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Divulgation proactive Version imprimable   | |  Système canadien de référence spatiale Gravimétrie nationale - Normes et applications
Disponible par l'entremise du Système canadien de référence spatiale Base de données en ligne ( Base de données en ligne SCRS) Le réseau de normalisation canadien de la gravimétrie (RNCG) constitue un système de référence gravimétrique défini par 5000 stations de contrôle systématiquement réparties à l'échelle du Canada. L'ajustement du RNCG est basée sur le Réseau international de normalisation gravimétrique (RING71) et l'exactitude du système de référence est ainsi considérée de l'ordre de plusieurs dizaines de micro gals. La maintenance et l'amélioration du RNCG sont gérées par l'entremise de la Base canadienne de données gravimétriques (BCDG) et du logiciel afférent. Les descriptions détaillées des stations de contrôle disponibles sous forme numérique permettent une exploitation optimale et pratique du réseau par l'industrie de l'exploration et des levés. Des mesures d'une grande exactitude de la gravimétrie absolue au Canada indiquent que les différences entre les valeurs pour le RNCG et les valeurs de la gravimétrie absolue varient de quelques à plusieurs dizaines de micro gals. On effectue actuellement un nouvel ajustement visant l'intégration au RNCG des stations de mesure de la gravité absolue en tenant compte de l'exactitude des valeurs de la gravimétrie absolue et en produisant la matrice de variances-covariances des altitudes et des valeurs de la gravimétrie aux stations de contrôle. Cela est nécessaire pour les applications en géodésie et permettra un traitement et une utilisation efficaces des données gravimétriques lors de la densification future du réseau et dans les études de géodynamique. La définition et la maintenance du nouveau Réseau de normalisation canadien de la gravimétrie (RNCG) joueront un rôle important dans:
L'établissement et la maintenance de points de référence sur lesquels sont effectuées des observations gravimétriques d'une grande exactitude sont nécessaires pour l'étalonnage des gravimètres relatifs avant l'exécution des levés gravimétriques. Plusieurs lignes d'étalonnage de ce genre sont utilisées à cette fin, p. ex. Orangeville-Collingwood et Ottawa-Inuvik. La première est une ligne courte établie principalement pour l'étalonnage par l'industrie des gravimètres fabriqués au Canada. La ligne Ottawa-Inuvik est une ligne longue qui permet de satisfaire la plupart des besoins en étalonnage à l'échelle du pays. Les deux lignes de base comprennent des stations auxquelles la valeur de la gravité a été déterminée d'après des mesures de la gravimétrie absolue. L'exactitude des valeurs de la pesanteur est de l'ordre du microgal. Un certain nombre de lignes d'étalonnage sont entretenues en Nouvelle-Écosse, en Colombie-Britannique, en Alberta, en Ontario et au Québec ainsi que des lignes de signatures au large des côtes pour satisfaire des besoins locaux en matière d'étalonnage.
Le SGAC est une station gravimétrique de référence nationale et internationale où la pesanteur est surveillée de manière ininterrompue conformément à de rigoureuses normes d'exactitude. On y trouve des instruments à la fine pointe de la technologie dont un gravimètre par supraconduction, deux gravimètres absolus (JILA-2 et A-10), un grand nombre de capteurs de paramètres environnementaux, des ordinateurs et des installations d'enregistrement chronologique des données et des communications. L'installation canadienne de gravimétrie par supraconduction (ICGS) est le fruit d'un effort mené en collaboration avec plusieurs groupes universitaires canadiens auxquels on assure un accès facile aux données brutes. Depuis sa mise en place en novembre 1989, on y a entrepris un certain nombre de projets de recherche principalement axés sur l'étude de l'intérieur profond de la Terre dont : des études des séismes (Université Western Ontario), des études théoriques des marées terrestres (Université de la Saskatchewan), des études de l'oscillation du noyau (Université York, Université McGill, Université Memorial), des études d'étalonnage de gravimètres, des études des effets de la gravité sur l'atmosphère et les eaux souterraines sur la pesanteur (RNCan). L'ICGS permet une contribution importante au Projet sur la géodynamique du globe (PGG), un effort collectif international visant à surveiller des variations du champ gravitationnel de la Terre dont les périodes s'échelonnent de quelques secondes à des années. Les observations de grande précision à long terme ont commencé en 1995 et on prévoit qu'elles permettront de parfaire les connaissances de la physique de l'intérieur profond de notre planète. Au SGAC, on effectue de fréquentes mesures de la gravimétrie absolue pour l'étalonnage des instruments et pour la surveillance systématique du rendement.
La Base canadienne de données gravimétriques (BCDG) et les logiciels connexes facilitent la gestion, le stockage, l'extraction, le traitement, l'ajustement et l'affichage des données gravimétriques. Les données numériques sont gérées au moyen de la BCDG et mises à la disposition du grand public ainsi que du secteur privé. Un nouveau système d'ajustement des réseaux gravimétriques (GRAVNET) a été mis au point. Il est basé sur l'approche généralisée d'ajustement dans laquelle les paramètres inconnus (g, échelles des instruments) sont considérés comme des paramètres pseudo-observables avec leur matrice associée de variances-covariances. Les stations de mesure de la gravimétrie absolue peuvent maintenant être convenablement intégrées au réseau pour la définition de valeurs de référence. Le système permet de rigoureux tests statistiques pour l'analyse de la validité du modèle et la détermination de la qualité des observations ainsi que pour la détection de valeurs aberrantes dans les observations. La BCDG a été agrandie pour permettre d'y stocker la matrice de variances-covariances des valeurs de la pesanteur et les facteurs d'échelle des gravimètres. Cette information additionnelle permettra une densification rigoureuse du RNCG. À l'avenir, à mesure que des observations plus exactes de la pesanteur seront ajoutées à la BCDG, de nouveaux ajustements seront nécessaires. Le GRAVNET est facile à étendre de manière à tenir compte du temps à titre de variable additionnelle, ce qui permettra des ajustements dynamiques adaptées à la modélisation géodynamique et aux études du relèvement post-glaciaire et des mouvements de la croûte terrestre. Le logiciel d'analyse spectrale par les moindres carrés (LSSA, Least squares spectral analysis) a été perfectionné et complété pour répondre aux besoins de l'analyse complète de successions chronologiques de données gravimétriques, géodésiques et géophysiques. Le progiciel LSSA permet l'analyse de successions chronologiques bruitées, inégalement réparties dans l'espace et de pondérations variables comportant des lacunes et dont les valeurs de référence présentent des écarts. De plus, des processus spéciaux comme la marche aléatoire et des processus autorégressifs, peuvent être mis à l'épreuve sur les successions. D'autres composantes définies par les utilisateurs comme des fonctions polynomiales, des tendances exponentielles, etc. peuvent être utilisées pour l'analyse. La sortie standard est une fonction densité spectrale aux moindres carrés permettant des comparaisons avec d'autres méthodes d'analyse spectrale (FFT). De rigoureux tests statistiques permettent également d'évaluer l'importance des crêtes spectrales, les distributions des résidus, les paramètres des solutions et les estimations des erreurs qui leur sont rattachées.
Les phénomènes de marée (marées terrestres, marées océaniques, charge exercée par les océans) influencent de manière importante les observations géodésiques et géophysiques. Les marées terrestres sont connues avec une très grande exactitude et les modèles disponibles permettent de satisfaire la plupart des besoins en matière de géodésie et de gravimétrie de grande précision. L'effet indirect des marées océaniques sur les marées terrestres, couramment désigné par l'expression "charge exercée par les océans", est moins bien connu, (actuellement au niveau du microgal) principalement en raison de l'insuffisance de la modélisation des marées océaniques aux niveaux local et régional, ou est carrément impossible à modéliser. Ressources naturelles Canada dispose des aptitudes et des compétences nécessaires pour mettre au point de nouveaux modèles ou pour améliorer des modèles existants afin de satisfaire les besoins en géodésie spatiale et en gravimétrie de grande précision. Actuellement on a complété la mise au point de modèles à cinq composantes des marées océaniques pour les littoraux est et ouest du Canada et la côte de la baie d'Hudson, et leur implémentation dans le progiciel d'analyse de la charge exercée par les océans, le LOADSDP, permet dans tous les cas d'améliorer les résidus lors de l'analyse de la gravimétrie absolue. L'exactitude sans cesse croissante des méthodes géodésiques spatiales et des déterminations de la gravimétrie absolue exige que soient corrigés et prévus les déplacements des points de référence engendrés par le phénomène du relèvement post-glaciaire (champ de déplacement et gravimétrie). Les mesures gravimétriques ont la compétence nécessaire pour contribuer de manière importante aux calculs théoriques des déplacements et des changements gravimétriques engendrés par le relèvement post-glaciaire. Des comparaisons des effets observés et prévus permettront une meilleure compréhension de la rhéologie de la Terre et l'amélioration du Repère international de référence terrestre (ITRF, International Terrestrial Reference Frame) auquel sera rattaché le Système canadien de référence spatiale (SCRS).
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