Geodetic applications of torsion balance measurements  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
76231
Type K
Principal investigator Völgyesi, Lajos
Title in Hungarian Eötvös-inga mérések geodéziai alkalmazása
Title in English Geodetic applications of torsion balance measurements
Keywords in Hungarian Eötvös-inga mérések, függővonal-elhajlás interpoláció, geoid meghatározás, kollokáció, nehézségi térerősség és vertikális gradiens interpoláció, inverzió, GOCE műhold
Keywords in English Torsion balance measurements, interpolation of deflections of the vertical, geoid determination, collocation, interpolation of gravity and vertical gradients, inversion, GOCE satellite
Discipline
Geodesy (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Ortelius classification: Geodesy
Panel Earth sciences 2
Department or equivalent Department of Geodesy and Surveying (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Földváry, Lóránt
Rózsa, Szabolcs
Tóth, Gyula
Starting date 2009-01-01
Closing date 2014-12-31
Funding (in million HUF) 17.410
FTE (full time equivalent) 3.12
state closed project
Summary in Hungarian
Magyarországon az 1900-as évektől egészen 1967-ig összesen mintegy 60000 Eötvös-inga mérést végeztek. Kutatásaink alapvető célja a felbecsülhetetlen nemzeti értékünk, a korábbi magyarországi Eötvös-inga mérések adatainak geodéziai hasznosítása.
Az inga-mérések legfontosabb geodéziai alkalmazási lehetősége a függővonal-elhajlás értékek sűrítéséhez kapcsolódik, amelyek felhasználásával viszont meghatározható a geoid finomszerkezete. Kutatásaink egyik legfontosabb végterméke a gyakorlati élet számára is rendkívül fontos, várhatóan minden eddiginél pontosabb magyarországi geoidkép lesz. Emellett az ingával mérhető vízszintes gradiensek kiváló lehetőséget adnak a nehézségi erőtér finomszerkezetének meghatározására, valamint a vertikális gradiensek interpolációjára is - aminek a gravimetriában van nagy jelentősége. Hasonlóképpen ígéretesek a nehézségi erőtér potenciálfüggvényének inverziós előállításával kapcsolatos kutatásaink és a gradiensek időbeli változására irányuló vizsgálatok is. A nagy mennyiségű magyarországi Eötvös-inga mérési adat segítségével pedig lehetőség nyílik a földfelszíni és a – várhatóan 2008 elején felbocsátandó – GOCE műhold pályamagasságában mért gravitációs gradienseinek kombinálására.
Kutatási eredményeink jelentős felértékelődése várható az új gradiométerek megjelenésével, ugyanis az eredményeink és a kidolgozott módszereink változtatás nélkül alkalmazhatók lesznek a következő évtizedekben a legújabb technika megjelenését követően is.
Summary
Altogether about 60000 measurements have been made in Hungary with the Eötvös torsion balance from 1900 to 1967. The principal aim of our research is the geodetic utilization of this invaluable national heritage, the Eötvös torsion balance measurements.
There is a very important potential of these measurements that is in connection with interpolation of deflections of the vertical, from which small-scale variations of the geoid can be determined. As an important outcome of our research, a precise geoid of Hungary, perhaps the most precise up to date, is to be expected. Moreover, horizontal gravity gradients that can be measured by the balance offer the opportunity to determine the detailed structure of the gravity field as well as interpolation of vertical gravity gradients, which are important in gravimetry. Likewise our research is promising in the fields of gravity potential inversion and time variation of gravity gradients. The great volume of our gravity gradient data makes it possible to combine surface gravity gradients with that of measured at the altitude of the GOCE satellite, scheduled for launch in early 2008.
Our results are expected to be valorized significantly with the advent of new gradiometers, since these methods can be applied unchanged in the next decades after introducing this new technology.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kutatásaink alapvető célja a felbecsülhetetlen nemzeti értékünk, a korábbi magyarországi Eötvös-inga mérések adatainak geodéziai hasznosítása volt. Befejeztük a korábbi mintegy 45000 Eötvös-inga mérés digitális adatbázisba rendezését és az általunk felújított, modernizált műszerekkel további méréseket végeztünk. Modern matematikai eszközök felhasználásával új algoritmusokat és szoftvereket fejlesztettünk ki a mérések adatainak feldolgozására és hasznosítására, a függővonal-elhajlások és a geoid finomszerkezetének meghatározására. Svájci kollégákkal együttműködve új mérőrendszert szereztünk be és fejlesztettünk a függővonal-elhajlások meghatározására, amellyel ezekben a kutatásokban a világ élvonalába kerültünk. Új geoidmegoldást készítettünk Magyarország területére, amely az Eötvös-inga mérések mellet már tartalmazza többek között a GOCE műhold méréseit is.
Results in English
The fundamental aim of our researches was the geodetic applications of the invaluable data of the earlier Hungarian Eötvös torsion balance measurements. We had made the digital database of 45000 torsion balance data measured in the last century and we have made additional new torsion balance measurements by our renewed and modernized instruments. We developed new algorithms and software using of modern mathematical methods for the data processing, for determination of the vertical deflections and the fine structure of the geoid forms. We obtained and developed a new measuring system for determination of the vertical deflections collaborating with Swiss colleagues, so we managed to get into the world's forefront with these researches. We made a new geoid solution for Hungary which implying the measurements of GOCE satellite, among others the torsion balance data.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=76231
Decision
Yes





 

List of publications

  
Csapó G, Égető Cs, Kloska K, Laky S, Tóth Gy, Völgyesi L: Kísérleti mérések Eötvös-ingával és graviméterekkel -- az Eötvös-inga mérések eredményei geodéziai célú hasznosításának vizsgálata céljából, GEOMATIKAI KÖZLEMÉNYEK (ISSN: 1419-6492) XII: pp. 91-100., 2009
Dobróka M, Völgyesi L: A nehézségi erőtér 3D potenciálfüggvényének inverziós előállítása, GEOMATIKAI KÖZLEMÉNYEK (ISSN: 1419-6492) XII: pp. 101-107., 2009
Völgyesi L: A geoid időbeli változása, GEOMATIKAI KÖZLEMÉNYEK (ISSN: 1419-6492) XII: pp. 119-130., 2009
Völgyesi L, Égető Cs, Laky S, Tóth Gy, Ultmann Z: Eötvös-inga felújítása és tesztmérések a budapesti Mátyás-hegyi barlangban, GEOMATIKAI KÖZLEMÉNYEK (ISSN: 1419-6492) XII: pp. 71-82., 2009
Völgyesi L, Csapó G, Laky S, Tóth Gy, Ultmann Z: Közel fél évszázados szünet után ismét Eötvös-inga mérések Magyarországon, GEODÉZIA ÉS KARTOGRÁFIA (ISSN: 0016-7118) 61:(11) pp. 3-12., 2009
Völgyesi L: Reconstruction of a torsion balance, and the results of the test measurements, In: Geodesy for Planet Earth. Buenos Aires, Argentína, 2009.08.31-2009.09.04. Buenos Aires: 2009. p. 73. Paper Ps2-Mo45, 2009
Dobróka M, Völgyesi L: Inversion reconstruction of 3D gravity potential based on torsion balance measurements, In: Geodesy for Planet Earth. Buenos Aires, Argentína, 2009.08.31-2009.09.04. Buenos Aires: 2009. p. 89. Paper Ps2-Th26., 2009
Dobróka M, Völgyesi L: Sorfejtéses Inverzió IV. A nehézségi erőtér potenciálfüggvényének inverziós előállítása., Magyar Geofizika, Vol. 51, Nr. 3, pp. 143-149., 2010
Völgyesi L, Ultmann Z.: Reconstruction of a torsion balance, and the results of the test measurements., IAG Symposia, Vol. 136, Springer-Verlag; Berlin, Heidelberg, ISBN: 978-3-642-20337-4. pp. 281-290., 2012
Völgyesi L, Ultman Z.: Nehézségi gradiensek linearitás-vizsgálata a Mátyás-barlangban., Geomtikai Közlemények, XIII/2. pp 123-128., 2010
Völgyesi L, Laky S, Tóth Gy.: Az Eötvös-inga mérési idejének csökkentési lehetősége., Geomtikai Közlemények, XIII/2. pp 129-140., 2010
Csapó G, Kenyeres A, Papp G, Völgyesi L.: Az abszulút g méréseket befolyásoló hatások elemzése., Geodézia és Kartográfia, Vol. 63, Nr. 1, pp 8-13., 2011
Csapó G, Kenyeres A, Papp G, Völgyesi L.: Az abszulút gravimetria magyarországi alkalmazásával kapcsolatos tervek és feladatok., Geodézia és Kartográfia, Vol. 63, Nr. 2, pp 4-9., 2011
Tóth Gy. Égető Cs.: A Mátyáshegyi gravitációs és geodinamikai obszervatórium átfogó gravitációs modellezése., Geomatikai Közlemények XIII/2, 113-122.o., 2010
Völgyesi L, Dobróka M, Ultmann Z.: Determination of vertical gradients of gravity by series expansion based inversion, Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica, Vol. 47, Nr. 2, pp. 233-244. DOI: 10.1556/AGeod.47.2012.2.11, 2012
Völgyesi L.: A gravimetria mai jelentősége és helyzete Magyarországon, Magyar Tudomány, Vol. 173, Nr. 6. pp 706-723., 2012
Völgyesi L.: Az Eötvös-inga mérések alkalmazása és jelentősége a geodéziában, Geomatikai Közlemények, XV pp. 9-26., 2012
Paláncz B, Awange J L, Völgyesi L: Pareto optimality solution of the Gauss-Helmert model, Acta Geodaetica et Geophysica, Vol. 48, Nr. 3, pp. 293-304. DOI: 10.1007/s40328-013-0027-3, 2013
Ultmann Z, Völgyesi L: Optimális geometria kialakítása Delaunay-háromszögeléssel függővonal-elhajlás interpoláció céljára, Geomatikai Közlemények, XVI. pp. 63-72., 2013
Tóth Gy., Völgyesi L., Laky S.: Reducing the Measurement Time of the Torsion Balance, Earth on the Edge: Science for a Sustainable Planet. 617 p. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2014
L Völgyesi, Z Ultmann: High-resolution measurements of non-linear spatial distribution of gravity gradients in Hungary, Earth on the Edge: Science for a Sustainable Planet. 617 p. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2014
B. Paláncz · J. L. Awange · L. Völgyesi: Correction of Gravimetric Geoid Using Symbolic Regression, Mathematical Geosciences (közlésre elfogadva), 2015
Gy Tóth, L Földváry: Updated Hungarian gravity field solution based on fifth generation GOCE gravity field models, Proceedings of the 5th GOCE User Workshop, 25-28 November 2014, Paris, ESA SP-728, 2015
Völgyesi L.: Renessaince of the torsion balance measurements, The 3rd International Gravity field Service General Assembly (IGFS 2014), Shanghai, 2014
Tóth Gy, Földváry L: Új magyarországi geoidmeghatározás az ötödik generációs GOCE nehézségi erőtér modellek segítségével, Geomatikai Közlemények, 2015



Back »