Astro-geodesie in Nederland
Controle van de gravimetrische geoïde
met stermetingen
physical geodesy, geoid, background
fysische geodesie, geoïde, achtergronden
Precies honderd jaar geleden zijn onder leiding van de
Utrechtse hoogleraar in de sterrenkunde, professor
Oudemans, astro-geodetische waarnemingen verricht
op dertien verschillende primaire stations in Nederland
ter oriëntatie van de Bessel-ellipsoïde die in Nederland
wordt gebruikt voor het Rijksdriehoekssysteem (RD).
Honderd jaar later gaan Utrechtse sterrenkundigen
wederom astro-geodetische waarnemingen verrichten.
Ditmaal ter ondersteuning van de gravimetrische geoïde
waarvoor momenteel extra geodetische metingen
worden uitgevoerd in de 5e Nauwkeurigheidswater
passing in het kader van de Rijkswaterstaat [8],
Met dit artikel worden de achtergronden en de opzet
van dit astro-geodetische project geschetst.
De zwaartekracht is de kracht die door
de aarde wordt uitgeoefend op een
massa die binnen ol buiten de aarde is
gelegen. Hij kan worden ontbonden
in twee componenten: een Newton
iaanse aantrekkingskracht en een cen
trifugale kracht die door de aswente
ling van de aarde wordt veroorzaakt.
De zwaartekracht is de resultante van
de aantrekkingskracht en de centri
fugale kracht. Deze laatstgenoemde
kracht is het grootst nabij de equator
en haar richting is tegengesteld aan de
aantrekkingskracht; bij de polen is
deze centrifugale kracht nul, waardoor
de zwaartekracht aan de polen iets
groter is dan aan de equator. Hieruit
volgt dat de aarde niet volkomen bol
vormig is, maar een ellipsoïde welke is
afgeplat aan de polen.
In werkelijkheid is de aarde geen zui
vere ellipsoïde, maar heeft zij een on
regelmatige vorm. Dit blijkt uiteraard
door de aanwezigheid van bergen en
dalen en van vasteland en oceanen.
ing. F. H.
Schreutelkamp,
Stichting
De Koepel,
sterrenwacht
Sonnenborgh
te Utrecht.
Het volgt ook uit zwaartekrachtmetingen. Afwijkingen van
de normale waarde van de zwaartekracht, die overal op
aarde worden aangetroffen, bewijzen dat de verdeling van
de massa's in de aardkorst en het inwendige van de aarde
niet volkomen regelmatig is. De vorm van de aarde wordt
daardoor beïnvloed, zodat zelfs het gemiddelde niveau van
de oceanen en de zeeën een onregelmatig oppervlak blijkt
te zijn.
Zwaartekracht, geoïde en
schietloodafwijkingen
Evenals bij elektrische en magnetische krachten kan men
bij de zwaartekracht spreken van een potentiaal. Dit is de
arbeid die nodig is om de eenheid van massa, tegen de
werking van de zwaartekracht in, van een bepaald punt
naar het oneindige te brengen. Punten waar de potentiaal
even groot is, zijn gelegen op equipotendaalvlakken. Zo'n
equipotentiaalvlak wordt een geop genoemd en het water
pas, in vaktermen „niveau" geheten, stelt zich altijd even
wijdig naar deze equipotendaalvlakken. Daaruit volgt dat
het gemiddelde niveau van de oceanen en de zeeën ook een
equipotentiaalvlak is. Dit equipotentiaalvlak, dat de geoïde
wordt genoemd, kan worden doorgedacht onder (en
boven) de continenten en op die manier worden be
schouwd als de grondvorm van de aarde (zie kader).
Midden vorige eeuw slaagde de Engelse fysicus G. G. Stokes
(1819 - 1903) erin een theorie op te stellen waarmee, geheel
onafhankelijk van graadmeting en astronomische waar
nemingen, uit zwaartekrachtanomalieën de geoïde op
directe wijze is te bepalen. Voorwaarde voor de toepassing
van de theorie van Stokes is echter wel dat de zwaartekracht
over de gehele aarde bekend is. Aanvankelijk geschiedden
deze waarnemingen met behulp van pendulum zwaarte
krachtmeters, waarbij de grootte van de zwaartekracht
wordt afgeleid uit de slingertijd van een in een verticaal vlak
bewegende slinger. Om een hoge graad van precisie te be
halen, moeten bij deze slingerwaarnemingen allerlei storen
de invloeden worden geëlimineerd, waardoor één zwaarte
krachtmeting, en de uitwerking daarvan, veel tijd vergde.
GEODESIA
1997-10
KEYWORDS
TREFWOORDEN
