155TG3 Teoretická geodézie 3

Z GeoWikiCZ
Přejít na: navigace, hledání

Anotace

Vektorový a skalární popis gravitačního pole. Vlastnosti gravitačního potenciálu a jeho derivací pro základní tělesa. Popis tíhového pole Země. Normální tíhové pole zemského tělesa. Aproximace tvaru Země jako geoidu nebo hladinového elipsoidu. Stokesovo a Moloděnského řešení tvaru Země. Důsledky těchto postupů pro geodézii (geoid, kvazigeoid, výšky). Konstrukce a modely (kvazi)geoidu. Fyzikální principy a technologie měření tíhového zrychlení.

Doporučená literatura
Zeman A.: Fyzikální geodézie. Skriptum. Vydavatelství ČVUT 2010.
Zeman A.: Fyzikální geodézie. Teorie výšek a výškové systémy. Doplňkové skriptum. Vydavatelství ČVUT 2008.
Cimbálník M., Zeman A., Kostelecký J.: Základy vyšší a fyzikální geodézie. Skriptum. Vydavatelství ČVUT 2007.
Heiskanen W.A., Moritz H.: Physical geodesy, W.H. Freeman and Company, 1967.
Hofmann-Wellenhof B., Moritz H.: Physical geodesy. SpringerWienNewYork, 2006 (ve formátu pdf zde).

Přednášky

Přednášky probíhají v pondělí v místnosti A230 od 14:00 do 16:40.

Přednášející:

Ing. Jan Holešovský

Přehled probíraných témat:

  • Newtonův gravitační zákon. Gravitační pole a jeho vektorový a skalární popis.
  • Vlastnosti gravitačního potenciálu a jeho derivací. Gravitační potenciál základních těles.
  • Aplikace vlastností gravitačního potenciálu a jeho derivací – přímá a nepřímá gravimetrická úloha.
  • Gravitační potenciál Země. Kulové a sférické funkce. Stokesovy koeficienty sféricko-harmonického rozvoje gravitačního potenciálu Země.
  • Pole odstředivé síly zemské rotace. Tíhové pole Země, hladinové plochy. Brunsův teorém. Geoid. Časové změny tíhového pole Země.
  • Normální tíhové pole Země. Sféroidy, hladinový elipsoid. Normální tíhový potenciál, normální tíhové zrychlení. Geodetický referenční systém GRS80.
  • Anomální tíhové pole. Základní rovnice fyzikální geodézie. Stokesovo řešení tvaru Země.
  • Tíhové redukce a jejich vlastnosti.
  • Tížnicové odchylky na povrchu geoidu. Vening-Meineszova integrální rovnice.
  • Moloděnského řešení tvaru Země. Moloděnského normální výšky a ortometrické výšky. Kvazigeoid. Globální a lokální tvar (kvazi)geoidu. Modely (kvazi)geoidu.
  • Měření tíhového zrychlení – balistické a kyvadlové metody.
  • Měření tíhového zrychlení – relativní metody (statické a supravodivé). Tíhové soustavy.

Cvičení

Termíny cvičení:

  • pondělí 9:00 - 10:40 v B979, kruh 59, cvičící Ing. Jan Holešovský, B919a
  • úterý 8:00 - 9:40 v B978, kruh 60, cvičící Ing. Jan Holešovský, B919a

Harmonogram cvičení

Datum (po/út) Program Zadání Odevzdání Test
8.10./2.10. Ú1 Gravimetrické měření/výklad Ú1
15.10./9.10. měření
22.10./16.10. Ú2 Přímá a obrácená gravimetrická úloha Ú2
29.10./23.10. PGÚ + OGÚ (doplnění), gravitační pole koule Ú1
-------/30.10. samostatné zpracování
5.11./6.11. test Ú2 T1,2
12.11./13.11. Ú3 Normální tíhové pole Ú3
19.11./20.11. Normální tíhové pole
26.11./27.11. Ú4 Lokální geoid, test Ú4 Ú3 T3
3.12./4.12. Lokální geoid
10.12./11.12. Ú5 Normální výšky Ú5
17.12./18.12. test Ú4,Ú5 T4

Cvičení se konají v každém týdnu (není-li uvedeno jinak), účast na cvičeních je povinná. Cvičení, která nemají uvedenu náplň, jsou věnována samostatnému zpracování úloh, konzultacím, popř. bude jejich náplň uvedena průběžně. Na cvičení, na nichž se zadává nová úloha, se doporučuje přijít obeznámen s textem zadání příslušné úlohy, k níž bude poskytnut nezbytný výklad. Nutnou podmínkou pro získání zápočtu jsou uznané úlohy a úspěšně splněné všechny zápočtové testy, jejichž obsahem je jak teorie dané problematiky, tak i přehled o prováděných výpočtech v řešených úlohách.

Obsah zápočtových testů:

  • T1,2: Měření tíhového zrychlení, gravimetry. PGÚ + OGÚ, gravitační pole.
  • T3: Normální tíhové pole. Sféroidy, hladinová koule, hladinový elipsoid.
  • T4: Anomální tíhové pole. Stokesův integrál - určení tvaru Země (geoidu). Globální a lokální geoid.

Zadání úloh

  1. Gravimetrické měření
  2. Přímá a obrácená gravimetrická úloha
  3. Hladinové plochy normálního tíhového pole
  4. Výpočet lokálního geoidu pro body na území ČR
  5. Výpočet normálních výšek

Obsah úloh

Úlohy musí obsahovat následující části:

  • titulní strana (ke stažení zde);
  • numerické zadání;
  • postup řešení všech dílčích částí úlohy (přehledný jednoznačně rekonstruovatelný postup s uvedením všech důležitých parametrů výpočtu, popř. s uvedením výpočetních vztahů a použitou symbolikou);
  • přehled všech výsledků, evtl. včetně významných mezivýsledků;
  • závěr (obsahuje komentář dosažených výsledků, evtl. též porovnání vypočtených hodnot);
  • přílohy (je-li třeba).

Zdrojový kód výpočetního skriptu nemůže být náhradou postupu; jste-li autorem vlastního skriptu, je možné jej přiložit na konec zprávy ve formě přílohy. Používáte-li ve zprávě odkaz na vztahy či jiné další informace převzaté z jiných zdrojů, je tak nutno provést se všemi formálními náležitostmi citace.

Odevzdání úloh

Výše uvedené termíny odevzdání úloh jsou závazné, jejich opakované nedodržování povede k neudělení zápočtu.

Úlohy odevzdávejte v tištěné podobě (měření - úloha 1); výpočetní úlohy (úlohy 2,3,4,5) je možno odevzdat elektronicky namísto formy tištěné.

V elektronické podobě úlohy odevzdávejte ve formátu pdf ve tvaru prijmenixx.pdf (xx je číslo úlohy) do adresáře dle vašeho kruhu v rámci TG3 a čísla úlohy: ftp://athena.fsv.cvut.cz/TG3/Upload. Pro vložení úlohy postačí být přihlášen jako anonymní uživatel. Úlohy s nesprávnými výsledky nebo se závažnými nedostatky ve zpracování budou vráceny k opravě. Opravené verze úloh nahrávejte do shodného úložiště pod jménem prijmenixxy.pdf (xx je číslo úlohy, y = a,b,c... značí verzi opravy).

Stav úloh

č.zadání student(ka) úl2 úl3 úl4 úl5
1 Bouček Tomáš OK OK OK OK
2 Boukal Richard OK OK OK OK
3 Brzobohatý Jindřich OK OK OK OK
4 Buchar Ondřej OK OK OK OK
5 Cehák Vojtěch OK OK OK OK
6 Fáber Marek OK OK OK OK
7 Faiferlík Jaroslav OK OK OK OK
8 Hovorka Ondřej uzn. uzn. uzn. uzn.
9 Hulín Martin OK OK OK OK
10 Kettner Lukáš OK OK OK OK
11 Kladivová Linda OK OK OK OK
12 Klemsa Tomáš OK OK OK OK
13 Kolář Vilém OK OK OK OK
14 Ledecká Kristýna OK OK OK OK
15 Myslivec Jan OK
16 Němec David OK OK OK OK
17 Papežová Hana
18 Pflug Robin OK OK OK OK
19 Ritschel Ladislav OK OK OK OK
20 Souček Josef OK OK OK OK
21 Stará Lucie OK OK OK OK
22 Šartner Jan OK OK OK OK
23 Šikola Jan OK OK OK OK
24 Šimáček Ondřej OK OK OK OK
25 Špererová Jana OK OK OK OK
26 Vaněk Adam OK OK OK OK
27 Veselý Zdeněk OK OK OK OK

ko - úloha vrácena k opravě

OK - úloha uznána

Zkouška

Zde si můžete stáhnout seznam témat ke zkoušce z TG3. Zkouška bude obsahovat taktéž jeden jednoduchý výpočetní přiklad ze cvičení a jednu otázku na náročnější odvození (znalost tohoto odvození není pro pouhé složení zkoušky nutná). Jako podklad pro řešení zkouškových otázek budete mít k dispozici přehled vybraných náročnějších matematických vztahů. Nenoste si ke zkoušce svůj vlastní výtisk, matematický aparát dostanete přesně v této podobě.