GEODESIA Y GRAVEDAD

Geodesia y Gravedad

Notas de Clase

John Wahr

Departamento de Física

Universidad de Colorado

Boulder, CO 80309

Samizdat

Press

Publicado por el Samizdat Press

Center for Wave Phenomena

Departamento de Geofísica

Escuela de Minas de Colorado

Golden, Colorado 80401

y

Investigación de Nueva Inglaterra

76 Olcott Drive

White River Junction, Vermont 05001

Samizdat Press, 1996

Versión 1.1, julio de 1996

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Contenido

1 Introducción                                                                                                         1

1.1 Introducción……………………………………………………………………1

1.2 Geodesia……………………………………………………………………….2

1.3 Organización del Curso………………………………………………………3

2 Técnicas de observación                                                                                    5

2.1 Instrumentos…………………………………………………………………...5

2.1.1 Gravímetros………….……………………………..……………….5

2.1.2 Los péndulos………………………………………………………...6

2.1.3 Resortes…..………………………………………….…………….10

2.1.4 Medidor de Lacoste-Romberg……………………………………11

2.1.5 Gravímetro superconductores……………………………………13

2.2 Gravedad Relativa en el mar y en los aviones……...……………………14

2.3 Caída libre……………………………………………………………………17

2.3.1 Tipo lanzamiento………..…………………………………………18

2.3.1.1 Ventajas sobre instrumentos de caída libre…………..19

2.3.1.2 Desventajas………………………………………………20

2.4 Solo Caída libre……………………………………………………………...20

2.4.1 Incertidumbre en λ…………………………………………………22

2.4.2 Conteo y temporización errores electrónicos………......………22

2.4.3 Aceleración de tierra………………………………………………22

2.4.4 Fuerzas no gravitacionales……………………………………….23

2.4.5 Precisión……………………………………………………………24

2.4.6 Satélites…………………………………………………………….24

2.5 Posicionamiento……………………………………………………………..24

2.5.1Las técnicas basadas en Tierra………..…………………………25

2.5.1.1 Los ángulos horizontales……………………………….25

2.5.1.2 Elevación…………………………………………………28

2.5.1.2.1 Errores de nivelación………………………….29

2.5.1.2.1.1 Errores en la barra de calibración…29

2.5.1.2.1.2 Refracción……………………………29

2.5.1.2.2 Los Inclinómetros de Fluidos…………………29

2.5.1.3 Latitud y Longitud………………………………………..31

2.5.1.3.1Latitud……………………………………………31

2.5.1.3.2 Longitud…………...……………………………33

2.5.1.4 Distancias………………………………………………...33

2.5.1.4.1La luz blanca……………………………………35

2.5.1.4.2 Las señales de radio…….……………………37

2.5.1.4.3 Los láseres………………………..……………37

2.5.1.4.3.1Medidor de dos colores……………...38

2.5.1.4.3.2 Medidor de tres colores…………….40

2.5.1.4.4 Medidores de deformación…………………...41

2.5.2 Técnicas Espaciales………………………………………………42

2.5.2.1 Satélites…………………………………………………..43

2.5.2.1.1 Radio Satélites que oscilan…………………..45

2.5.2.1.1.1 Satélites Doppler…………………….45

2.5.2.1.1.2 GPS (Sistema de Posicionamiento Global)……………………………………………..48

2.5.2.1.2 Satélites Laser que oscilan…………………..53

2.5.2.1.2.1 LAGEOS……………………………...53

2.5.2.1.3 Laser Lunar que Oscila (LLR)………………..55

2.5.2.1.4 VLBI (línea muy larga de base-interferometría)……………………………………………56

2.5.2.1.4.1 Problemas……………………………58

2.5.2.1.4.2 Precisión……………………...………58

2.5.2.2 Ventajas de la técnica de posicionamiento de un espacio sobre otro………………………………………………..59

2.5.2.3 Algunos resultados………………………………………59

2.5.2.4 Los altímetros……………………………………………61

2.5.2.5 Dedicado a la Misión de gravedad…………………….64

3 Teoría del Potencial                                                                                           67

3.1 Observaciones preliminares………………………………………………..67

3.2 Encontrar el campo gravitatorio a partir del conocimiento de la densidad……………………………………………………………………..……69

3.2.1 V (x) para una esfera uniforme…………………………………..69

3.2.2 V (x) para un disco delgado………………………………………71

...