К вопросу проектирования схем планового обоснования для определения горизонтальных смещений гидротехнических сооружений Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 528.48:626

В.А. Скрипников, М.А. Скрипникова СГГ А, Новосибирск

К ВОПРОСУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМ ПЛАНОВОГО ОБОСНОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СМЕЩЕНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Рассматривается методика измерения определения горизонтальных смещений. Точность определения координат пунктов предлагается повысить исключением из методики угловые измерения. Для определения устойчивости пунктов исходной основы рекомендуется применять спутниковые геодезические приёмники.

V.A. Skripnikov, M.A. Skripnikova SSGA, Novosibirsk

THE PROBLEM OF DESIGNING HORIZONTAL CONTROL NETWORK FOR MONITORING OF HYDRAULIC STRUCTURES HORIZONTAL DISPLACEMENTS

The techniques for the monitoring of horizontal displacements are considered. Determination of the points coordinates accuracy is suggested to be improved by eliminating angular measurements. In order to determine the reference marks steadiness the GPS- receivers are recommended to be used.

Для определения абсолютных смещений частей гидротехнических сооружений, в частности бетонных плотин, в настоящее время рекомендуется использовать, в основном, линейно-угловые построения [1]. На начальном этапе эксплуатации сооружений наблюдения в геодезических сетях выполнялись методом гидротехнической триангуляции. С появлением высокоточных светодальномеров и электронных тахеометров угловые измерения дополняют линейными измерениями. Точность вычисления координат в сети повышается. Процент повышения точности зависит от формы сети, и, в том числе от длин сторон в сети. Дальнейшее повышение точности сети невозможно без изменения формы сети, количества исходных пунктов, уменьшения длин линий.

На наш взгляд, для некоторых гидротехнических сооружений, точность определения координат может быть повышена исключением из методики части угловых измерений, поскольку погрешность измерения значения направления между циклами до 1" при расстояниях до одного километра может изменить взаимное положение опорных пунктов до 5мм и более. К таким угловым измерениям относятся углы, направления которых заведомо ранее будут подвержены боковой рефракции. Причём, трилатерация может быть дополнена измерением нескольких углов, точность измерения которых одного порядка с точностью измерения линий.

На рисунке 1 приведена схема сети гидротехнической триангуляции, в которой дополнительно измерены все стороны. Технические характеристики сети находятся в пределах допустимых значений. Средние квадратические

погрешности определения координат пунктов А, Б и В, по результатам уравнивания, равны 1.3 мм, 0.9 мм, 1.1 мм соответственно. В результате анализа данных предварительной обработки угловых измерений, было высказано предположение о более низкой точности измерения направлений на пункте Б, по сравнению с другими пунктами. Исключив угловые измерения на пункте Б при повторном уравнивании, были получены для пунктов А, Б, и В погрешности, равные 0.7 мм, 0.6 мм. и 0.7мм. соответственно. Таким образом, повышение точности, в среднем, на 50%. Приближение схемы гидротехнической триангуляции к схеме трилатерации, кроме повышения точности, даст большой экономический эффект за счёт сокращения сроков выполнения наблюдений.

II

А Б В

Рис. 1. Схема линейно-угловой сети Новосибирской ГЭС

Заслуживает особого внимания применение технологий ГНСС при модернизации плановых сетей. Существующие схемы сетей мало пригодны для организации сеансов наблюдений спутниковыми геодезическими приёмниками (СГП), особенно это касается опорных пунктов створов. Кроме того, точность определения базисных линий СГП одного порядка с точностью наземных измерений. Поэтому, для реализации преимуществ спутниковых технологий, в частности, отсутствие необходимости в прямой видимости между определяемыми пунктами, существующие схемы сетей могут быть перестроены следующим образом.

На расстоянии примерно около километра закладывается куст из четырёх исходных пунктов в удобном месте, с взаимной видимостью между ними. Расстояния между пунктами несколько десятков метров. Пункты предназначены для передачи координат с них спутниковыми приёмниками на

исходные пункты сети или непосредственно на опорные пункты створов. Взаимная устойчивость исходных пунктов определяется из линейных измерений в геодезическом четырёхугольнике. Базисные линии на определяемый пункт измеряются с каждого исходного пункта. Таким образом, точность определения координат пунктов может быть повышена, при паспортной точности измерений СПГ в 5 мм, до 2,5 мм. На объекте может быть заложено два куста исходных пунктов, связанных между собой измерением базисных линий. Система координат на пункты кустов передается с пунктов гидротехнической триангуляции. Существующие исходные пункты предлагается максимально приблизить к объекту наблюдений, с условием выполнения на них спутниковых измерений и удобства измерений на опорные пункты. Приближение исходных пунктов на расстояния 100-200 метров, особенно для низконапорных плотин, позволит с максимальной точностью выполнять линейно-угловые измерения на опорные пункты.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Карлсон, А.А. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами // Карлсон. - М.: Энергия, 1980. - 200 с.

© В.А. Скрипников, М.А. Скрипникова, 2010