Βαρυτημετρία

Γενικά

• Κωδικός: 907
• Εξάμηνο: 9ο
• Επίπεδο Σπουδών: Προπτυχιακό
• Τύπος μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής
• Γλώσσα διδασκαλίας και εξετάσεων: Ελληνικά
• Μέθοδοι Διδασκαλίας (Ώρες/εβδ.): Διαλέξεις (2) / Εργαστηριακές ασκήσεις (2)
• Μονάδες ECTS: 5
• Προαπαιτούμενα μαθήματα: (101) Μαθηματικά, (103) Στατιστική και Θεωρία σφαλμάτων, (102) Εφαρμοσμένη Πληροφορική Ι, (202) Εφαρμοσμένη Πληροφορική ΙΙ, (105) Γεωδαισία Ι: Μέθοδοι και όργανα, (201) Γεωδαισία ΙΙ: Αποτυπώσεις – χαράξεις, (403) Γεωδαισία ΙΙΙ: Γεωμετρική και Δίκτυα, (501) Γεωδαισία ΙV: Δορυφορική (GPS)

Περιεχόμενα μαθήματος

Περιγραφή μαθήματος:
Πεδίο βαρύτητας της Γης, Δυναμικό βαρύτητας, ισοδυναμικές επιφάνειες, κανονικό πεδίο βαρύτητας. Απόκλιση κατακορύφου. Διαταρακτικά μεγέθη και στατιστική περιγραφή του πεδίου βαρύτητας. Αναγωγές της βαρύτητας και ισοστασία. Συστήματα αναφοράς και συστήματα υψών. Γεωειδές, μέθοδοι προσδιορισμού του Γεωειδούς, ολοκληρωματικές και στοχαστικές μέθοδοι προσδιορισμού. Ανάλυση σε σφαιρικές αρμονικές. Μετρήσεις βαρύτητας και όργανα. Προσδιορισμός τοπικού γεωειδούς, διόρθωση γεωδαιτικών μετρήσεων. Συνδυασμός με GPS. Διαστημικές μέθοδοι προσδιορισμού του γήινου πεδίου βαρύτητας. Δορυφορική αλτιμετρία. Βαρυτημετρικά δίκτυα εγκατάσταση και συνόρθωση. Διαχρονικές μεταβολές της βαρύτητας. Βαρυτημετρικά δίκτυα μεγάλης ακρίβειας. Συμβολή των βαρυτημετρικών μετρήσεων στη γεωδυναμική.

Περιεχόμενο διαλέξεων θεωρίας:
• Εισαγωγή στο πεδίο βαρύτητας. Ιστορική Αναδρομή. Στοιχεία από την Γεωμετρική Γεωδαισία. Χαρακτηριστικά μεγέθη, ορισμοί.
• Συστήματα αναφοράς και συστήματα υψών. Ανωμαλία και διαταραχή της βαρύτητας, δεύτερες παράγωγοι του δυναμικού. Αναγωγές βαρύτητας και ισοστασία.
• Ορισμός της επιφάνειας του Γεωειδούς, τα προβλήματα Stokes και Molodensky. Εισαγωγή στις μεθόδους προσδιορισμού του Γεωειδούς, ολοκληρωματικές και στοχαστικές μέθοδοι. Παγκόσμια μοντέλα. Ανάλυση σε σφαιρικές αρμονικές.
• Μέθοδοι προσδιορισμού του γεωειδούς, μοντέλα συνόρθωσης, πολυωνυμικός προσδιορισμός. Συνάρτηση συμμεταβλητότητας, πρόγνωση πεδίου βαρύτητας.
• Μέθοδος σημειακής προσαρμογής, συνδυασμός σημειακής προσαρμογής και ολοκληρωματικής μεθόδου.
• Φασματικές τεχνικές. Ταχύς μετασχηματισμός Fourier (FFT). Εφαρμογή στην πράξη.
• Μετρήσεις, και όργανα μετρήσεων. Βαρυτημετρικά δίκτυα. Επίλυση δικτύων.
• Η επίδραση του πεδίου βαρύτητας στις γεωδαιτικές μετρήσεις. Συνδυασμός με GPS.
• Διαστημικές τεχνικές. Μέτρηση των δευτέρων παραγώγων του δυναμικού της βαρύτητας. Ανάλυση δορυφορικών παρατηρήσεων. Σύγχρονες δορυφορικές αποστολές. Δορυφορική Αλτιμετρία.
• Δίκτυα υψηλής ακρίβειας.
• Στοιχεία από Γεωφυσικές διασκοπήσεις. Συμβολή των βαρυτημετρικών μετρήσεων στον προσδιορισμό των γεωμετρικών μεταβολών του φλοιού της γης

Περιεχόμενα εργαστηριακών ασκήσεων.
Σχετικά με το Εργαστηριακό σκέλος του μαθήματος πραγματοποιούνται εργασίες πεδίου και γραφείου.Οι εργασίες πεδίου αποτελούν αντικείμενο ομαδικής εργασίας. Τα τέσσερα (4) εργαστήρια αφορούν βιβλιογραφική έρευνα και Ασκήσεις σε ΗΥ από υπάρχοντα δεδομένα και τα υπόλοιπα εργασίες πεδίου και ακολουθούν εργασίες γραφείου για την επεξεργασία των παρατηρήσεων, τα αποτελέσματα και συγκρίσεις.

Μαθησιακοί Στόχοι

Επίπεδο 6.
Περιγραφικός Δείκτης Επιπέδου 6.
Το Βαρυτημετρία εντάσσεται στα μαθήματα Επιστημονικής Περιοχής (Μάθημα Ειδικότητας).

Εισαγωγή στη Φυσική Γεωδαισία. Μέθοδοι προσδιορισμού του Γεωειδούς. Βασικές παράμετροι του πεδίου βαρύτητας της Γης, μετρήσεις απόλυτων και σχετικών τιμών της βαρύτητας και σχετικά πειράματα. Κατανόηση των σφαλμάτων των μετρήσεων βαρύτητας και των τεχνικών απομάκρυνσης τους. Σύγχρονές μέθοδοι προσδιορισμού του πεδίου βαρύτητας με χρήση δορυφόρων, δορυφορικές αποστολές. Αναγωγές των παρατηρήσεων για τον προσδιορισμό μοντέλων γεωειδούς. Συνδυασμός επίγειων και δορυφορικών μεθόδων. Συνδυασμός με GPS.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο/ φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να :
• Αναλύει παρατηρήσεις βαρύτητας και προβαίνει στις απαραίτητες διορθώσεις.
• Διορθώνει Γεωδαιτικές μετρήσεις.
• Συνορθώνει βαρυτημετρικά δίκτυα.
• Συνδυάζει επίγειες και δορυφορικές μεθοδολογίες.

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής.Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Πρόσωπο με πρόσωπο
Εργασίες πεδίου και εργαστήριο σε Η/Υ

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Διδασκαλία με χρήση ηλεκτρονικών εποπτικών μέσων
Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας μέσω e-learning. Χρήση εργαστηρίου Ηλεκτρονικών Υπολογιστών.
Χρήση προγράμματος στατιστικής και εξειδικευμένων ακαδημαϊκών προγραμμάτων.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση Φοιτητών

Γλώσσα αξιολόγησης Ελληνική.
Στη θεωρία (80%): γραπτή εξέταση, με ερωτήσεις πολλαπλών επιλογών, ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης και επίλυση προβλημάτων. Σε κάθε ερώτηση αναγράφεται ο βαθμός.

Στο εργαστήριο (20%): Απαραίτητη η παράδοση των εργασιών, συνο­δευόμενες με τεχνικές εκθέσεις. Κάθε εργασία πρέπει να είναι προβιβάσιμη.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

1. Αραμπέλος Δ., Βαρυτημετρία, εκδόσεις ΖΗΤΗ, 2000.
2. Αραμπέλος Δ., Τζιαβός Ηλ, Εισαγωγή στο πεδίο βαρύτητας της γης, εκδόσεις ΖΗΤΗ, 2007
3. Αραμπέλος Δ., Εισαγωγή στη θεωρία του Δυναμικού, εκδόσεις ΖΗΤΗ, 2007
4. Κατσάμπαλος Κ., Τζιαβός Ηλ, Φυσική Γεωδαισία, εκδόσεις ΖΗΤΗ, 1992