CC BY
31
УДК 528:528.482
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ
НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ УНИКАЛЬНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Харьес Каюмович Ямбаев
Московский государственный университет геодезии и картографии, 105064, Россия, г. Москва, Гороховский пер., 4, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, профессор кафедры геодезии, тел. (903)509-63-66, e-mail: yambaev@miigaik.ru
Обсуждается такой аспект технологии цифрового геодезического мониторинга, как использование свойств и особенностей первоосновы сбора и обновления цифровых данных -ПЗС- и КМОП-матриц. Приводится система мониторинга деформаций на основе совместного измерения и анализа разнородных цифровых данных, полученных с помощью электронной тахеометрии и цифровой инклинометрии. Отмечается важность Т1М-моделирования для разработки оптимального проекта мониторинга конкретного объекта.
Ключевые слова: цифровая технология, индустрия 4.0, инклинометр, электронный тахеометр, ПЗС-матрица, Т1М-технология, моделирование, анализ, прогноз, деформация, точность.
В последние годы в центре внимания крупнейших технологических корпораций, бизнесменов и политиков мира находятся технологии четвертой промышленной революции, или индустрии 4.0. Это невольно наталкивает на рассуждение о том, насколько развиты подобные технологии в России, в частности, цифровые технологии геодезического мониторинга устойчивости и деформаций несущих конструкций инженерных сооружений.
В рамках индустрии 4.0 ключевым аспектом становятся так называемые цифровые технологии, под которыми подразумевается многоуровневая система, включающая в себя датчики (сенсоры), установленные на конкретных узлах и агрегатах промышленного объекта, средства передачи собираемых данных и их визуализации, мощные аналитические инструменты интерпретации получаемой информации и многие другие компоненты [1]. Переход к цифровым технологиям призван сформировать новый мир производства, в котором будет наблюдаться быстрое создание продукции, адаптированной к конкретным требованиям и условиям использования. Кроме того, индустрия 4.0 приведет к появлению гибких систем, что, в свою очередь, значительно увеличит эффективность труда и сократит издержки производственных процессов.
Ороли геодезии в цифровой индустрии
Основой цифровой экономики являются цифровые данные, поэтому важнейшим аспектом становится наличие соответствующих методов, средств и систем их сбора и обновления. В геодезии к таковым можно отнести цифровое геометрическое нивелирование, электронную тахеометрию, наземное и воз-
душное лазерное сканирование, автоматизированные системы мониторинга состояния зданий и инженерных сооружений и т. п.
Полученные путем непосредственных измерений цифровые данные должны находиться в определенных системах отсчета (координат), быть привязаны к единому началу отсчета, а по точности - соответствовать расчетным допускам.
В настоящее время практически все современные средства геодезических методов сбора (измерения) первичной цифровой информации - датчики (сенсоры) - основаны на использовании преобразователей с переносом зарядовой связи - многоэлементных фотоэлектрических микросхем в виде ПЗС (CCD) и КМОП (CMOS) матриц. Это относится как к цифровым системам геометрического нивелирования, электронной тахеометрии, цифровой инклинометрии, так и к цифровой фотограмметрии.
Считаем необходимым эту первооснову «цифровизации» особо подчеркнуть в связи с широким обсуждением цифрового производства - BIM- и TIM-технологий моделирования, а также с публичным использованием таких терминов, как «умный город», «умная картография», «умная фотограмметрия», «умный (smart) тахеометр», «smartstation» (в пер. «умная станция») и т. п.
Принцип действия ПЗС и КМОП-матриц
В первом приближении светочувствительный прибор с зарядовой связью (ПЗС) можно представить как совокупность равномерно расположенных полупроводниковых фотодиодов со светоприемным окном и двумя контактами для съема возбужденного электрического сигнала [2].
Работа ПЗС основана на сохранении и последующем считывании электронных зарядов. Первый ПЗС-преобразователь был разработан в корпорации BELL в конце 60-х гг. XX в. Выявленная в эти годы способность кремния реагировать на видимый спектр излучения оказалась перспективной для разработки компактных систем цифровой обработки видеоизображений и получила бурное развитие. ПЗС-преобразователь - это аналоговая интегральная микросхема, в состав которой входят светочувствительные фотодиоды на основе кремния или оксида олова. Таких светочувствительных кремниевых площадок - пикселов, преобразующих световую энергию в электрические заряды, в ПЗС очень много, - от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Пикселы могут быть уложены в один непрерывный ряд, называемый ПЗС-линейка (рис. 1, а), или одинаковыми рядами, и столбцами должны заполнять участок поверхности правильной формы, как правило, в виде прямоугольника или квадрата (ПЗС-матрица) (рис. 1, б) [2].
После экспонирования электронная схема управления прибором подает на него сложный набор импульсных напряжений, который сдвигает накопленные в пикселах электроны на измерительный элемент, создавая в нем сигналы, пропорциональные отдельным зарядам, благодаря чему возможно получить значе-
ние накопленного заряда и сопоставить его с определенным пикселом матрицы (номер строки и номер столбца).
!£!:::! !:::!:£:!::£!!::!!::!!!::!:::!::!!!"
!liiiiiii!liilliiiiii!iii!iiii!iiiilii!liiii ££!££££:£££:£££:£££££££!££:££:££:£:£!:££[£££
iiiiiiiiiii^^
а) б)
Рис. 1. Расположение светоприемных элементов: а) в ПЗС-линейке; б) в ПЗС-матрице
В начале 1970-х гг. компания Sony стала активно заниматься ПЗС-техно-логиями и сумела наладить массовое производство ПЗС-матриц для своих многочисленных фото- и видеокамер.
Светочувствительные регистрирующие матрицы современных цифровых устройств и систем можно классифицировать по методу считывания информации на ПЗС-матрицы (рис. 2, а) и КМОП-матрицы (рис. 2, б) [3].
CCD
Преобразование фотона к электрону
CMOS
Перенос заряда
й й
i—1 л. й й [Й
й [Цл [Бл Рт"
Й Й
Й Й Pi
6)
а)
Рис. 2. Светочувствительные регистрирующие матрицы современных цифровых устройств и систем:
а) ПЗС-матрица; б) КМОП-матрица
Предпосылки применения ПЗС-технологий в геодезическом мониторинге
Важнейшим для разработки и создания геодезических и метрологических средств измерений (ГСИ и МСИ соответственно) и калибровочных стендов является то, что ПЗС-матрица представляет собой уникальное фотоэлектронное устройство, которое одновременно формирует необходимый информационный сигнал и является измерительной шкалой. Это позволяет зарегистрировать изображение того или иного предмета в цифровом виде и определить координаты х_ и у_ характерных точек видеоизображения.
Данная способность ПЗС- и КМОП-фотоприемников позволила разработать цифровые технологии геодезического мониторинга деформаций и устойчивости несущих конструкций инженерных сооружений, которые нашли широкое применение в производстве.
В геодезии это сенсоры цифровых нивелиров (рис. 3) [4], датчики углов в электронных тахеометрах (рис. 4), линейные и угловые датчики автоколлиматоров, датчики углов наклона в инклинометрии (см. рис. 12) [5] и т. п.
12
шшштшшшж
Рис. 3. Принципиальная схема нивелиров DiNi фирмы Trimble:
1 - объектив; 2 - фокусирующая линза; 3, 4 - призмы; 5 - нити; 6 - светоделитель; 7 - сетка нитей; 8 - окуляр; 9 - зеркало-компенсатор; 10 - сенсор (ПЗС-матрица); 11 - воздушный демпфер; 12 - корпус трубы
В электронных тахеометрах Т1600/Т1000 для реализации грубого отсчета кодовый лимб разделен на 128 секторов, границами которых являются широкие штрихи (см. рис. 4).
Каждый из секторов имеет свой номер. Номер записан в двоичном коде с помощью семи дополнительных штрихов, расположенных между широкими штрихами. Формирующие код штрихи отличаются друг от друга по ширине в зависимости от своего значения («0» или «1»). Точный отсчет обеспечивается ПЗС-линейкой, длина которой соответствует размеру одной или двух секторов штрих-кодового лимба тахеометра [6].
Рис. 4. Кодовый лимб тахеометров с абсолютной системой отсчитывания
Для геодезии и метрологии важно, чтобы конечный результат был получен в принятой международной системе единиц - особенно для измерения длин, углов и превышений.
При определении линейных размеров предметов и расстояний между характерными точками необходимо знать точный размер светочувствительной площадки каждого пиксела, расстояние между ними и стабильность положения пиксела внутри их совокупности в конкретной ПЗС-матрице.
Основная погрешность измерения линейных размеров на базе ПЗС-матриц -это качество позиционирования изображений на приемной поверхности кремниевых фотодиодов матрицы, зависящее от размера Рх,у «приемного окна» -
пиксела. Размер пиксела и определяет дискретность отсчета.
Для оперативного определения линейной и угловой дискретности одного пиксела ПЗС- или КМОП-матрицы нами предложено использовать изображение некоторой дополнительной субстанции в качестве рабочей эталонной меры, формирующейся одновременно и в тех же условиях, что и исследуемый объект на той же ПЗС-матрице. Например, большинство ГСИ (оптические и цифровые нивелиры, оптические и электронные теодолиты и тахеометры) имеет зрительные трубы с дальномерной сеткой нитей. Такое устройство относится к оптическим дальномерам с постоянным параллактическим углом ф , что при коэффи-
рИт
циенте дальномера к = 100 ± 0,1 соответствует углу ф = — = 2 062,65".
к
В большинстве зрительных труб линейное расстояние между дальномер-ными нитями составляет / = 2,0 мм, нанесены они с относительной ошибкой
л 1 п/ , , 2,0 мм
0,1 %, что приводит к СКО М/ =-= 2 мкм.
1 1000
Этот факт является предпосылкой определения линейных и угловых размеров по одновременному изображению предмета исследований и сетки нитей зрительной трубы, формирующей изображения на светочувствительной поверхности ПЗС-матрицы.
Линейный размер одного пиксела той или иной конкретной матрицы можно получить из технического паспорта ПЗС-камеры, но, в любом случае, для геодезии важно знать его фактический линейный и угловой размеры. С этой целью на кафедре геодезии МИИГАиК создан калибровочный стенд (КС) для определения дискретности пиксела ПЗС-матрицы, детальные исследования которого проведены старшим преподавателем С. В. Староверовым в порядке подготовки кандидатской диссертации [2]. Ниже приведена оптическая схема стенда (рис. 5) и рассмотрен принцип его действия (рис. 6).
ко ллимат ор зрит ел ьная труоа
Рис. 5. Оптическая схема стенда КС
1 с / \
\ Н
1' я ■ в' рачка
" 1 с, А! с 1 » 1
С с'
и 1 " \ — \ г
1' с/
5 С -=»
Рис. 6. Принцип действия стенда КС 143
Принципиальная схема работы стенда (см. рис. 5) заключается в следующем. Осветительное устройство 1, закрепленное на окуляре коллиматора, освещает сетку его нитей 2. Изображение сетки нитей коллиматора объективом 3 коллиматора и объективом 4 зрительной трубы проецируется на сетку нитей последнего 5. Отметим, что в качестве коллиматора может использоваться любая зрительная труба с фокусным расстоянием /об = 300 мм и более, сфокусированная на бесконечность.
Для контроля измерения производятся дважды по изображению каждой из сеток нитей, наложенных друг на друга на ПЗС-матрице цифровой камеры 7. Видеосигнал с цифровой камеры поступает в компьютер, где производится обработка полученного изображения и вычисляется искомый угловой размер одного пиксела.
Цифровая камера, используемая на стенде, должна иметь разрешение не менее 7Мрх (3 500 х 2 000 пикселов).
Из теории нитяного дальномера (см. рис. 6) известно, что расстояние £ до рейки определяется по формуле
I Ф
£ = 2°*ё2 + /об + Л.
Для коэффициента дальномера С = 100 параллактический угол Ф = 34,38' = 2 062,65", при этом расстояние между нитями I = 2,0 мм.
Принцип определения угла ф по видеоснимку основывается на том, что во всех зрительных трубах нивелиров, теодолитов и т. п. коэффициент дально-мерных нитей равен С = 100, что соответствует параллактическому углу ф = 34,38'= 2 062,65"', а угол ф в свою очередь соответствует N пикселей на снимке.
Основываясь на вышесказанном, можно утверждать, что
X=-ф. ^,
N
где N - расстояние между дальномерными нитями в пикселах коллиматора или зрительной трубы; ДN - расстояние между перекрестиями сеток нитей эталонного и поверяемого нивелиров в пикселах.
Поскольку СКО определения координат точек той или иной нити сетки составляет 0,5 пиксела, то следует признать, что неопределенность позиционирования положения дальномерных нитей в угловой мере составляет (0,4"- 0,6").
Такова сущность определения размера одного пиксела в угловой мере. Блок-схема алгоритма программы и ее принципиальная схема работы программы приведены соответственно на рис. 7 и рис. 8 [4].
При этом предоставляется возможность автоматического определения углового размера пиксела без участия оператора, с последующим вычислением и выводом на печать протокола калибровки ПЗС-матрицы.
Получение изображения с ПЗС-матрицы
V
Ввод точек дальномерных нитей
Вычисление координат указанных оператором точек
хэв ' уэв' хэн' уэн' хив' уив' хин' уин
Вычисление АЫ и N
Вычисление угла /":
I = 2 062,65
V
(хэв + хэн ) (хив + хин ) 1 + ( (Уэв + Уэн ) (Уив + Уин У
>/(хэв - хэн )2+(Уэв - Уэн)2
Вывод результатов на дисплей
Формирование протокола
Рис. 7. Блок-схема алгоритма программы
Рис. 8. Принципиальная схема работы программы КС
Результаты исследования дискретности пикселов ПЗС-матриц некоторых цифровых камер представлены в таблице.
Результаты исследования дискретности пикселов ПЗС-матриц
№ п/п Наименование камеры Разрешение матрицы, Mpix Формат снимка, pix Расстояние между дальномерными нитями, pix Величина пиксела, угл. с
1 Ritmix RVC-006M 0,3 640 x 480 335 6,2
2 Logitech HD Webcam C270 3,0 640 x 480 325 6,4
3 HTC One S 8,0 3 264 x 1 840 1 072 1,9
4 Nikon Coolpix S2500 12,4 4 000 x 3 000 1 252 1,6
5 Samsung NX1000 Kit 21,6 5 472 x 3 648 2 076 1,0
Из результатов выполненных исследований видно, что для получения достаточного значения одного пиксела в угловых секундах следует отдать предпочтение 8-20 Mpix цифровым камерам, поскольку они имеют лучшее разрешение по сравнению с веб-камерами. Измерения выполняются с дискретностью в один пиксел, что составляет в угловой мере 1-2 с. Поэтому и рекомендуются, соответственно, камеры Samsung NX 1000 и Nikon Coolpix S2500.
В свое время Реми Шовен сказал, что наука изучает только то, что можно измерить, это совершенно правильно; однако следует выделить то, что заслуживает быть измеренным. Сюда же можно отнести замечание Карла Фридриха Гаусса о том, что одно измерение - это не измерение, необходимо выполнять повторные измерения. Оба высказывания особенно актуальны для разработки цифровой технологии геодезического мониторинга деформаций и устойчивости инженерных сооружений, так как:
- мониторинг - это средство контроля состояния объектов и своевременного предупреждения чрезвычайных ситуаций;
- цифровая технология геодезического мониторинга деформаций и устойчивости несущих конструкций сооружений нуждается в применении современных, а порой и нетрадиционных цифровых систем сбора (измерения) первичной информации о состоянии объекта;
- цифровой геодезический мониторинг - неотъемлемая часть общей системы обеспечения безопасности сооружений.
Совместное использование электронной тахеометрии и высокоточной цифровой инклинометрии для контрольных точек 1,2 ... i позволяет вычислить искомый угол наклона по измеренным координатам Xi и, наоборот, по измеренному углу наклона определить разность координат Xi - Xi-1 между циклами повторных измерений углов наклона. Это обстоятельство имеет большое значение для определения характера деформаций и суждения об устойчивости несущих конструкций и контролируемого сооружения в целом [4, 5, 7].
Доцентом кафедры геодезии Ю. Е. Федосеевым [8] была предложена следующая принципиальная схема (рис. 9, 10) интерпретации совместного использования координатного позиционирования и измерения наклонов инклинометрами на примере башенных сооружений.
Рис. 9. Принцип совместного измерения разности координат и наклонов
Зона «В» Г Ж
Зона «Б»
Зона «А» + Ш + IV ■
Рис. 10. Общая схема мониторинга устойчивости высотных сооружений
Одним из важных определяемых параметров при контроле устойчивости сооружений является угол наклона исследуемого объекта от вертикальной (горизонтальной) плоскости, который может определяться разными методами и средствами геодезических измерений, в том числе и специальными наклономерами - так называемыми инклинометрами. Развитие микроэлектроники, средств дистанционной обработки и передачи результатов измерений, получаемых в цифровом виде, привело к возможности создания высокоточных цифровых инклинометров, до недавнего прошлого не входящих в традиционные средства высокоточных геодезических измерений.
На кафедре геодезии, в рамках подготовки кандидатской диссертации, Хиллером Б. О. разработана автоматизированная система геодезического мониторинга деформаций (АСГДМ) на основе электронной тахеометрии и высокоточной цифровой инклинометрии, впервые выполнены лабораторные и натурные исследования двухосевых, цифровых, высокоточных инклинометров маятникового и жидкостного принципов действия [5].
Результаты натурных испытаний на действующих шлюзовых камерах Волжского гидроузла [9] доказали важный синергический эффект. На основе комплексирования двух принципиально разных по своей сути измерительных средств геодезического деформационного мониторинга - высокоточных цифровых инклинометров (ВЦИ) и координатного позиционирования с помощью роботизированных электронных тахеометров (РЭТ) - система АСГДМ (рис. 11) позволяет получить новый параметр, характеризующий устойчивость несущих конструкций и сооружения в целом (обнаружены ли опасные неравномерные деформации или имеют место наклоны сооружения в пределах расчетных безопасных допусков).
Экспертиза проекта
Программное обеспечен® для управления системой
Коммуникационная и компьютерная техника
и визуализации данных наблюдений в режиме
реального времени
сбора, обработки
Геодезические приборы - роботизированные электронные тахеометры
Цифровые инклинометры, геотехнические датчики
Анализ и прогноз деформационных процессов
I
Диспетчерская служба, служба автоматического оповещения
Рис. 11. Блок-схема структуры АСГДМ
Принцип работы цифровых инклинометров жидкостного и маятникового принципов действия
Принцип работы NIVEL 220 фирмы Leica Geosystems (Швейцария) основан на способности поверхности жидкости сохранять горизонтальное положение в гравитационном поле Земли, в результате чего при наклоне прибора свободная поверхность жидкости и дно ампулы образуют жидкостный оптический клин с переменным преломляющим углом ф = 20(n - 1), где n - показатель преломления жидкости (рис. 12) [5].
Принцип действия маятникового инклинометра ZEROMATIC 2/2 фирмы Wyler AG (Швейцария) основан на «конденсаторном» варианте съема информации. При этом сердечник маятника помещен в среду относительной диэлектрической проницаемости азота (рис. 13) [5].
Рис. 13. Схема работы цифрового инклинометра на принципе маятника
Маятник повешен на трех спиралях Архимеда и размещен между двумя электродами. В зависимости от положения инструмента маятник отклоняется от своего исходного положения, таким образом изменяется емкость между маятником и двумя электродами.
Данные емкости преобразуются в частоты с помощью емкостно-частотного генератора. Частоты, т. е. разность частот, или соотношение частот являются первичной информацией об угле наклона инклинометра.
Результаты (рис. 14, 15) впервые проведенных в инженерно-геодезической практике экспериментальных и натурных исследований двух высокоточных инклинометров - Nivel 200 жидкостного типа и маятникового Zeromatic - показали целесообразность включения таких ВЦИ в цифровую технологию геодезического мониторинга устойчивости несущих конструкций сооружений для непрерывных наклономерных измерений с точностью, характеризуемой первыми секундами углов наклона, совместно с координатным позиционированием роботизированными электронными тахеометрами (РЭТ).
А" л
Рис. 14. Исследование NIVEL 220 Рис. 15. Исследование ZEROMATIC 2/2
В заключение сформулируем следующие основные аспекты цифровой технологии геодезического мониторинга [2, 4, 6, 7, 9-14] устойчивости несущих конструкций инженерных сооружений.
1. Каждая система мониторинга должна быть выбрана и установлена таким образом, чтобы найти ответ на вопросы об устойчивости сооружений: если нет вопросов, то и не нужны мониторинговые системы.
2. Совместное использование электронной тахеометрии и высокоточной цифровой инклинометрии позволяет получить важный синергический эффект.
3. Детальный анализ строения и структуры сооружения, а также предварительное выполнение натурных испытаний являются основой для правильного проектирования системы мониторинга.
4. Цифровое моделирование (TIM-технология) позволяет инженеру оценить и улучшить проектное решение с целью обеспечить требуемую точность.
Геодезический деформационный мониторинг - это система с СКП измерений около 1 мм (2 s = 2-3 мм при Р = 95 %). Предельная погрешность измерений является одним из главных критериев проектирования системы геодезического мониторинга. Точность измерений без метрологической достоверности результатов не обеспечивает необходимое качество мониторинга
Система цифрового мониторинга позволяет осуществлять мониторинг объектов 24 часа в сутки 7 дней в неделю и т. д. Исходная информация о результатах текущих измерений и постобработки может быть передана в центр обработки с помощью таких средств, как WiFi, GSM, LAN и др., обеспечивается возможность удаленного управления всей системой.
Анализ результатов измерений и прогноз протекания деформаций носят индивидуальный характер в зависимости от специфики сооружения и должны быть выполнены специализированными научными институтами в тесном сотрудничестве с инженерно-техническим персоналом объекта.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Экспертное мнение. Что такое цифровое производство? [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.up-pro.ru/library/information_systems/production/digital-expert1.html.
2. Староверов С. В. Разработка и исследования стенда для оперативной технологической и метрологической поверки угломерных ГСИ // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2017. - № 5. - С. 60-65.
3. Принципы работы и устройство приемников света на ПЗС [Электронный ресурс]. -Режим доступа : http://www.startcopy.net/notes/ccd.shtml.
4. Ямбаев Х. К, Староверов С. В. Особенности фоточувствительных приемников с зарядовой связью и их возможности в геодезии и метрологии // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017. XIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 17-21 апреля 2017 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2017. Т. 1. - С. 18-22.
5. Хиллер Бернд, Сухов И. В., Ли В. Т. Автоматизированная система деформационного мониторинга (АСДМ) на Саяно-Шушенской ГЭС // Гидротехника. - 2015. - № 2. - С. 12-15.
6. Ямбаев Х. К. Геодезия. Исследование, поверка и юстировка средств измерений : учеб. пособие для вузов. - М. : МИИГАиК, 2016. - 342 с.
7. Хиллер Бернд, Ямбаев Х. К. Исследование автоматизированной системы деформационного мониторинга шлюзовых камер // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2016. -№ 3. - С. 33-38.
8. Пронин А., Федосеев Ю. Технологические аспекты использования информационно-измерительных систем при геодезическом мониторинге динамических сооружений // Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. - 2009. - № 2 (33).
9. Хиллер Бернд, Староверов С. В., Мясников Я. В. О возможности использования цифровой инклинометрии для геодезического мониторинга инженерных сооружений // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2015. - № 1. - С. 86-87.
10. Ямбаев Х. К., Староверов С. В., Перегудов А. А. Цифровые нивелиры. Изучение устройства. Исследования. Поверка. Методика измерения превышения : метод. указания для выполнения лабораторных работ для студентов II курса геодезического факультета. - М. : МИИГАиК, 2012. - 26 с.
11. Deumlich F., Staiger R. InstrumentKunde der Vermesungs-technik. 9. neue bearb.underw. Aufl.Heideberg : Wichmann, 2002. - Режим доступа : http://fototimes.ru/ equip-ment/camera/162-kharakteristiki-tsifrovykh-fotoapparatov.html.
12. Jeckel R., Stober M., Huep W. Elektronische Entfernungs und Rictungsmessung, Neu learbeitete und erweitere Auflage. - Wichman. Heidelberg, 2002.
13. Yambaev H. K, Karsounskaia M. Untersuchungen zur Uberpufung des Winkelabgriffsystems elektronischer Tachymeter unter Berücksichtigung des Funktionsprinzips und dessen Darstellung durch Algorithmen. ZfV, Helf 3/2001 (126. Jahrgang). - S. 150-155.
14. Heister H. Zur Überprüfung von Prazisions-Nivellierlatten mit digitalem Code. Sriften-reihe Studiengang Vermessungswesen. Universitat der Bundeswehr Munchen, Heft 53.
Получено 18.07.2018
© X К. Ямбаев, 2018
SOME ASPECTS OF DIGITAL TECHNOLOGY FOR GEODETIC MONITORING AND DIAGNOSTICS OF BEARING STRUCTURES OF UNIQUE ENGINEERING CONSTRUCTIONS
Kharies K. Yambaev
Moscow State University of Geodesy and Cartography, 4, Gorokhovsky Per., Moscow, 105064, Russia, D. Sc., Professor, Department of Geodesy, phone: (903)509-63-66, e-mail: yambaev@miigaik.ru
An aspect of a digital technology for geodetic monitoring, such as acquisition and updating of digital data obtained with CCD and CMOS matrix is regarded in the article. A system of deformation monitoring, based on joint measurements and analysis of heterogeneous digital data obtained by e-tacheometry and digital survey, is described. Special attention is paid to the role of TIM-modelling in the development of a specific object optimal monitoring.
Key words: digital technology, industry 4.0, inclinometer, total station, CCD matrix, TIM technology, modelling, analysis, prediction, deformation, accuracy.
REFERENCES
1. Expert opinion. What is digital production? (n. d.). Retrieved from http://www.up-pro.ru/library/information_systems/production/digital-expert1.html.
2. Staroverov S. V. (2017). Староверов С. В. Research and development of a stand for timely processing and metrological calibration test of goniometrical geodetic surveying instruments. Izvestiya vuzov. Geodeziya i aerofotos"emka [Izvestiya Vuzov. Geodesy and Aerophotography], 5, 60-65 [in Russian].
3. Principles of operation and arrangement of light receivers on a CCD. (n. d.). Retrieved from http://www.startcopy.net/notes/ccd.shtml.
4. Yambaey, H. K., & Staroverov, S. V. (2017). Features of photosensitive receivers charging communication and their opportunities in geodesy and metrology. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2017: Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii: T. 1. Geodeziya, geoinformatika, kartografiya, markshejderiya [Proceedings of Interexpo GEO-Siberia-2017: Inter-
national Scientific Conference: Vol. 1. Geodesy, Geoinformatics, Cartography, Mine Surveying] (pp. 18-22). Novosibirsk: SSUGT Publ. [in Russian].
5. Bernd, Hiller, Suhov, I. V., & Li, V. T. (2015). Automated system of deformation monitoring (ASDM) at the Sayano-Shushenskaya HPP. Gidrotekhnika [Gidrotekhnika], 2, 12-15 [in Russian].
6. Yambaey, H. K. (2016). Geodeziya. Issledovanie, poverka i yustirovka sredstv izmerenij [Geodesy. Research, verification and alignment of measuring instruments]. Moscow: MIIGAiK Publ., 342 p. [in Russian].
7. Bernd, Hiller, & Yambaey, H. K. (2016). Automated Deformation Monitoring System for Lock Chambers. Izvestiya vuzov. Geodeziya i aerofotos"emka [Izvestiya Vuzov. Geodesy and Aerophotography], 3, 33-38 [in Russian].
8. Pronin, A., & Fedoseev, Yu. (2009). Technological aspects of the use of information-measuring systems for geodetic monitoring of dynamic structures. Avtomatizirovannye tekhnologii izyskanij i proektirovaniya [Automated Technologies of Research and Design], 2(33) [in Russian].
9. Bernd, Hiller, Staroverov, S. V., & Myasnikov Ya. V. (2015). On the possibility of using digital inclinometry for geodetic monitoring applied to engineered structures. Izvestiya vuzov. Geodeziya i aerofotos"emka [Izvestiya Vuzov. Geodesy and Aerophotography], 1, 86-87 [in Russian].
10. Yambaey, H. K., Staroverov, S. V., & Peregudov, A. A. (2012). Cifrovye niveliry. Izuchenie ustrojstva. Issledovaniya. Poverka. Metodika izmereniya prevysheniya [Digital levels. Exploring the device. Research. Verification. Method for measuring excess]. Moscow: MIIGAiK Publ., 26 p. [in Russian].
11. Deumlich, F., & Staiger, R. (2002). InstrumentKunde der Vermesungs-technik. 9. neue bearb.underw. Aufl.Heideberg. Wichmann. Retrieved from http://fototimes.ru/equipment/camera/ 162-kharakteristiki-tsifrovykh-fotoapparatov.html.
12. Jeckel, R., Stober, M., & Huep, W. (2002). Elektronische Entfernungs und Rictungsmes-sung, Neu learbeitete und erweitere Auflage. Wichman. Heidelberg.
13. Yambaev, H. K, & Karsounskaia M. (2001). Untersuchungen zur Uberpufung des Winkelabgriffsystems elektronischer Tachymeter unter Berücksichtigung des Funktionsprinzips und dessen Darstellung durch Algorithmen. ZfV, Helf 3/2001 (126. Jahrgang), P. 150-155.
14. Heister, H. Zur Uberprufung von Prazisions-Nivellierlatten mit digitalem Code. Sriften-reihe Studiengang Vermessungswesen. Universitat der Bundeswehr Munchen, Heft 53.
Received 18.07.2018
© Kh. K. Yambaev, 2018
