Geodesie en zwaartekracht
G. L. Strang van Hees
Inleiding
Onderstaand artikel is geschreven naar aanleiding
van een lezing op de studiedag van de N.L.F. op
16 oktober 1970 te Apeldoorn, over het onderwerp
satellietgeodesie.
De andere voordrachten van deze dagen zijn reeds
eerder gepubliceerd [1, 2, 3, 4].
Dat de zwaartekracht een rol speelt in de satelliet
geodesie blijkt uit het feit dat de baan van de satel
liet in hoofdzaak bepaald wordt door het zwaarte-
krachtsveld. Het wordt daarom tegenwoordig tot
een van de hoofdtaken van de geodesie gerekend
dit zwaartekrachtsveld te bepalen, zowel op aarde
als in de ruimte. Het zijn echter niet alleen de satel
lietgeodeten die interesse hebben in de zwaarte
kracht, ook de gewone landmeter gebruikt in de da
gelijkse praktijk de zwaartekracht, al is het maar
om een jalon verticaal te stellen. Met grotere preci
sie worden echter de waterpasinstrumenten en theo
dolieten gehorizonteerd, wat betreft de laatste vooral
als het gaat om richtingen onder een grote hellings-
hoek, zoals bij astronomische plaatsbepalingen.
Hieronder zal eerst worden ingegaan op de plaats
van de zwaartekracht in de terrestrische geodesie en
vervolgens op de zwaartekracht bij de satellietgeo
desie. Daarna zullen de verschillende meetmethoden
geschetst worden en tenslotte de Nederlandse deel
name aan internationale projecten.
Zwaartekracht in de terrestrische geodesie
Als men onder geodesie verstaat het opmeten van
de aarde hebben we met een zuiver meetkundig pro
bleem te doen dat geheel opgelost kan worden met
hoek- en lengtemetingen. Een fysische grootheid als
de zwaartekracht behoeft hierbij niet te worden in
geschakeld. De vraag rijst waarom we dan toch onze
waterpasinstrumenten en theodolieten zo nauwkeu
rig horizonteren. De reden is dat de aarde zo een
regelmatig lichaam is dat de niveauvlakken, dat zijn
oppervlakken die overal loodrecht op de zwaarte
kracht staan, met grote benadering als plat vlak
kunnen worden beschouwd voor kleine gebieden
(ter grootte van steden), als bol voor gebieden ter
grootte van Nederland en als ellipsoïde voor gro
tere gebieden. De afwijkingen van de geoïde, dat is
het niveauvlak op gemiddeld zeeniveau, ten opzich
te van de ellipsoïde zijn in de orde van enige 10-tal-
len meters, dat is dan in vergelijking met de aard-
straal een relatieve afwijking van slechts 1 op 105.
Als de aarde zou worden voorgesteld door een bol
met straal van 10 meter zijn de afwijkingen van de
geoïde ten opzichte van de ellipsoïde in de orde van
0,1 mm, dus nauwelijks zichtbaar.
Voor vele doeleinden geeft de zwaartekracht dus
een uitstekende referentierichting die als bekend
mag worden verondersteld. Voor zeer nauwkeurige
metingen, vooral wanneer hierbij astronomische
plaatsbepalingen worden ingeschakeld, is het echter
noodzakelijk terdege rekening te houden met de af
wijkingen van de geoïde en speciaal met de schiet
loodafwijkingen, dat zijn de verschillen tussen de
astronomisch bepaalde lengte en breedte van een
punt en de lengte en breedte van dit punt op de el
lipsoïde.
Er zijn echter meer redenen waarom de zwaarte
kracht gebruikt wordt, ook bij metingen van de al
lergrootste precisie:
a. Tengevolge van de refractie zijn verticale hoeken
veel minder nauwkeurig te meten dan horizon
tale hoeken. Daarom beperkt men zich tot hori
zontale hoeken terwijl de verticale hoekmeting
vervangen wordt door waterpassing. De refrac
tie is het grootste probleem in de zogenaamde
driedimensionale geodesie daar men deze bere
kent volgens bepaalde modellen van de atmo
sfeer, die bepaald niet hypothesenvrij zijn.
De hoogtemetingen geschieden door waterpas-
Bewerking van een voordracht gehouden op het NLF-con-
gres op 16 oktober 1970 te Apeldoorn.
SUMMARY
Geodesy and gravity
This paper describes the role of gravity in geodetic problems. The main principles in ter
restrial geodesy as well as in satellite geodesy are indicated. The second part describes
the methods of gravity measurements and the activities of The Netherlands especially as
for gravity measurements at sea.
ngt 71
121
