Системы мониторинга пространственных деформаций объектов по сигналам ГНСС
При строительстве и технической эксплуатации высотных зданий и потенциально опасных сооружений (мостов, башен, эстакад, плотин) большое значение имеет своевременное получение информации о признаках деформации конструкций, пространственных смещениях их частей относительно проектного положения, или их подвижности. Развитие прецизионных дифференциальных технологий ГНСС дало новый эффективный инструмент для создания на их основе автоматизированных систем непрерывного мониторинга пространственного положения объектов инфраструктуры.
Помимо оперативной информации о текущем пространственном положении контролируемого объекта (его текущем смещении относительно первоначального положения) такая система позволяет оценивать упругость деформаций, наблюдать смещения частей объекта в динамике (суточные, сезонные циклы), производить сравнение с показаниями периодических инструментальных измерений.
Основные функции системы:
- сбор и централизованная обработка первичных измерительных данных датчиков ГНСС; автоматическое определение (в реальном времени и в режиме долгосрочных наблюдений) абсолютных и взаимных смещений контрольных маркеров объекта мониторинга (в местах установки датчиков ГНСС) с прецизионной точностью;
- выработка на основе информации ГНСС оценок параметров технического состояния объекта (отклонений сооружения от вертикали, перемещения несущих конструкций, смещения одних частей объекта относительно других, осадки и подъема сооружения относительно грунта, раскрытия трещин, стыков на поверхности несущих конструкций, расхождения несущих конструкций;
- оценка периодических и сезонных изменений положения элементов и конструкций объекта мониторинга;
- оценка и прогнозирование технического состояния объектов и их элементов на основе анализа оперативных и долгосрочных данных контура мониторинга на базе технологий ГНСС и средств мониторинга, основанных на иных физических принципах;
- прогнозирование возможности развития аварийных и чрезвычайных ситуаций на объекте мониторинга, формирование и передача на диспетчерский пункт и удаленные терминалы системы мониторинга оперативных сообщений о достижении объектом (его элементом) предельно допустимых значений количественных параметров технического состояния; визуальное отображение в реальном времени (на АРМ диспетчерского пункта и удаленных терминалах системы мониторинга) параметров состояния объекта (в числовом, графическом и мнемоническом представлении);
- формирование и ведение архивов данных системы мониторинга.
Типовой состав малой системы мониторинга деформаций объекта:
- от 2 до 6датчиков ГНСС (один или более назначается базовым и устанавливается на заведомо неподвижном основании);
- процессорный модуль прецизионной навигации (выполняет функции сервера системы);
- автоматизированное рабочее место оператора + программное обеспечение АРМ;
- средства связи и электропитания.
В зависимости от топологии контролируемого объекта система допускает использование, как проводных, так и беспроводных средств связи.
Типовая точность определения взаимного положения антенн датчиков системы:
- в реальном времени: 5-10 мм
- в режиме квазистатических определений: 2-4 мм