การเบี่ยงเบนในแนวดิ่ง ( VD ) หรือการเบี่ยงเบนของแนวดิ่ง ( DoV ) ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการเบี่ยงเบนของเส้นดิ่งและการเบี่ยงเบนทางดาราศาสตร์และธรณีวิทยาเป็นการวัดว่าทิศทางของแรงโน้มถ่วง ณ จุดที่สนใจจุดใดจุดหนึ่งนั้นหมุนไปมากน้อยเพียงใดเนื่องจากความผิดปกติของมวลในบริเวณนั้น เช่น ภูเขาที่อยู่ใกล้เคียง การวัดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานธรณีวิทยาสำหรับ เครือข่าย การสำรวจและเพื่อวัตถุประสงค์ ทางธรณีฟิสิกส์

การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งคือส่วนประกอบเชิงมุมระหว่างเส้นโค้งจุด สูงสุด - จุดต่ำ สุดที่ แท้จริง ( เส้นดิ่ง ) กับเวกเตอร์ปกติไปยังพื้นผิวของทรงรีอ้างอิง (เลือกให้ใกล้เคียงกับ ระดับน้ำทะเลของโลก) การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งเกิดจากภูเขาและ ความผิดปกติ ทางธรณีวิทยา ใต้ดิน โดยทั่วไปค่ามุมจะมีค่าน้อยกว่า 10 อาร์คเซคอนด์ในพื้นที่ราบ หรือมากถึง 1 อาร์คนาทีในพื้นที่ภูเขา^{[ 1 ]}

การเบี่ยงเบนของแนวดิ่งมีส่วนประกอบในทิศเหนือ-ใต้ξ ( xi ) และส่วนประกอบ  ใน ทิศตะวันออก-ตะวันตกη ( eta ) ค่าของξคือผลต่างระหว่างละติจูดทางดาราศาสตร์และละติจูดทางธรณีวิทยา (โดยกำหนดให้ละติจูดเหนือเป็นค่าบวกและละติจูดใต้เป็นค่าลบ) ซึ่งโดยปกติจะคำนวณจากพิกัด เครือข่ายทางธรณีวิทยา ค่าของη คือผลคูณของโคไซน์ของละติจูดและผลต่างระหว่างลองจิจูดทางดาราศาสตร์และลองจิจูด (โดยกำหนดให้ลองจิจูดตะวันออกเป็นค่าบวกและลองจิจูดตะวันตกเป็นค่าลบ) เมื่อระบบพิกัดอ้างอิง ใหม่ เข้ามาแทนที่ระบบเดิม โดยมีละติจูดและลองจิจูดทางธรณีวิทยาใหม่บนทรงรีใหม่ การเบี่ยงเบนของแนวดิ่งที่คำนวณได้ก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย

การเบี่ยงเบนเหล่านี้สะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลกและความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงเนื่องจากขึ้นอยู่กับสนามแรงโน้มถ่วงและความไม่สม่ำเสมอของสนามนั้น

โดยปกติแล้ว การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งจะถูกกำหนดโดยวิธีการทางดาราศาสตร์จุดสูงสุดที่แท้จริงจะถูกสังเกตทางดาราศาสตร์โดยเทียบกับดวงดาวและจุดสูงสุด ตามทรงรี (แนวดิ่งเชิงทฤษฎี) จะคำนวณโดยเครือข่ายทางธรณีวิทยา ซึ่งจะดำเนินการบนทรงรีอ้างอิง เสมอ นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ของการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งสามารถคำนวณได้จากข้อมูลการสำรวจแรงโน้มถ่วงและโดยใช้แบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัล (DTM) โดยใช้ทฤษฎีที่พัฒนาขึ้นโดยVening- Meinesz

VD ใช้ในการปรับระดับทางดาราศาสตร์ธรณีวิทยา : เนื่องจากการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งอธิบายความแตกต่างระหว่างทิศทางแนวดิ่งของจีออยด์และทิศทางปกติของ ทรงรี จึงแสดงถึง ความชันเชิงพื้นที่ ในแนวนอนของความกระเพื่อมของ จีออยด์ กล่าวคือความลาดชัน ของจีออยด์ หรือความเอียงระหว่างจีออยด์และทรงรีอ้างอิง^{[ 2 ]}

ในทางปฏิบัติ การเบี่ยงเบนจะถูกสังเกตที่จุดพิเศษซึ่งมีระยะห่าง 20 หรือ 50 กิโลเมตร การเพิ่มความหนาแน่นทำได้โดยการผสมผสานระหว่างแบบจำลอง DTM และการวัดความโน้มถ่วง ในพื้นที่ การสังเกตการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งที่แม่นยำมีความถูกต้องอยู่ที่ ±0.2″ (บนภูเขาสูง ±0.5″) ค่าที่คำนวณได้ประมาณ 1–2″

ค่า การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งสูงสุดของยุโรปกลางดูเหมือนจะอยู่ที่จุดใกล้กับยอดเขากรอสกล็อกเนอร์ (3,798 เมตร) ซึ่งเป็นยอดเขาที่สูงที่สุดของ เทือกเขา แอล ป์ ในออสเตรีย ค่าโดยประมาณคือ ξ = +50″ และ η = −30″ ใน ภูมิภาค หิมาลัยยอดเขาที่ไม่สมมาตรมากอาจมีการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งได้ถึง 100″ (0.03°) ในพื้นที่ค่อนข้างราบเรียบระหว่างเวียนนาและฮังการีค่าจะน้อยกว่า 15″ แต่กระจายตัวได้ถึง ±10″ เนื่องจากความหนาแน่นของหินที่ไม่สม่ำเสมอในใต้พื้นดิน

เมื่อไม่นานมานี้มีการใช้กล้องดิจิทัลและเครื่องวัดความเอียง ร่วมกันด้วย ดู กล้องซีเนธ^{[ 3 ]}

การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งนั้นใช้ประโยชน์หลักๆ ในสี่เรื่องดังนี้:

1. สำหรับการคำนวณเครือข่ายสำรวจ อย่างแม่นยำ กล้องวัดมุมและเครื่องมือ วัดระดับ ทางธรณีวิทยาจะถูกวางแนวให้ตรงกับแนวตั้ง จริง แต่การเบี่ยงเบน ของมัน เกินความแม่นยำในการวัดทางธรณีวิทยาไปถึง 5 ถึง 50 เท่า ดังนั้น ข้อมูลจะต้องได้รับการแก้ไขอย่างแม่นยำโดยอ้างอิงจากทรงรีสากล หากไม่มีการปรับแก้เหล่านี้ การสำรวจอาจผิดเพี้ยนไปหลายเซนติเมตรหรือแม้แต่หลายเดซิเมตรต่อกิโลเมตร
2. สำหรับการกำหนดจีออยด์ (ระดับน้ำทะเลเฉลี่ย) และสำหรับการแปลงระดับความสูง อย่างแม่นยำ ความผันผวน ของ จีออยด์ทั่วโลกมีค่าประมาณ 50–100 เมตร และ ค่า ในระดับภูมิภาคมีค่าประมาณ 10–50 เมตร ค่าเหล่านี้เพียงพอสำหรับการคำนวณอินทิกรัลของส่วนประกอบ VD ξ,η และดังนั้นจึงสามารถคำนวณได้ด้วยความแม่นยำระดับเซนติเมตรในระยะทางหลายกิโลเมตร
3. สำหรับการสำรวจด้วย GPSการ วัด จากดาวเทียมจะอ้างอิงถึง ระบบ ทางเรขาคณิต ล้วนๆ (โดยปกติคือ ทรงรี WGS84 ) ในขณะที่ความสูงบนพื้นดินจะอ้างอิงถึงจีออยด์ เราจึงต้องการข้อมูลจีออยด์ที่แม่นยำเพื่อนำการวัดประเภทต่างๆ มาใช้ร่วมกัน
4. ในด้านธรณีฟิสิกส์เนื่องจากข้อมูล VD ได้รับผลกระทบจากโครงสร้างทางกายภาพของเปลือกโลกและเนื้อโลกนักธรณีวิทยาจึงมีส่วนร่วมในการสร้างแบบจำลองเพื่อพัฒนาความรู้ของเราเกี่ยวกับภายในของโลก นอกจากนี้ และคล้ายกับธรณีฟิสิกส์ประยุกต์ข้อมูล VD ยังสามารถสนับสนุนการสำรวจวัตถุดิบน้ำมันก๊าซ หรือแร่ธาตุใน อนาคตได้อีกด้วย

ในการทดลอง Schiehallionนั้น ใช้การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งเพื่อวัดความหนาแน่นของโลก

การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เส้นเมริเดียนหลัก สมัยใหม่ผ่านไปทางทิศตะวันออกของ เส้นเมริเดียนหลักทางดาราศาสตร์ในอดีตที่เมืองกรีนวิชมากกว่า 100 เมตร^{[ 4 ]}

การวัดส่วนโค้งเส้นเมริเดียนที่ทำโดยนิโคลัส-หลุยส์ เดอ ลาไคย์ทางเหนือของเคปทาวน์ในปี 1752 ( การวัดส่วนโค้งของเดอ ลาไคย์ ) ได้รับผลกระทบจากการเบี่ยงเบนในแนวดิ่ง^{[ 5 ]} ความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นกับการวัดในซีกโลกเหนือไม่ได้รับการอธิบายจนกระทั่ง จอร์จ เอเวอเรสต์มาเยือนพื้นที่ดังกล่าวในปี 1820 การ สำรวจวัดส่วนโค้งซ้ำของแมคเลียร์ในที่สุดก็ยืนยันสมมติฐานของเอเวอเรสต์^{[ 6 ]}

ข้อผิดพลาดใน การกำหนด ส่วนโค้งเมริเดียนของ Delambre และ Méchainซึ่งส่งผลต่อคำจำกัดความดั้งเดิมของเมตร [ ^{7 ]}เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าส่วนใหญ่เกิดจากการกำหนดละติจูดของบาร์เซ โลนาที่ไม่แน่นอน ซึ่งต่อมาอธิบายได้ด้วยการเบี่ยงเบนในแนวดิ่ง^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] เมื่อมี การ}ยอมรับข้อผิดพลาดบางประการที่ส่งผลต่อความยาวของเมตรในปี 1866 ^{[ 11 ]}จึงเป็นเรื่องเร่งด่วนที่จะต้องดำเนินการวัดส่วนโค้งของฝรั่งเศสระหว่าง Dunkirk และ Perpignan ใหม่ การดำเนินการเกี่ยวกับการแก้ไขส่วนโค้งของฝรั่งเศสที่เชื่อมโยงกับการหาพิกัดสามเหลี่ยมของสเปนเสร็จสมบูรณ์ในปี 1896 เท่านั้น ในขณะเดียวกัน นักธรณีวิทยาชาวฝรั่งเศสได้บรรลุการเชื่อมต่อแอลจีเรียกับสเปนในปี 1879 ด้วยความช่วยเหลือของนักธรณีวิทยาของสถาบันมาดริดซึ่งนำโดยCarlos Ibañez Ibáñez de Ibero (1825–1891) ผู้ล่วงลับ ^{[ a ]}

จนกระทั่ง มีการคำนวณทรงรี ^ของเฮย์ฟอร์ดในปี พ.ศ. 2453 การเบี่ยงเบนในแนวดิ่งถือเป็นข้อผิดพลาดแบบสุ่ม [ ^{13 ]}ฌอง เลอ รอนด์ ดาเลมเบิร์ตได้ระบุการเบี่ยงเบนของเส้น ดิ่ง ว่าเป็นแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่สำคัญในการสำรวจทางธรณีวิทยาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2399 ไม่กี่ปีต่อมา ในปี พ.ศ. 2361 คาร์ล ฟรีดริช เกาส์ได้เสนอแนวคิดของจีออยด์^{[ 14 ] [ 15 ]}

• การสำรวจความเบี่ยงเบน
• ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง
• ไอโซสตาซี
• ทิศทางแนวตั้ง
• เซนิธ

• เว็บไซต์ NGS ให้ข้อมูลการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งทั่วสหรัฐอเมริกาที่นี่และที่นี่