VAISALAN STATOSKOOPPIEN KÄYTTÖÖN PERUSTUVASTA KORKEUDEN-

Transkriptio

1 Q 16.1/21/73/1 Seppo Elo GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS Geofysiikan osasto Painovoimapisteiden korkeuden mittauksesta statoskoopeilla VAISALAN STATOSKOOPPIEN KÄYTTÖÖN PERUSTUVASTA KORKEUDEN- MÄARITYKSESTA KUHYON PAIIJOVOIMAMITTAUSTEN YHTEYDESSA KESX- JA HEINAKUUSSA VUONNA 1973

2 416.1 /21/73/1 Seppo Elo Geologinen tutkimuslaitos Geofysiikan osasto Painovoimapisteiden korkeuden mittauksesta statoskoopeilla VAISALAN STATOSKOOPPIEN KAYTTOON PERUSTUVASTA KORKEUDENMAARI- TYKSESTA KUHMON PAINOVOIMAMITTAUSTEN YHTEYDESSA KESA- JA HEI- NAKUUSSA VUONNA 1973 Tama selvitys on tarkoitettu jatkoksi raporttiin "Ilmanpaineen muutosten mittaamiseen perustuvasta korkeudenmaarityksesta Kuhmon painovoimamittausten yhteydessä v. 1972" ( Q16.1/ 21/72/1), jossa on selvitetty lyhyesti mm. statoskoopin rakenne ja mittausperiaate. Kesällä 1973 käytettiin edelleen Maanmittaushallituksen ilmakuvatoimistosta lainattuja Vaisalan statoskooppeja Mh 7 ja Mh 9. Koemittaukset Vuonna 1972 aloitettuja kokeita jatkettiin seuraavilla mittaussarjoilla. Koemittauslenkki D käsitti 31 Maanmittaushallituksen korkeuskiintopistetta, jotka sijaitsivat keskimäärin 0.8 km:n valein maantien varrella. Pisteiden korkeuksien keskiarvo oli metrin tarkkuudella 196 m ja keskihajonta -16 m. Talla lenkillä mitattiin kolmena eri ajankohtana, joiden mittausolosuhteet poikkesivat toisistaan, nimittäin 8 VI klo ( saa mittauksen aikana oli tuulinen ja pilvinen, luoteis-norjasta tullut matalapaine ja sadealue levisivät itä-suomeen, ilmanpaine laski 0 noin 1 mmhg, lämpötila pysytteli rajoissa 14 C-0.5Oc ), 17 VI klo ( saa mittauksen aikana oli poutainen ja aivan tyyni, Jaamerelta ulottui Suomeen korkeapaine, ilmanpaine oli vakaa, lämpötila laski 8'c:sta 1 c:een ) ja 18 VI klo ( saa mittauksen aikana oli aurinkoinen, tuuli oli heikko, Jaämerelta ulottui Suomeen korkeapaine, ilmanpaine oli vakaa, lämpö- 0 tila pysytteli rajoissa 18.5 C-0.5Oc ).

3 Koemittauslenkki E sisälsi kaksi Maanmittaushallituksen korkeuskiintopistettä maantien varressa ja 6 metsään vaaittua pistetta, jotka sijaitsivat keskimäärin 1 km:n välein. Pisteiden korkeuksien keskiarvo oli metrin tarkkuudella 197 m ja keskihajonta 29 m. Tämä lenkki mitattiin kahdesti: 20 VI klo ja klo ( sää mittausten aikana oli puolipilvinen ja tyyni, Jäämereltä ulottui Suomeen korkeapaine, ilmanpaine laski lievästi päivän aikana, aamumittauksen aikana lämpötila kohosi 16.5Oc:sta 20'~: een ja iltamittauksen aikana laski 18Oc:sta 14.5Oc:een ) Tarkastelu 1. Lenkillä D 8 VI, 17 VI ja 18 VI mitatuista arvoista on laskettu korkeudet antamalla laitevakioille viisi eri arvoa. Kutakin pistettä on vuorollaan pidetty kahden kiintopisteen välissä sijaitsevana tuntemattomana pisteenä. Sulkuvirheet on tasoitettu lineaarisesti ajan suhteen. Kaikkiaan korkeudet on määrätty 3 kertaa 26:lle pisteelle. Sulkuajan keskiarvo on 6 min ja keskihajonta -2 min. laite- Mh 7 Mh 9 vakio virheen keskiarvo Ja keskivirhe virheen keskiarvo ja keskivirhe Jatkossa tulokset on käsitelty laitevakioiden arvoilla 0.47 ( Mh 7 ) ja 0.44 ( Mh 9 ).

4 Tarkastelu 2. Alla on eritelty eri päivinä lenkillä D mitattujen ja eri keskisulkuajoille laskettujen korkeuksien virheiden keskiarvot ja keskivirheet. ( Mh 7:n ja Mh 9:n havainto tuloksista on otettu keskiarvo ). lasket- sul- sulkuajan virheen keski- suurin tuja kor- kuja keskiarvo ja arvo ja keski- virhe keuksia keskihajonta virhe 8 VI/A minz lmin 0.04m~0.45m -0.99m 8 VI/B minI 3min -0.17m'0.74rn -1.69m 8 VI/C mini 6min -0.36m'l. O9m -1.92m 18 VI/A min- lmin 0.04m'0.29m 0.67m 18 VI/B minz 3min -0.llm~0.~lm -0.63m 18 VI/C minI 4min -0.38m'0.34m -0.95m Tarkastelu 3. Alla on eritelty lenkillä E 20 VI mitattujen ja kahdelle eri keskisulkuajalle laskettujen korkeuksien virheiden keskiarvot ja keskivirheet. ( Mh 7:n ja Mh 9:n havaintotuloksista on otettu keskiarvot ). lasket- sul- sulkuajan virheen keski- suurin tuja kor- kuja keskiarvo ja arvo ja keski- virhe keuksia keskiha jonta virhe

5 Painovoimapisteiden korkeudenmaaritykset Statoskooppimenetelmälla mitattiin tunnettujen korkeuskiintopisteiden ja vaaittujen painovoimapisteiden väliin ja suoranaiseen läheisyyteen jaävat maanteiden varsilla sijaitsevat pisteet. Käytettiin rinnan kahta statoskooppia, joiden lukemien keskiarvoista laskettiin HP/TSB-tietokoneohjelmalla lopulliset korkeudet. Lopputuloksen tarkkuuden kontrolloimiseksi painovoimapisteille mitattiin edestakaisilla lenkeilla kaksi eri lukemaa. Mikäli näin saadun kahden korkeusarvon ero oli suurempi kuin 1 m, mittaus uusittiin. Lopullinen korkeus laskettiin seuraavasti: jos pisteelle oli mitattu kaksi lukemaa, naista otettiin keskiarvo; jos pisteelle oli uusinnan takia mitattu nelja lukemaa, poistettiin suurin ja pienin ja jäljelle jääneistä otettiin keskiarvo. Esitetylla tavalla maarattiin korkeus kaikkiaan 106 painovoimapisteelle, joista 101:lle mitattiin kaksi lukemaa ja 5:lle nelja lukemaa Yhteenveto painovoimapisteiden korkeudenmaaritgksista --- painovoimapisteita 106 valipistemittauksia 222 sulkuja 120 keskisulkuaika ja -hajonta 9min - 5min korkeuksia lopullisesti laskettaessa käytetyn kahden lukeman eron keskiarvo 0.41m - O.29m ja keskihajonta Myöhemmin edellamainituista pisteistä 8 kpl tuli vaaituksi. Näiden osalta statoskooppimittausmenetelman virheen keskiarvo oli -0.12rn, keskivirhe -0.39rn ja suurin virhe -0.67m.

6 Toteamuksia Tässä ja viitteissä mainituissa selvityksissä esitetyt tiedot näyttävät omalta osaltaan, kuinka tarkkuus korkeudenmäärityksessä statoskooppimenetelmällä riippuu mittausolosuhteista ja sulkuajoista. Valitsemalla nämä oikein menetelmää voidaan menestyksellisesti käyttää painovoimapisteiden korkeuden määrittämiseen kun painovoima-arvojen reduktiossa tyydytään 0.1 mgalin tai sitä huonompaan tarkkuuteen. Viitteet Elo,S. (1972) "Ilmanpaineen muutosten mittaamiseen perustuvasta korkeudenmäarityksestä Kuhmon painovoimamittausten yhteydessä v. 1972", Geologinen tutkimuslaitos, Geofysiikan osasto, Raportti Q16.1/21/72/1 Siikarla,T. (1972) 'lpainovoimapisteiden korkeuden mittauksesta Väisälä-statoskoopillan, Geologi, 24. vuosikerta, N:o 9-70, sivut Otaniemessä 16. marraskuuta 1973 w LG Seppo Elo