Genauigkeitsuntersuchungen moderner Federgravimeter für Monitoringaufgaben in der Geophysik

Abstract

Für Aufzeichnungen über längere Zeiträume sind Federgravimeter - z.B. im Vergleich zu Supraleitgravimetern - die fexibelste, technisch einfachste und vergleichsweise wirtschaftlichste Lösung, unterliegen aber dem Nachteil der Drift. Wir untersuchen die Genauigkeiten des Micro-g LaCoste gPhone-98 und ZLS Burris Gravity Meter B-64 des Instituts für Erdmessung. Mit beiden Instrumenten wurden Registrierungen über mehrere Monate auf fünf Stationen mit hohen und niedrigen seismischen Störungen durchgeführt. Untersucht wird zudem eine parallele Registrierung des ZLS mit dem Supraleitgravimeter in Onsala (Schweden). Die Gezeitenanalyse gleichzeitiger Datenreihen beider Instrumente zeigt, dass die Gezeitenparameter der täglichen und halbtäglichen Gezeiten mit 0.04% (O1,K1,M2) bis 0.16% (S2) übereinstimmen. Sowohl für das g-98 als auch das B-64 wurde eine Stabilität des linearen Eichfaktors von 3x10e-4 ermittelt. Im Allgemeinen verhält sich die Drift eines gPhones nach einer gewissen Einlaufphase linear. Der Betrag und die Variation der Drift des g-98 nahm im Nutzungszeitraum nach jedem Standortwechsel ab und liegt derzeit bei etwa 90 nm/s^2 pro Tag. Im Gegensatz dazu zeigt das B-64 deutlich ein nichtlineares Verhalten. Das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik besitzt das gPhoneX-129 seit Ende 2012. Anhand einer acht Monate langen parallelen Registrierung mit dem g-98 werden diese Geräte unterschiedlicher Generationen verglichen. Diese erste Langzeitregistrierung des gX-129 zeigt die Entwicklung der Gerätedrift eines fabrikneuen Gerätes im Vergleich zu einem bereits seit 3 Jahren im Gebrauch befi ndlichen Gerätes. Insbesondere die Abweichungen von einem linearen Driftverhalten erschweren die Unterscheidung zwischen Signal und Drift. Zusätzlich wird der Einfluss unterschiedlicher Datenerfassungsraten (1 und 7 Hz) untersucht. Die Qualität der Zeitreihen der drei Gravimeter wird durch eine Gezeitenanalyse bewertet sowie die Langzeitstabilität der Instrumente getestet.