Grawimetria to całkowicie nieinwazyjna, powierzchniowa metoda geofizyczna, oparta na teorii grawitacji. Do podstawowych zadań geometrii geodezyjnej należy określenie charakterystyk pola siły ciężkości Ziemi, jak również innych ciał niebieskich oraz traktowanie tego w kontekście funkcji miejsca i momentu obserwacji. Jest to możliwe dzięki pomiarom natężenia tego pola i jego gradientów, wykonane na powierzchni bryły globu bądź w jego sąsiedztwie.
Przyrządy pomiarowe
Badania w zakresie grawimetrii prowadzi się z wykorzystaniem dwóch rodzajów przyrządów pomiarowych. Pierwszy z nich to grawimetry absolutne, które wykorzystuje się głównie do podstawowych pomiarów, tj. do wyznaczania referencyjnych referencyjnych wartości przyspieszenia siły ciężkości na zastabilizowanych w sposób stały stanowiskach. Tworzą je państwowe sieci referencyjnych punktów grawimetrycznych zerowego rzędu. Ten typ grawimetrów używany jest też do badania figury Ziemi oraz do monitoringu zmienności pola siły ciężkości. Drugi rodzaj grawimetrów to grawimetry balistyczne. Wykorzystuje się w nich metodę swobodnego spadku obiektu w komorze próżniowej. Położenie obiektu w trakcie spadania określane jest za pomocą laserowego interferometru, a czas spadku mierzy się przy pomocy zegara atomowego.
Zastosowanie pomiarów grawimetrycznych
W kontekście geodezji fizycznej i zastosowaniu w niej pomiarów grawimetrycznych chodzi o to, aby poprawione i odpowiednio zredukowane wartości natężenia, które zostały zaobserwowane, były przeciwstawione charakterystykom tzw. normalnego pola siły ciężkości. W tym przypadku można mówić o modelowym polu wytworzonym przez bryłę – elipsoidzie ziemskiej. Elipsoida ta jest jednorodna, posiada regularne kształty i przy wykorzystaniu wyznaczeń satelitarnych powinna mieć określone parametry. Parametry te to prędkość wirowania wokół osi, długość większej półosi równikowej, spłaszczenie geometryczne i główne momenty bezwładności. Przy pomiarach wartości sumy wektorów grawitacji i siły odśrodkowej w grawimetrii geodezyjnej wykorzystuje się wiele zjawisk, jak np. ruch wahadła fizycznego, swobodny spadek ciała w polu siły ciężkości, deformację ciał sprężystych pod działaniem stałej masy, ruch przewodnika lub naładowanych elektrycznie cząsteczek w polu magnesu stałego.
Podział metod pomiarów grawimetrycznych
Z racji tego, że technika pomiarowa bardzo szybko się rozwija i rosną oczekiwania co do dokładności wykonywanych pomiarów, nie wykorzystuje wszystkich wyżej wymienionych zjawisk do obserwacji, a stosuje się jedynie wybrane z nich. Ze względu na sposób pomiaru oraz konstrukcję elementu czujnikowego grawimetru metody pomiarów przyspieszenia siły ciężkości dzieli się na: pomiary dynamiczne (tj. obserwacje ruchu ciała w polu siły ciężkości) i pomiary statyczne (tj. obserwacje stanu równowagi masy czujnika grawitacyjnego). Innym sposobem podziału obserwacji grawimetrycznych jest wyróżnienie pomiarów absolutnych (bezwzględnych) oraz pomiarów względnych (różnicowych).
