Gravimetry

General

• Code: 907
• Semester: 9th
• Study Level: Undergraduate
• Course type: Specialised General Knowledge
• Teaching and exams language: Greek
• Teaching Methods (Hours/Week): Lectures (2) / Laboratorial exercises (2)
• ECTS Units: 5
• Prerequisite courses: (101) Mathematics, (103) Statistics and Error Theory, (102) Applied Informatics I, (202) Applied Informatics II, (105) Geodesy I: Methods and Instruments, (201) Geodesy II: Mapping and Stakeouts, (403) Geodesy III: Geometric and Networks, (501) Geodesy IV: Satellite (GPS)

Course Contents

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.

Educational Goals

Gravitational field of the Earth, Gravitational potential, equipotential surfaces, normal field gravity. Deflections of the Vertical. Disturbing quantities and statistical description of the field gravity. Reductions of gravity and equilibrium. Reference systems and height systems. Geoid, methods of determining the Geoid, integral and stochastic methods determination. Analysis in spherical harmonics. Gravity Measurements and Instruments. Determination of local geoid, correction of geodetic measurements. Combination with GPS. Space-based methods for determining the Earth's gravity field. Satellite altimetry. Gravity networks installation and repair. Long-term changes in gravity. High precision gravity networks. Contribution of gravimetric measurements to geodynamics.

General Skills

• 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

Teaching Methods

Πρόσωπο με πρόσωπο
Εργασίες πεδίου και εργαστήριο σε Η/Υ

Use of ICT means

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

Teaching Organization

Students Evaluation

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.

Recommended Bibliography

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