Novinky zeměměřické knihovny č.3/2003
| Novinky zeměměřické knihovny č.3/2003 |
|
| GASSNER, Georg - BRUNNER, Fritz K. | VÚGTK 7 992 |
Monitorování skluzových svahů měřením GPS | |
| [Monitoring eines Rutschhanges mit GPS-Messungen] | |
| Přeložil P. Vyskočil (zkráceno). | |
| Zdiby: VÚGTK, 2003. - 3 s. | |
| In: Vermess. Photogram. Kult.-Techn. - ISSN 0252-9424. - Roč.101, č.4 (2003), s.166-171 : 1 tab., 7 obr. - Res. něm., franc. a ital. - Lit.9. | |
Pro vyhodnocení výsledků měření GPS byl v Ústavu pro inženýrskou geodezii a měřicí systémy Graz použit software GRAZIA. Tento software je sestaven speciálně pro sledování a přesné určení pomalých pohybů a deformací. Celý systém měření a vyhodnocení je ukázán na příkladu oblasti se svahovými pohyby v alpské oblasti Gradenbach.
CODMS sestává ve své současné konfiguraci ze šesti stanic GPS. Z nich jsou alespoň dvě stanice užity jako referenční, ostatní pak monitorovací. V současnosti jsou nasazeny čtyři přijímače L1/L2 a dva L1. Rozšíření systému na více jak šest stanic je možné bez jakéhokoli problému. Celý systém je autonomní a předává GPS údaje rádiem do centrálního počítače. Napájení je uskutečněno olověnými akumulátory, přičemž mohou být stanice napájeny také ze solárních článků, a olověné akumulátory jsou pak záložní. Je pamatováno i na zabezpečení přijímačů GPS proti blesku.
Software GRAZIA vypočte souřadnicové výsledky z L1 a L2 z fázových hodnot GPS. Je to řešení sítě pro výpočet monitorovacích stanic, které poskytuje možnost užít více referenčních stanic. Jádrem softwaru je Kalmanův filtr, umožňující určit souřadnice on-line. CODMS užívá datového intervalu GPS 3 vt., neboť hodnoty intervalu jsou limitovány dobou rádiového přenosu. Po přezkoušení, potažmo kontrolách, jsou výsledné hodnoty redukovány na 30 sec. hodnoty. S metodou normálních bodů v tomto příkladu, kde se vyskytovaly pouze ojedinělé hrubé chyby, byla standardní odchylka redukována z 6,9 na 6,1 mm.
Další vyhodnocení v Kalmanově filtru obsahuje vahování dat s pomocí SIGMA-F modelů. Navíc jsou v SIGMA-F modelu vzata v úvahu také normovaná residua fázových dvojitých diferencí pro výpočet jejich vah. V těchto výpočetních krocích je užito standardní atmosféry, která závísí pouze na výšce stanice. Výškový rozdíl mezi referenční a monitorovací stanicí může být v síti GPS v alpských podmínkách velký. Pro velká převýšení pak mají troposférické efekty vliv na přesnost určení převýšení. Proto byl pro tyto vlivy vypracován model korekcí. S tímto modelem oprav lze při velkých převýšeních zlepšit výškovou souřadnici až třikrát.
Vybraná oblast Gradenbach je geotechnicky velmi zajímavá a je jí věnována pozornost již asi 30 let. Terestrickými geodetickými metodami tak bylo určeno, že zde dochází k průměrnému pohybu 11cm/rok. Kontinuální měření pomocí GPS nyní dovoluje určování pohybu s větší podrobností. Tato kontinuální měření spolu s krátkými periodickými měřeními mají vést k lepšímu porozumění svahových pohybů.
Jak bylo řečeno, zahrnuje testovací síť Gradenbach dvě referenční stanice, ležící v pevném území v nadmořských výškách 1400 a 2270 m. Čtyři monitorovací body na svahu pak sledují přibližně spojnici obou stanic referenčních. První měřická kampaň proběhla se systémem CODMS v srpnu 1999. Na ni se pak vztahují všechna následující měření. Pak následovalo jedno kontinuální měření za rok v trvání dvou až tří týdnů a jedno až dvě v délce 48 hod. Tento systém měření měl vyjasnit, zda pohyby v jednom tak krátkém čase jsou spolehlivě měřitelné.
V létě roku 2000 následovalo kontinuální měření v průběhu tří týdnů, přičemž výsledky na všech šesti stanicích byly výborné. Celkově byla potvrzena využitelnost systému pro kontinuální provoz. Analýza dat se systémem GRAZIA ukázala, že přesnost souřadnic postačuje a pohyby na svahu Gradenbach lze určit s přesností 9 mm on-line. Z denních průměrných hodnot byly lineární regresní analýzou určeny hodnoty svahového pohybu. Případné nelinearity pohybu nebylo možno v tak krátkém časovém období určit, a proto jsou pohyby považovány za lineární.
Porovnání všech výsledků měření od nultého v roce 1999 umožnilo studium pohybů za časové období posledních tří let. Samozřejmě, že tyto výsledky nemohou vypovědět o exaktní formě skluzů mezi jednotlivými epochami. Zobrazení polohových změn vykazuje systematický směr spádnice svahových pohybů. Výškové změny vykázaly do září 2001 poklesový pohyb a poté až do konce současných měření uklidnění.
Souhrnný obraz pohybů-skluzů ukazuje na homogenitu charakteristik vektorů pohybu během celého tříletého období pozorování. Výsledky jsou podrobněji diskutovány v originálu pojednání. Celkově však platí, že průměrné roční hodnoty pohybu činily 11 cm/rok. S použitím GPS měření systémem CODMS pro období 1999-2000 byl zjištěn pohyb 15-30 cm/rok a poté do září 2001 došlo během tří měsíců ke zrychlení na 50 cm/rok. Pak následovalo opět uklidnění pohybů. Pokračování v měření GPS by mělo ukázat, zda nejnovější zpomalení pohybů náleží k periodickému rytmu pohybů. Detailní výzkum geologie a geomechaniky oblasti svahových pohybů je prováděn mimo rámec tohoto pojednání, aniž by však výsledky byly ve vzájemném rozporu.