Türkiye’de Güncel Yersel Gravimetri Çalışmaları

Özet

Harita Genel Müdürlüğü koordinatörlüğündegerçekleştirilen “Türkiye Yükseklik SistemininModernizasyonu ve Gravite Altyapısının İyileştirilmesi(2015-2020)” projesinin temel hedeflerinden biri, yerselve hava gravimetrisi yöntemleriyle ulusal gravite veritabanını geliştirmek ve Türkiye bölgesel gravite alanımodelini iyileştirmektir. Proje kapsamında 2016 yılındanitibaren, beş ulusal kurumun iş birliğiyle ülke genelindeyoğun yersel gravimetri çalışmaları gerçekleştirilmiştir.Çalışmaların başında, Ankara ili içerisinde yaklaşık 20km’lik bir mesafede 210 mGal gravite farkı olan ikinoktalı bir kalibrasyon bazı tesis edilmiştir.Çalışmalarda kullanılan bağıl gravimetrelerinkalibrasyon katsayıları bu bazda yapılan ölçümlerlegüncellenmiştir. Doğal, çevresel ve insan kaynaklıgürültülerden olabildiğince arındırılmış bir laboratuvar(TRGrav-Lab) kurulmuştur. Bağıl gravimetreleringürültü karakteristikleri ve sürüklenme katsayıları bulaboratuvarda düzenli aralıklarla izlenmiştir. TRGravWeb veri portalı kurulmuş, ham ölçüler ve meta verileriölçü ekipleri tarafından gün sonunda portala düzenliolarak yüklenmiştir. 100 tanesi mutlak gravimetrinoktası olmak üzere 11783 noktadan oluşan yaklaşık5'x5' konumsal çözünürlüğe sahip yeni bir ulusal gravitestandardizasyon ağı (TRGrav-Net) oluşturulmuştur.Çevresel ve aletsel etkilerden arındırılmış gravitegözlemlerinin ağırlıklı en küçük kareler dengelemesisonunda TRGrav-Net noktalarında ortalama hata 35Gal olarak belirlenmiştir. TRGrav-Net kurulumçalışmaları devam ederken İstanbul, Ankara, Tekirdağilleri ile Kırıkkale-Çorum hava gravimetrisi test alanı,Marmara Denizi’nde 1.5 km2’den daha büyük adalarıntamamı, Gökçeada ve Bozcada ile Kuzey Kıbrıs TürkCumhuriyeti genelinde birkaç kilometre konumsalçözünürlükte gravite sıklaştırma çalışmaları yapılmıştır.Son olarak, ülke genelinde jeoit modeli kontrolü içinfarklı bölgelerde tesis edilen 7 farklı nivelman hattına ait1757 noktada yersel gravimetri çalışmalarıgerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda eldeedilen yeni yersel gravite verileri, tarihsel graviteverilerinin kalite kontrolünde kullanılmış ve tarihselverilerdeki kaba hata ve tutarsızlıkların giderilmesinisağlamıştır. Kırıkkale-Çorum bölgesindeki sıklaştırmaverilerinin yukarı yönlü uzanımı, hava gravimetrisitestlerinde referans veri seti olarak kullanılmıştır. 2020yılı sonuna kadar toplanan güncel yersel gravite verileri,kalite kontrolü yapılmış tarihsel gravite verileri ile birlikteyüksek çözünürlüklü ve doğruluklu Türkiye Jeoit Modeli2020 hesaplamalarının temel girdisi olarakkullanılmıştır.

Abstract

One of the major objectives of the “Turkish Height System Modernization and Gravity Recovery (2015- 2020)” project coordinated by the General Directorate of Mapping is to recover the national gravity database and improve the Turkish regional gravity field model from terrestrial and airborne gravimetry. Intensive terrestrial gravimetry campaigns have been conducted throughout the country since 2016 by the collaborative works of five national institutions within the project. In the beginning of the fieldworks, a new calibration baseline consisting of two absolute gravity sites with average distance of 20 km apart and gravity ranges up to 210 mGal was constructed in Ankara city. The calibration constants of the relative gravimeters used in the project were updated based upon the observations on the calibration base. A laboratory (TRGrav-Lab), decontaminated from the natural, environmental, and man-made noises, was built. The noise characteristics and the drifts of the gravimeters were monitored at regular intervals in this laboratory. TRGrav-Web portal was set up for the survey teams to upload the daily raw observations along with their metadata at the end of the survey day. A national gravity standardization network (TRGrav-Net) consisting of 11783 sites, 100 of which are absolute points, with a spatial resolution of about 5'x5' were established. The weighed constrained least squares adjustment of the gravity observations reduced for the environmental and instrumental effects resulted in a mean formal error of 35 Gal at TRGrav-Net sites. Gravity densifications at a few kilometers’ spatial resolution over İstanbul, Ankara, Tekirdağ cities and Kırıkkale-Çorum airborne gravimetry test region, islands larger than 1.5 km2 in the Sea of Marmara, Gökçeada, Bozcaada and Turkish Republic of Northern Cyprus have also been completed during the TRGrav-Net establishment. Lastly, terrestrial gravimetry was performed at the 1757 levelling benchmarks over 7 discrete levelling profiles constructed at different regions in the country for the geoid model validation. The recent terrestrial gravity data have been used for the quality control of the historical data and they have provided to remove the gross errors and discrepancies in the historical gravity datasets. The upwardcontinuation of the densified data in Kırıkkale-Çorum region have been utilized as reference dataset for the airborne gravimetry test studies. The recent terrestrial gravity data acquired until the end of 2020 along with the quality controlled historical gravity data have been used as the major input for the computation of high resolution and accurate Turkish Geoid Model-2020.