Instrumenten
draaien in banen rond de aarde en deze banen worden in
hoge mate bepaald door het zwaartekrachtsveld van de
aarde. Om heel nauwkeurig een satellietbaan te voor
spellen, moet het zwaartekrachtsveld over de hele aarde
bekend zijn.
Omgekeerd kan men uit een nauwkeurig bekende satel
lietbaan uitrekenen hoe het zwaartekrachtsveld verloopt.
Zo kan een satellietbaan ons zwaartekrachtwaarden
geven van gebieden waar nog geen terrestrische metin
gen voorhanden zijn.
Een satelliet echter beweegt met zo'n grote snelheid en
op zo'n grote hoogte om de aarde, dat slechts gemiddel
de waarden worden verkregen over tientallen kilometers.
Voor onder andere geoïdeberekeningen zijn deze waar
den van belang.
Satellietmetingen en terrestrische metingen vullen elkaar
aande ene methode geeft de gemiddelde zwaartekracht
over een groot gebied en de andere methode geeft gede
tailleerde waarden van de punten waar men meet. Zo
krijgt men een goed totaalbeeld van het aardse zwaarte
krachtsveld.
De huidige instrumenten voor het meten van de absolute
zwaartekracht maken gebruik van de vrije val-methode.
De zogenaamde slingermethode, onder andere gebruikt
door Bessel in 1849, is te onnauwkeurig en wordt tegen
woordig niet meer toegepast voor precisiemetingen. In [7]
is meer geschreven over het meten van absolute zwaarte
kracht en de daaraan te stellen eisen.
Instrumenten voor het uitvoeren van relatieve metingen
zijn onder te verdelen in twee groepen: toepassing op
land en voor op zee. Ze berusten bijna allemaal op de
zogenaamde veermethode, maar de instrumenten ver
schillen qua uitvoering en vooral qua omvang.
Op het land worden landgravimeters gebruikt. Hierin zit
het woord „gravity", hetgeen in het Nederlands wordt
vertaald door „zwaartekracht", ook wel aangeduid met g.
Het principe (fig. 2) berust op een aan veren opgehangen
balk, met daaraan een proefmassa. De balk beweegt
tussen twee condensatorplaten, waardoor spannings
veranderingen optreden, te meten met een voltmeter.
Door nu de lengte van één van de veren te wijzigen, wordt
de balk weer teruggebracht in een zogenaamde nul
positie. De voltmeter moet dan weer 0 volt aangeven.
Op verschillende plaatsen is de stand van de balk, en ook
de uitrekking van de veren, verschillend, zodat hieruit
verschillen in zwaartekracht kunnen worden afgeleid.
De instrumenten moeten aan de hoogste eisen van preci
sie voldoen, opdat ook hele kleine verschillen nog kunnen
worden gemeten.
Stelschroef
Meetbalk
A Draaipunt
Voltmeter
Condensator
Horizontale
stelschroeven
Fig. 2. Model van het principe van een relatieve landgravimeter.
NGT GEODESIA 93 - 2
Fig. 3. LaCoste <S Romberg gravimeter met batterijvoeding en digi
tale voltmeter.
Rond 1950 werden zogenaamde gravimeters ontwikkeld
met een nauwkeurigheid van 0,050 mgal. Veel van de
huidige gravimeters zijn echter van het merk LaCoste
Romberg (LCR). Sinds 1957, toen de eerste geodetische
gravimeter werd ontwikkeld, zijn er een kleine 1000 in
strumenten gebouwd van het zogenaamde G-type. Elk in
strument heeft een eigen uniek nummer, een eigen kali-
bratietabel en eigen eigenaardigheden.
In Nederland beschikken we sinds 1985 over model G,
no. 785 (fig. 3) en sinds 1991 ook over model G, no. 971
Daarnaast beschikt het KNMI sinds 1984 over de gravi
meter model D, no. 59. Dit model heeft een kleiner bereik
dan model G en er zijn sinds 1968 ongeveer 170 van deze
gravimeters wereldwijd gemaakt. De nauwkeurigheid van
beide modellen ligt rond de 0,010 mgal.
In Duitsland heeft het Institut für Erdmessung van de
Universiteit van Hannover een verbetering voor de
LaCoste Romberg gravimeter ontwikkeld, het zoge
naamde feedback-systeem. Hierbij wordt een elektrische
spanning op de condensatorplaten gezet, waardoor het
massa-veren systeem steeds in een nulstand wordt ge
houden. De daarvoor benodigde spanning is een maat
voor de zwaartekracht.
Het instrument moet wel worden geijkt om de relatie vast
te leggen tussen de gemeten elektrische spanning en het
verschil in zwaartekracht. Deze ijking geschiedt tussen
bekende zwaartekrachtpunten waarvan, door jarenlange
metingen, vrij nauwkeurig de absolute g bekend is.
Een ander instrument voor relatieve landmetingen is een
superconducting gravimeter. Dit apparaat neemt echter
veel ruimte in beslag, omdat wordt gewerkt met super
geleiding. Een bal wordt zwevende gehouden in een zeer
koude omgeving met behulp van een magnetische spoel.
Veranderingen in de daarvoor benodigde kracht zijn een
maat voor de zwaartekrachtveranderingen. Het instru
ment wordt, vanwege een zeer kleine drift, vooral ge
bruikt bij getijdemetingen en onderzoek naar bodem
beweging.
57
