Проблеми побудови планових геодезичних мереж в містах та методи їх вирішення

Встановлено, що осідання і залишкових кренів найбільше зазнають високі панельні будинки значної довжини. Найбільший крен в 124.4 мм (за рахунок сейсмічного фактору) отримав через оригінальну дугоподібну форму монолітний будинок (16 пов.), на якому встановлений пункт геодинамічного полігону «Нові Баюкани». Відносно стійкими (крени 5.3-18.1 мм) виявились одиночні монолітні будинки (20 пов.) баштового типу. Для них азимут крену співпав з азимутом поширення сейсмічних хвиль.

Таким чином, в місцях з підвищеною сейсмічною активністю носіями пунктів міських геодезичних мереж краще використовувати стабілізовані в часі капітальні будівлі баштового типу побудовані на рівнинній місцевості з монолітного залізобетону. Після землетрусу необхідно перевіряти стійкість геодезичних пунктів на будівлях.

Досліджено вплив віку будівель на стійкість встановлених на них геодезичних пунктів на основі опрацювання багаторічних циклів спостережень за осіданнями 21 будинку і спостережень за плановими зміщеннями пунктів на 2-х будинках. Встановлено, що всі будинки мали рівномірні чи нерівномірні осідання після завершення будівництва. Час стабілізації осідання і кренів до 5 років виявлено у 6 будинків, а для інших до 2-х років (з технічної літератури відомо 1.5-2 роки). При цьому всі споруди мали сприятливі інженерно-геологічні умови. Пропонується пункти міських геодезичних мереж встановлювати на капітальних спорудах, побудованих 5 і більше років тому, або проводити кілька циклів спостережень для виявлення їх стабільності.

Висновки

У дисертаційній роботі на основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень визначено нові більш ефективні методи розв'язання проблем створення планових міських геодезичних мереж, що важливо для міського будівництва та містобудівного кадастру. Розроблені нові теоретичні положення; методика розрахунку точності світловіддалемірної полігонометрії, методи мінімізації і врахування помилок світловіддалемірних вимірів, оптимальна конструкція взірцевого геодезичного базису з виміром ліній GPS-методом, ефективна та оптимальна методика еталонування світловіддалемірів; шляхи врахування горизонтальної рефракції в міських мережах; рекомендації з мінімізації і врахування динаміки геодезичних пунктів на високих будівлях. Основні результати роботи зводяться до наступного:

Запропоновані формули і методика розрахунку допусків для джерел помилок світловіддалемірної полігонометрії і граничної кількості сторін у ходах із врахуванням фактичного співвідношення Q впливу помилок кутових та лінійних вимірів і форми ходів. Показано, що при використанні сучасних світловіддалемірів величини Q досягають 5-10 одиниць і ламані ходи стають значно точнішими ніж еквівалентні їм витягнуті. Встановлено, що точність азимутальних ходів світловіддалемірної полігонометрії не залежить від їх форми при будь-яких значеннях Q, а помилка в найслабшому місці ходу завжди в два рази менша середньої квадратичної помилки в кінці ходу.

Вперше досліджена приладна температурна помилка світловіддалемірів, встановлено її систематичний характер та запропонована методика врахування. Виявлено суттєвий (до 20 мм) вплив і запропонована методика врахування фазовості світлового потоку. Встановлено, що циклічна помилка у топографічних віддалемірів може бути дуже значною (десятки мм); її форма і амплітуда не залежить від відстані, але змінюється з часом. Вперше показано, що для врахування фазових затримок сигналу при світловіддалемірних вимірах у полігонометрії доцільно надавати перевагу мінімальним результатам вимірів.

Запропонована і впроваджена оптимальна і ефективна методика еталонування світловіддалемірів на 4-6 лініях базису, кратних 0.5, з визначенням постійної приладної поправки, дослідженням фазовості і циклічної помилки. Корекція виміряних ліній полігонометрії здійснюється за графіками зміни постійної поправки з відстанню і фазовим кутом.

Розроблена і впроваджена в практику конструкція багатоцентрових взірцевих базисів 2-го розряду довжиною до 1.5 км з «фазовою дільницею» на початку базису, розрахованих на зручне і якісне еталонування топографічних віддалемірів і електронних тахеометрів. Точки базису закріпляються вперше запропонованими стійкими одинарними (фазова дільниця) і подвійними металевими трубчастими знаками, перевага яких у малій вартості виготовлення та закладки. Вперше показано, що лінії взірцевого базису 2-го розряду на відносно відкритій місцевості можна оперативно і точно виміряти двочастотними приймачами GPS. Розроблені технологічні рекомендації з побудови, атестації та використання взірцевих геодезичних базисів в Україні. Вони отримали схвальну оцінку фахівців, доповнюють існуючі нормативні документи, сприяють підвищенню ефективності і якості метрологічного забезпечення світловіддалемірних вимірів у міській полігонометрії і значному (в 1.5-2 рази) підвищенню їх точності.

Побудову мереж міської тріангуляції треба розпочинати з визначення належності міста до певної групи згідно вперше запропонованої класифікації міст за кліматичними умовами та характерними особливостями, що впливають на утворення полів рефракції над містами. Це сприятиме врахуванню горизонтальної рефракції на стадіях проектування мереж і організації кутових спостережень, виключаючи трудомістке визначення і введення поправок.

Вперше встановлено, що над прибережним містом утворюється поле рефракції першого роду (за класифікацією А.Л. Островського). Показано, що сприятливими, з точки зору врахування рефракції, періодами кутових спостережень у міській тріангуляції є: ніч, ранішня та вечірня видимості над прибережними містами; час з 17 до 22 години і частково ніч над рівнинними континентальними містами; вся ніч і ранішня видимість над континентальними містами з перепадами висот понад 100 м. В ці періоди спостерігаються мінімальні 0.2⁰С на км горизонтальні градієнти температури повітря і несуттєвий вплив горизонтальної рефракції. Зменшенню впливу горизонтальної рефракції сприяє уникнення напрямків уздовж межі міста. Це можна врахувати у проекті мережі.

Виявлено, що вплив горизонтальної рефракції в міській полігонометрії в екстремальних умовах може досягати кількох десятків секунд у залежності від інтенсивності сонячної радіації, орієнтування вулиць, характеру забудови тощо і практично не залежить від географічної широти міста. Великі горизонтальні градієнти температури і найбільші спотворення кутів рефракцією спостерігаються при співпаданні азимутів Сонця і нормалі до лінії забудови (о 10 годині - біля східних, о 13 годині - біля південних і о 17 годині - біля західних стін будинків). Максимального спотворення слід чекати біля південних стін довгих і високих будівель та на вулицях з суцільною забудовою у ясну сонячну погоду весною, літом, восени. Літом потужні поля рефракції можуть утворюватись на вулицях 10-15 днів на місяць. Пропонується ходи міської полігонометрії прокладати по сторонах вулиць обернених до півночі, північного сходу, північного заходу. Сторони полігонометрії треба віддаляти від стін будівель на 2 м на сонячній і на 1 м на тіньовій сторонах вулиць. Для вимірювання кутів в ясну погоду краще використовувати час з 9 до 11 і після 16-19 годин в залежності від орієнтування вулиць. Гіроскопічне орієнтування сторін полігонометрії мінімізує вплив горизонтальної рефракції.

Вперше виявлена і оцінена динаміка геодезичних пунктів встановлених на будівлях, яка є наслідком короткоперіодичних термічних деформацій будівель через одностороннє нагрівання їх стін прямою сонячною радіацією. Зміна координат пунктів протягом дня може досягати десятків мм у залежності від висоти, форми і матеріалу будівлі та інтенсивності інсоляції її стін і практично не залежить від географічної широти. Для виключення дії цього фактору доцільно кутові і лінійні виміри та виміри GPS з пунктів міських мереж на високих спорудах виконувати вночі, вранці чи у похмуру погоду. Особливо це важливо для міських геодинамічних полігонів. Вперше розділено і оцінено вплив горизонтальної рефракції і динаміки пунктів на будівлях на якість кутових вимірів в міській тріангуляції.

Досліджено вплив сейсмічного фактору на стійкість геодезичних пунктів на будівлях. Після 7-бального землетрусу виявлена зміна їх координат на 5.5124.5 мм. Виявлено, що найбільш сейсмостійкими носіями геодезичних пунктів є будинки баштової форми збудовані з монолітного залізобетону. Носіями геодезичних пунктів доцільно вибирати капітальні будівлі «віком» п'ять років і більше та виконати кілька циклів спостережень для контролю їх стабільності. Панельні будинки не доцільно використовувати носіями геодезичних пунктів.

Результати теоретичних і експериментальних досліджень і розробок впроваджені в геодезичних підприємствах і організаціях України, Росії, Беларусі, Латвії та реалізовані при складанні керівних нормативних документів в УКРГЕОІНФОРМ і НДІПГ, що підтверджено 10-ма актами впровадження.

Перелік основних праць за результатами дисертаційної роботи

1. Тревого И.С., Шевчук П.М. Городская полигонометрия. - М. Недра, 1986. - 200 с.

2. Тревого И.С. Источники ошибок и точность светодальномерных измерений сторон городской полигонометрии // Геодезия и картография. - 1984. - №6.с. 23-28.

3. Тревого И.С. Исследования горизонтальной рефракции в городской полигонометрии // Геодезия и картография. - 1984. - №1.-с. 20-25.

4. Тревого И.С. Об эталонировании топографических светодальномеров // Геодезия и картография. -1987. - №1.с. 20-25.

5. Тревого И.С. Исследование и учет фазовости светового потока // Геодезия, картография и аэрофотосъемка.-Львов. - 1989. - 50. - с. 106-110.

6. Тревого И.С. Влияние внешней среды на устойчивость пунктов городской геодезической сети // Геодезия и картография. - 1990. - №5.с. 22-26.

7. Тревого І.С. Взірцеві базиси для еталонування світловіддалемірів // Вісник геодезії та картографії. - 1995. - №1.с. 39-45.

8. Тревого И.С. О построении образцовых базисов и эталонировании светодальномеров группы «Т» // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов. - 1990. - 52.с. 75-79.

9. Тревого И.С., Гарасимчук Н.Ф., Новосад В.Н. Горизонтальная рефракция и динамика пунктов в городской триангуляции // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов. - 1992. - 53.с. 57-67.

10. Тревого И.С. К расчету допусков в светодальномерной полигонометрии // Геодезия и картография. -1992. - №7.с. 18-21.

11. Тревого И.С. Наблюдения за деформациями земляных плотин большой протяжности // Геодезия и картография. - 1987. - №7. с. 20-24.

12. Тревого И.С. Пути повышения точности светодальномерных измерений сторон городской полигонометрии // Геодезия и картография - 1977. - №6.-с. 22-28.

13. Тревого И.С. Об установлении оптимальных допусков в светодальномерной полигонометрии // Геодезия и картография. -1977. - №4.с. 26-31.

14. Тревого И.С. О соотношении точности угловых и линейных измерений в светодальномерной полигонометрии // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов. - 1977. - 26.с. 90-97.

15. Тревого И.С. О повышении точности измерения деформаций топографическими светодальномерами // Геодезия и картография. -1978. - №7.с. 36-41.

16. Тревого И.С. Исследование светодальномеров в климатической камере фитотрона // Геодезия и картография -1979. - №9.с. 21-23.

17. Тревого И.С. К вопросу о погрешностях исходных даных в городских полигонометрических сетях // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов. - 1980. - 15. - 31.с. 99-104.

18. Тревого И.С., Шевчук П.М., Муха В.И. Точность полигонометрии, проложенной с применением гиротеодолитов // Геодезия и картография. -1980. - №3.с. 25-28.

19. Тревого И.С., Саломатин В.В. О зависимости постоянной поправки светодальномера от фазового угла // Геодезия и картография -1983. - №8.с. 22-23.

20. Тревого И.С. О точности приведения к горизонту измеренных сторон городской светодальномерной полигонометрии // Геодезия и картография. -1985. - №8.с. 37-39.

21. Тревого И.С., Коваль П.И. Испытания тахеометра Та5 и методика работы с ним // Геодезия и картография. -1984. - №11. с. 19-23.

22. Тревого И.С., Тлустяк Б.Т. Влияние сейсмического фактора на устойчивость пунктов городских геодезических сетей // Геодезия и картография. - 1988. - №9.с. 8-10.

23. Тревого И.С. О выгоднейшей форме ходов светодальномерной полигонометрии // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. - Львов. - 1989. - 49.с. 128-133.

24. Тревого И.С. О метрологическом обеспечении геодезических измерений // Геодезия и картография. -1989. - №8.с. 18-19.

25. Тревого И.С., Шевчук П.М. Светодальномер СТ 5 и результаты его эксплуатации // Геодезия и картография. -1990. - №1.с. 14-17.

26. Тревого І.С., Костецька Я.М. Проблеми метрологічного забезпечення віддалемірних вимірів в Україні // Вісник геодезії та картографії. - 1997. - №1. с. 61-66.

27. Островский А.Л., Тревого И.С. Исследования горизонтальной рефракции в триангуляционной сети приморского города // Геодезия и картография. - 1983. - №11.с. 19-25.

28. Тревого И.С. Исследование и учет динамики пунктов городских геодезических сетей на зданиях и сооружениях // Состояние и перспективы инженерно-геодезических и фотограмметрических работ. М. - 1990. с. 20-25.

Размещено на Allbest.ru