیری قرار می‌گیرند. اندازه‌گیری گرانی این نقاط بصورت لوپ و اندازه‌گیری GPS به صورت طول باز از ایستگاههای درجه 1 و 2 صورت می‌پذیرد.
وجود این شبکه متراکم از نظر علوم زمین‌شناسی و ژئوفیزیک نیز بسیار حائز اهمیت می‌باشد. چرا که مطالعات مربوط به تعیین دانسیته پوسته زمین، تعیین منابع و ذخائر زیرزمینی، مطالعات ایزوستازی و تعیین عمق لایه‌ها و علوم مرتبط می‌تواند با دقت بالاتری و با پوشش بهتری صورت پذیرد.
شبکه گرانی درجه سه ایران
وضعیت داده‌های گرانی در ایران
داده‌های گرانی موجود در ایران که توسط سازمان نقشه‌برداری اندازه‌گیری شده است، شامل اطلاعات زیر می‌باشد:
داده‌های گرانی روی شبکه درجه یک ترازیابی
داده‌های گرانی شبکه درجه صفر گرانی
داده‌های گرانی شبکه چند منظوره درجه یک
داده‌های گرانی شبکه چند منظوره درجه دو
داده‌های گرانی شبکه درجه سه گرانی
داده‌های گرانی جمع آوری شده توسط سازمان نقشه برداری در ایران (داده گرانی شبکه ترازیابی دقیق و شبکه های گرانی ایران)
جهت تهیه داده ها از طریق در خواست و یا تماس مستقیم به اداره امور مشتریان سازمان نقشه برداری کشور اقدام نمایید...
تهران، ميدان آزادی، خيابان معراج، سازمان نقشه برداری کشور، صندوق پستی 1684-13185
تلفن سازمانی :7-66071001 داخلی 2426 ؛ مستقیم به اپراتور 63187
