Разработка методики применения спутникового метода для геодезического мониторинга и прогнозирования состояния геологической среды и гидротехнических сооружений

• Автор: Булаева, Евгения Александровна
• Шифр специальности: 25.00.32
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Анализ современных технологий мониторинга состояния геологической среды и инженерных сооружений
1.1 Постановка задачи. Общие требования к системам мониторинга
1.2 Геодезический мониторинг объектов геологической среды
1.3 Геодезический мониторинг инженерных сооружений
1.4 Системы спутникового мониторинга
1.5 Зарубежный и отечественный опыт применения сетей постоянно действующих референцных станций для спутникового мониторинга объектов
2. Разработка методики спутникового мониторинга объектов
2.1 Постановка задачи
2.2 Источники ошибок спутниковых измерений
2.3 Математическая обработка спутниковых фазовых измерений
2.4 Методы анализа и интерпретации данных спутникового мониторинга
объектов
2.4.1 Метод наименьших квадратов
2.4.2 Гармонический анализ
2.4.3 Автокорреляционные функции
2.5 Математическая обработка результатов измерений при спутниковом
мониторинге объектов
2.5.1 Преобразование систем координат
2.5.2 Составление и решение уравнений поправок
2.5.3 Проверка методики на примере спутниковых измерений системы
постоянно действующих референцных станций

3. Результаты экспериментальных исследований разработанной методики для мониторинга геологической среды и состояния гидротехнических сооружений
3.1 Результаты проведения спутникового мониторинга геологической среды в приокском районе Русской платформы
3.1.1 Постановка задачи
3.1.2 Организация вычислительного процесса с использованием информации постоянно действующих референцных станций
3.1.3 Анализ результатов спутникового мониторинга геологической среды
3.2 Результаты проведения спутникового мониторинга Нижнекамской ГЭС
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2 Организация прцесса спутникового мониторинга плотины Нижнекамской ГЭС
3.2.3Анализ результатов спутникового мониторинга плотины Нижнекамской ГЭС
Заключение
Список источников информации
Приложение А. Изменения координатных составляющих станций при мониторинге приокского района Русской платформы
Приложение Б. Графики изменения положения координатных составляющих станций при мониторинге приокского района Русской платформы (июнь 2004г. -декабрь 2008г)
Введение
Спутниковые технологии точного позиционирования заняли прочное место в решении геодезических задач как прикладного, так и научного характера. Их преимущества заключаются в использовании радиоэлектронной техники, цифровой обработки и представлении результатов также в цифровом виде. Эти и другие качества спутниковых технологий позволяют использовать их для решения таких специфических задач, как мониторинг объектов геологической среды (перемещений литосферных плит, смещений и деформаций грунтов), мониторинг деформаций сооружений (смещений в горизонтальной плоскости и вертикальном направлении), обеспечение контроля безопасности состояния сооружений в случае необходимости даже в непрерывном режиме. В России переход на спутниковые технологии осуществляется в соответствии с федеральными целевыми программами (ФЦП), в том числе «Глобальная навигационная система» [16], «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» [46]. Такой переход связан с разработкой и применением отечественной навигационной системы ГЛОНАСС.
В настоящее время геологическая среда рассматривается как часть литосферы (сейчас или потенциально в будущем) с различными инженернохозяйственными объектами или инженерными сооружениями, созданными человеком. Элементами геологической среды могут являться: горные породы, почвы, искусственные грунты; рельеф; подземные воды; геологические и инженерно-геологические процессы и явления [25]. Например, нарушение устойчивости гидротехнического сооружения (ГТС), создающего водохранилище больших объемов, может обернуться катастрофическими последствиями, соизмеримыми со стихийными бедствиями. Поэтому контроль над состоянием ГТС, в том числе мониторинг плотин гидроэлектростанций (ГЭС) и земной коры в зоне расположения ГТС, представляется совершенно необходимым. Геодезический мониторинг позволяет определить геометрические характеристики объектов, их смещения и деформации. Далее в работе говоря о мониторинге геологической среды, будут рассматриваться, прежде всего, геодинамические

Расположение элементов системы показано на рисунке 11. Система установлена в 2010 г. и непрерывно функционирует с апреля 2011 г. Детально достигнутые результаты в данном проекте изложены в главе 3.
Рисунок 11 - Общий вид расположения элементов системы мониторинга плотины
Нижнекамской ГЭС По результатам проведенного анализа можно заключить, что спутниковые
технологии являются в настоящее время эффективным средством для мониторинга и
прогнозирования состояния геологической среды и инженерных сооружений.
Анализ имеющегося опыта позволяет заложить основу для проведения дальнейших
исследований. Основными выводами первой главы являются следующие.
1). Сравнительный анализ традиционных и спутниковых подходов в организации процессов мониторинга показал значительные преимущества последних, прежде всего, в части автоматизации. Традиционные методы, основанные на использовании оптических и механических устройств (в том числе высокоточные приборы) не позволяют организовать длительный непрерывный процесс наблюдения за состоянием объектов. В отношении организации непрерывных наблюдений за геодинамическими процессами спутниковые технологии являются безальтернативными. Активное развитие сетей постояннодействующих станций открывает широкие возможности для развития этого научно-исследовательского направления.
2). Анализ зарубежного и отечественного опыта применения систем спутникового мониторинга показал, что на сегодняшний день в значительной мере