Совершенствование 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 СГГА, Новосибирск

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СХЕМ ПЛАНОВОГО ОБОСНОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СМЕЩЕНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Рассматривается методика измерения горизонтальных смещений. Точность определения координат опорных пунктов предлагается повысить применением для измерений спутниковых геодезических приёмников и высокоточных электронных тахеометров.

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

IMPROVEMENT OF HORIZONTAL CONTROL SCHEMES FOR DETERMINING HORIZONTAL DISPLACEMENTS OF HYDRAULIC STRUCTURES

The techniques for horizontal displacement measurement are considered. The accuracy of reference points position determination is suggested to be improved by means of satellite geodetic receivers and total stations.

В развитии предложений по изменению традиционных схем определения горизонтальных смещений гидротехнических сооружений, приведённых в [1] следует отметить следующее. Во-первых, при применении технологий ГНСС для определения планового положения опорных пунктов на гидротехнических сооружениях, если существует возможность закладки куста плановых знаков вокруг исходных пунктов, то необходимо использовать эту возможность. Поскольку существующая взаимная видимость между исходными пунктами даёт возможность контролировать масштабный коэффициент спутниковых измерений относительно наземных измерений. Кроме того, проверенная годами устойчивость исходных пунктов позволит им быть исходными в кусте пунктов и при измерении спутниковыми приёмниками. Координаты дополнительных пунктов, заложенных в кусте на расстояниях от 10 метров до нескольких десятков метров, могут быть определены проложением замкнутых линейноугловых построений с применением высокоточных электронных тахеометров. Контроль устойчивости пунктов в кусте может быть без затруднений выполнен повторным измерениями. На рисунке 1 приведена примерная схема измерений на пунктах сети при определении координат опорных пунктов I и II, расположенных в местах, обеспечивающих наиболее благоприятные условия для спутниковых измерений. В данном случае рассматривается наиболее

неблагоприятный вариант, когда на ранее заложенных опорных пунктах створа невозможно выполнить качественные спутниковые измерения. Следует отметить, что конструкция пунктов I и II, при необходимости, может предусматривать возможность их демонтажа после выполнения измерений. Для получения максимально равной точности измерений рекомендуется выполнять измерения спутниковыми приёмниками на всех пунктах сети одновременно. С пунктов I и II передача координат на опорные пункты створа выполняется с применением высокоточных электронных тахеометров.

В данной схеме измерения погрешность определения координат опорных пунктов створа складывается из точности измерений спутниковыми приёмниками и точности измерений электронными тахеометрами. Рассмотрим первую составляющую. Паспортная точность спутниковых приёмников при измерении расстояний до 1 километра составляет 3-5 мм. Данная схема измерений позволяет, при одном сеансе наблюдений, выполнить девятикратное вычисление координат каждого из пунктов I и II из линейной или биполярной засечки с пунктов кустов А и Б. Повышение точности будет достигнуто за счёт осреднения инструментальных погрешностей приёмников и погрешностей из-за возможных небольших различий в топографии мест расположения исходных пунктов, влияющих на точность измерений.

Для повышения точности измерения отдельной базисной линии предлагается использовать приведённое в работе [2] предложение об определении чувствительности спутниковых приёмников при метрологической аттестации. Известно, что потенциально, наивысшей точностью обладает отдельное измерение, выполненное при максимально возможных благоприятных условиях или при учёте всех источников влияния на момент измерения. Поэтому при выполнении высокоточных спутниковых измерений для инженерно- геодезических задач, всегда стоит проблема, выполнять измерения при меньшем интервале времени, при наиболее благоприятных формальных условиях измерений (PDOP, количество высоких спутников и т.д.) или выполнить измерения при большем интервале времени, но менее благоприятных условиях, например, для того, чтобы обеспечить повторяемость результатов измерений. В данном случае для выбора интервалов времени для комплекта из двух приёмников, обеспечивающих минимальное различие в измеряемых длинах предлагается использовать на определяемых опорных пунктах центрировочный столик, позволяющий перемещать на заданную величину антенну приёмника. Выполнив несколько сдвигов между приёмами измерений, можно определить положения антенны, обеспечивающие максимально точное измерение приращение длины измеряемой линии.

В дальнейшем, используя шкалу центрировочного столика, выставляем унифицированную подставку антенны в выбранное положение для установки тахеометра. Таких установок должно быть две, для контроля определения координат опорных пунктов.

Выполненные исследования показали, что расхождения в измерениях приращений длин для двух приёмников при измерениях по схеме - три приёмника на исходных пунктах и один перемещается на центрировочном столике, при расстоянии 500 метров, составили, в среднем, для разных пар приёмников, от 0,5 мм до 1,5мм. Такая методика позволит выбрать комплект из двух приёмников, обеспечивающиё минимальные расхождения в измеряемых параметрах базисных линиях и исключить из вычислений длины линий в засечках, измеренные менее стабильно работающими приёмниками. Таким образом, точность измерения длин линий по предложенной схеме, оценённая по внутренней сходимости измеренных длин линий до 500 метров не будет превышать 1 мм.

Точность определения координат опорных пунктов, выполненных по методике, приведённой в [3], для определённого типа высокоточного тахеометра, даже при наличии существенной конвекции воздуха, не превысит, для расстояний в 30 метров до определяемых пунктов, 0,2 мм.

Исходя из вышеизложенного следует, что методика измерений горизонтальных смещений по схеме, предусматривающей заложение отдельных кустов исходных пунктов, может быть, после выполнения дополнительных исследований для определённых длин линий, применена на практике.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Скрипников, В.А. Скрипникова, М.А. К вопросу проектирования схем планового обоснования для определения горизонтальных смещений гидротехнических // ГЕО - Сибирь-2010.Т.1: Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Ч.1:сб. матер. VI Междунар. науч. конгр. «ГЕО-

Сибирь-2010»,19-29 апр. 2010 г., Новосибирск.- Новосибирск: СГГА, 2010.- С. 60-62.

2. Скрипников, В.А. Особенности выполнения проверки спутниковых геодезических приёмников при выполнении инженерно-геодезических работ // Вестн. Сиб. гос. геодез. акад. / СГГА.- Новосибирск, 2000.- Вып. 5. - С. 19-24.

3. Скрипникова, М.А. Возможности применения автоматизированных высокоточных электронных тахеометров при измерении деформаций инженерных сооружений // ГЕО- Сибирь-2010.Т.1: Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Ч.1:сб. матер. VI Междунар. науч. конгр. «ГЕО-Сибирь-2010»,19-29 апр. 2010 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2010. - С. 131-134.

© В.А. Скрипников, М.А. Скрипникова, 2011