Разработка методики анализа результатов геодезических измерений при наблюдении за осадками и смещениями крупных инженерных сооружений спутниковыми методами

Структура и объем диссертации:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов с подразделами, заключения и списка литературы. Общий объем работы – 120 стр. Диссертация содержит 14 таблиц и 18 рисунков. Список литературы составляет 52 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Обоснована актуальность реша

емой задачи, сформулированы цель и задачи исследования, обоснована научная новизна и практическая значимость работы.

ГЛАВА 1. ДЕФОРМАЦИИ КРУПНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

Дается общая классификация геодезических задач и обзор традиционных методов их решения при изучении деформаций крупных инженерных сооружений. Особое внимание уделяется анализу современных концепций природы деформаций и причин их возникновения.

При изучении различного рода деформаций, возникающих в земной коре, а также в основаниях крупных инженерных сооружениях и на других объектах, появляется необходимость выполнения достаточно частых (а иногда и непрерывных во времени) измерений. Традиционные геодезические методы в организации мониторинговых измерений на объектах больших размеров требуют больших затрат средств и времени. Целесообразность использования GPS-измерений при изучении деформаций на различных объектах, в первую очередь, связана с высокой экономической эффективностью спутниковых методов измерений в сочетании с высокой точностью измерений.

В настоящее время спутниковые методы измерений находят все более и более широкое применение для изучения и мониторинга деформаций крупных инженерных сооружений. При этом необходимо учитывать, что нормальная высота пунктов определятся менее точно, кроме того, точность определения изменений координат пунктов зависит от широты исследуемого объекта. Кроме того, недостаточное число наблюдаемых спутников, вызванных экранировкой сигнала местными предметами, ограничивают возможность использования спутниковых методов.

ГЛАВА 2. СПУТНИКОВЫЕ МЕТОДЫ ВЫСОКОТОЧНЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Даны основные характеристики существующих в настоящее время космических навигационных систем, включая подробное описание спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, а также находящейся в разработке системы GALILEO. Приводится описание основных методов измерений и определения положения пунктов спутниковыми методами.

В качестве опорных пунктов с известными координатами используются навигационные спутники, а в качестве устройства для измерения координат – антенна с электронным вычислительным блоком, так называемый приемник – эта часть называется «Сектор потребителя». При этом вычисляются расстояния от объекта на поверхности Земли или в воздухе до видимых спутников.

Для решения большинства геодезических задач основная роль отводится относительным режимам (дифференциальным), так как они существенно отличаются по точности определения приращений координат. Точность методов СРНС (спутниковая радионавигационная система) зависит от расстояния между приемником и опорной станцией, от числа спутников на орбите, от расположения спутников относительно приемников, от типа и точностных возможностей приемника и от типа местности, а также от времени наблюдений. СРНС обеспечивает исключительные возможности для создания геодезических сетей различного назначения, что представляется более экономичным и быстрым. СРНС работает практически в любых погодных условиях и не требует взаимной видимости между приемниками. Использование СРНС является относительно дешевой технологией, и ее использование не требует высококвалифицированных специалистов в полевых условиях. Основной недостаток применения СРНС заключается в том, что в период ее работы на небе должно находиться, по меньшей мере, четыре спутника и должно обеспечиваться отсутствие помех, создаваемых, например, высотными препятствиями и обильной лесной растительностью территории.

Фазовые методы измерений являются основными при решении разнообразных геодезических задач с помощью спутниковых систем, предусматривающих обеспечение высокой точности измерений.

Основное внимание в данной главе уделено подходам к решениям, ориентированным на минимизацию влияния основных источников ошибок спутниковых измерений.

При изучении проблемы, касающейся учета влияния ионосферы на результаты спутниковых измерений, безоговорочного предпочтения заслуживают двухчастотные методы, основные особенности которых достаточно подробно изложены в опубликованных работах.

Изложенные предпосылки принимались во внимание как при проведении соответствующих измерений, так и при организации производственного мониторинга в районе плотины «Саналона», Мексика. К особенностям организации спутниковых наблюдений следует отнести такие факторы, как оптимальная длительность сеанса наблюдений, выбор приемников с соответствующими техническими характеристиками, интервал времени, в течение которого производят измерения с оптимальными значениями геометрического фактора.

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ЗА ОСАДКАМИ И ДЕФОРМАЦИЯМИ КРУПНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

В главе даются основные рекомендации по наблюдениям за осадками и деформациями крупных сооружений, периодичности и точности измерений. При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезическое производство резко изменились организационные и технологические принципы проведения полевых и камеральных работ, что дает основание говорить о революционных изменениях в области геодезических измерений. В настоящее время спутниковые методы измерений находят все более и более широкое применение для изучения и мониторинга деформаций крупных инженерных сооружений. При этом необходимо учитывать, что нормальная высота пунктов определятся менее точно, кроме того, точность определения изменений координат пунктов зависит от широты объекта.

На опыте работ показано, что при благоприятном расположении спутников и при исключении многолучевого распространения сигнала возможно достижение высокой точности вплоть до нескольких миллиметров. Рассматривается алгоритм применения топоцентрических прямоугольных координат для изучения деформаций гидротехнических сооружений. Осадки и горизонтальные смещения наблюдаемых точек на сооружении определяют как разность их координат, полученных в различные моменты времени в единой системе координат. При анализе смещений пунктов в плане и по высоте целесообразно использовать топоцентрическую прямоугольную систему координат.

В криволинейной системе координат положение точки P характеризуется широтой , долготой и геодезической высотой .

Соотношения между геоцентрическими декартовыми координатами и эллипсоидальными криволинейными координатами имеют вид:

, (1)

 Скачать реферат