Pomiarowa baza badawcza na terenie PWSTE Measurement research base at the Higher School of Technology and Economics in Jarosław (PWSTE)

Transkrypt

1 Konferencja naukowa Jarosław r. Współczesne metody gromadzenia i przetwarzania danych geodezyjnych i gospodarczych Pomiarowa baza badawcza na terenie PWSTE Measurement research base at the Higher School of Technology and Economics in Jarosław (PWSTE) Autor: Kierunek: Marek Banaś PWSTE Jarosław Janusz Andrzej Dąbrowski PWSTE Jarosław geodezja i kartografia Promotor:

2 Streszczenie Autorzy w referacie przedstawiają zasady tworzenia i rozwoju badawczej osnowy pomiarowej na terenie Państwowej Wyższej Szkoły Techniczno-Ekonomicznej w Jarosławiu. Możliwość prowadzenia pomiarów sprawdzających sformułowanych hipotez badawczych w zasadniczy sposób podnosi poziom prowadzonych badań i uwiarygadnia ich wyniki. Dobrze skonstruowana osnowa powinna charakteryzować się wieloma parametrami i właściwościami. W Jarosławiu udało się wykonać bazę pomiarową spełniającą najbardziej wyrafinowane założenia wstępne. Obecnie osnowa wykorzystywana jest do prac badawczych i jako miejsce realizacji wielu prac inżynierskich. Obecność dwóch stacji referencyjnych na niewielkim obszarze znacząco podnosi prestiż i daje duże możliwości pomiarowe.

3 Cel i zakres prac Cel pracy: Zaprojektowanie badawczej osnowy sytuacyjno-wysokościowej Stabilizacja osnowy, 36 punktów wysokościowych i 44 sytuacyjnych na terenie kampusu PWSTE Dwie stacje referencyjne z lustrem 360 o Ścisłe wyrównanie sieci Testowanie hipotez naukowych np. wskaźniki globalne, metody estymacji odpornej itp. Baza pomiarowa dla studentów

4 Projekt osnowy wysokościowej

5 Projekt głowicy reperu

6 Projekt reperu oraz sposób stabilizacji

7 Reper po stabilizacji Widoczny grawerowany, indywidualny numer reperu oraz centr o wyznaczonych współrzędnych płaskich

8 Przykładowy opis topograficzny

9 Szkic zaobserwowanych przewyższeń i kierunków niwelacji

10 Fragment wyników wyrównania sieci wysokościowej Nr reperu H [m] M H [m]

11 Szkic sieci filarów obserwacyjnych

12 Schemat znaku z wymuszonym centrowaniem

13 Sposób stabilizacji żelbetowych filarów obserwacyjnych Fot. 2. Sposób posadowienia stopy fundamentowej Fot. 3. Głowica filara z gwintem do wymuszonego centrowania instrumentu i sygnałów

14

15 Znaki poziomej i wysokościowej osnowy badawczej dzień/noc

16 Pomiar elementów geometrycznych w sieci filarów obserwacyjnych Fot. 4. Reflektor zwrotny Leica GRZ4 360 zamontowany na filarze Fot. 5. Tachimetr Leica TS02 Ultra 7 podczas pomiaru

17 Wyrównanie ścisłe pozyskanych obserwacji metodą najmniejszych kwadratów Nr pkt. X[m] Y[m] σ(x) [mm] σ(y) [mm] Tab. 1. Współrzędne punktów i ich odchylenia standardowe

18 Szkic realizowanej sieci wraz z punktami nawiązania

19 Płytka ze stali nierdzewnej do symulowania przemieszczeń

20 Stacje referencyjne Trimble VRS i Leica Smart Net z reflektorami

21 Dwie stacje referencyjne z lustrem 360 o

22 Cel założenia badawczej osnowy: Testowanie hipotez badawczych Sprawdzanie dokładności przyrządów pomiarowych Baza do prac inżynierskich, magisterskich i doktorskich Promocja PWSTE unikatowa osnowa badawcza w skali Polski

23 Geodezyjna sieć odniesienia Sieć punktów, na podstawie której określa się z okresowych pomiarów punktów reprezentujących badany (monitorowany) obiekt jego przemieszczenia. Stałość położenia punktów sieci odniesienia kontrolowana jest poprzez okresowe obserwacje elementów geometrycznych tych sieci. Rys. 1. Kontrolna sieć kątowo-liniowa zapory w Solinie Rys. 2. Zapora Barberine, kolorem czerwonym zaznaczono filary obserwacyjne sieci odniesienia

24 Podział odpornych metod wyrównania obserwacji geodezyjnych Metody eliminacji wpływu błędów grubych na wyniki wyrównania pasywne Niemodyfikowana metoda NK połączona z testami statystycznymi data snooping - test t - test aktywne Wyróżniamy trzy główne klasy estymatorów odpornych, tj. M - estymatory R - estymatory L - estymatory

25 M-estymacja X n Kryterium optymalizacyjne w M - estymacji zapisać można w postaci: Każda funkcja celu spełnia szereg następujących warunków: jest funkcją nieujemną, tj. przyjmuje wartość 0, dla argumentu równego 0, tj. jest funkcją parzystą (symetryczność), tj. jest monotoniczna dla argumentów tzn. jeżeli v to jest ciągła i różniczkowalna n a L T i X i v i n min X i1 i1 a - i-ty wiersz macierzy współczynników przy niewiadomych w równaniach obserwacyjnych w T i modelu równoważnego - wektor estymowanych parametrów modelu - i-ty element wektora wyrazów wolnych - funkcja celu v 0 i 0 0 v v vi v j v i v j

26 M-estymacja Funkcja wpływu v to pierwsza pochodna funkcji celu v w v v Iloraz funkcji wpływu i zmiennej nazywamy funkcją wagową v v Funkcja wagowa posiada następujące własności: jest ciągła i parzysta (symetria) wartości funkcji w v maleją, gdy v rośnie w0 1 musi przyjmować 0 dla v, tj. lim v w v 0

27 symetria Metoda Hampela 1 a v a c v w v c b 0 v dla dla dla dla v a a v b v v c b c w(v) a b c v a, b, c parametry określające granice przedziałów dla poprawek v, w obrębie których obowiązuje inny sposób modyfikacji wag v - poprawka do obserwacji

28 symetria Metoda duńska Postać funkcji tłumienia: w(v) w 1 e v l v k g dla dla v v k;k k k v l, g empirycznie przyjmowane parametry funkcji tłumienia

29 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ