1. Trang Chủ
  2. Kiến trúc - Xây dựng
  3. Nghiên cứu ứng dụng người máy trắc địa và phần mềm Goca để quan trắc chuyển dịch công trình ở Việt Nam

Nghiên cứu ứng dụng người máy trắc địa và phần mềm Goca để quan trắc chuyển dịch công trình ở Việt Nam

Trên thế giới đã có nhiều quốc gia như Trung Quốc, Mỹ, Đức, Bỉ, Thụy Sỹ, Singapo ….áp dụng hệ thống quan trắc tự động để quan trắc chuyển dịch công trình. So với các phương pháp.truyền thống, ứng dụng hệ thống quan trắc tự động có ưu điểm cho độ chính xác cao Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NGƯỜI MÁY TRẮC ĐỊA VÀ PHẦN MỀM GOCA ĐỂ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM * Trần Ngọc Đông , Trần Mạnh Nhất TÓM TẮT: Trên thế giới đã có nhiều q

Thể loại Tài liệu miễn phí Kiến trúc - Xây dựng

Số trang 21

Ngày tạo 8/30/2018 4:16:13 AM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước 0.38 M

Tên tệp

Tải Nghiên cứu ứng dụng người máy trắc địa và phần mềm... (.docx) Tải Nghiên cứu ứng dụng người máy trắc địa và phần mềm... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NGƯỜI MÁY TRẮC ĐỊA VÀ PHẦN MỀM GOCA ĐỂ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM * Trần Ngọc Đông , Trần Mạnh Nhất TÓM TẮT: Trên thế giới đã có nhiều quốc gia như Trung Quốc, Mỹ, Đức, Bỉ, Thụy Sỹ, Singapo … áp dụng hệ thống quan trắc tự động để quan trắc chuyển dịch công trình. So với các phương pháp truyền thống, ứng dụng hệ thống quan trắc tự động có ưu điểm cho độ chính xác cao, cung cấp thông tin chuyển dịch 3 chiều của điểm quan trắc, số liệu quan trắc liên tục, tự động hóa từ khâu thu thập, truyền, quản lý số liệu đến việc phân tích và dự báo chuyển dịch biến dạng, đạt đến mục đích giám sát điều khiển tức thời từ xa. Ở Việt Nam quan trắc chuyển dịch công trình bằng hệ thống quan trắc tự động vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Do đó, để có những đánh giá cụ thể về việc áp hệ thống quan trắc tự động trong quan trắc chuyển dịch công trình ở Việt Nam nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng người máy trắc địa và phần mềm GOCA để quan trắc chuyển dịch công trình ở Việt Nam. TỪ KHÓA: người máy trắc địa 1 NGƯỜI MÁY TRẮC ĐỊA Người máy trắc địa (Georobot) là một loại toàn đạc điện tử có khả năng thay thế con người tiến hành tự động thu thập, theo dõi phân biệt, ngắm chính xác mục tiêu để thu được thông tin về góc, khoảng cách, tọa độ không gian 3 chiều và ảnh. Người máy trắc địa thông qua máy truyền cảm ảnh CCD và các máy truyền cảm khác tiến hành nhanh chóng phân biệt, phân tích, phán đoán và suy giải đối với các “mục tiêu” trong thế giới trắc địa hiện thực, thực hiện tự điều khiển, tự động hoàn thành ngắm chuẩn, đọc số hoàn toàn thay thế các thao tác thủ công của con người. Người máy trắc địa kết hợp với hệ thống phần mềm có thể lập kế hoạch đo, điều khiển quá trình đo, tiến hành xử lý và phân tích số liệu đo, hoàn toàn có thể thay thế con người hoàn thành nhiều nhiệm vụ trắc địa. Về mặt tự động hóa quan trắc chuyển dịch công trình, người máy trắc địa đang dần dần trở thành thiết bị tự động hóa đo đạc được lựa chọn đầu tiên. Dùng người máy tiến hành tự động quan trắc chuyển dịch các công trình xây dựng tùy tình hình thực tế, có thể sử dụng hai phương thức: Quan trắc lâu dài hoàn toàn tự động dạng cố định và quan trắc bán tự động dạng di động. 2 MỘT SỐ GEOROBOT HIỆN NAY Trên bảng 1.1 là một số Georobot do các hãng sản xuất thiết bị máy trắc địa chế tạo hiện nay. 127
  2. Nhìn vào bảng 1.1 có thể nhận thấy các Georobot này có độ chính xác rất cao nên hoàn toàn đảm bảo độ chính xác cho công tác quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình. * Trần Ngọc Đông, Trần Mạnh Nhất, Viện KHCN Xây dựng, tndongibst@gmail.com, +84 983 686 998 128
  3. Bảng 1. Một số Georobot hiện nay Độ chính xác đo Loạ Hãng Cạnh Bắt mục tiêu i s ản - Có gương Góc máy xuất - Không gương TM30 LEICA MS1A TOPCON ± (0,6mm +1.10 D) -6 Thụy Nhật Bản -6 ± (2,0mm +2.10 D) Sỹ -6 ± (0,6mm +1.10 D) TM50 LEICA -6 ± (2,0mm +2.10 D) Thụy -6 ± (1,0mm +1,5.10 D) Sỹ -6 ± (2,0mm +2.10 D) TS12 LEICA -6 ± (1,0mm +1,5.10 D) Thụy -6 ± (2,0mm +2.10 D) Sỹ -6 ± (0,6mm +1.10 D) TS15 LEICA -6 Thụy ± (2,0mm +2.10 D) -6 Sỹ ± (0,6mm +1.10 D) -6 TS30 LEICA ± (2,0mm +2.10 D) -6 Thụy ± (1,0mm +1.10 D) -6 Sỹ ± (3mm +2.10 D) -6 TS50 LEICA ± (1,5mm +2.10 D) Thụy ± (3mm +2.10 D) -6 Sỹ -6 ± (0,8mm +1.10 D) S8 Trimble -6 ± (1mm +1.10 D) (100m) Mỹ -6 ± (1,0mm +1.10 D) SRX1 SOKKIA ± (3mm +1.10 D) -6 Nhật Bản MS05A TOPCON Nhật Bản 129
  4. ± 0,5" Tự động á (1000m với độ chính xác 2mm c ) bắt mục tiêu 0 ± 0,5" Tự động bắt mục tiêu (ATR), độ (ATR) , chính xác 1” 5 (3000m ” ± 0,5" Tự động bắt mục tiêu (ATR), độ với độ ± 1,0" Tự động bắt chính xác 0,5” chính xác 7mm ) mục tiêu ± 1,0" Tự động bắt mục tiêu (ATR) ± 0,5" Tự động bắt mục tiêu (ATR), độ (1000m với ± 1,0" Tự động bắt mục tiêu c độ chính xác h 2mm ) í n ± 1,0" Tự động bắt ± 0,5" Tự động bắt mục tiêu h mục tiêu x (ATR) ± 1,0" Tự động bắt mục tiêu 3 QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG BẰNG NGƯỜI MÁY TRẮC ĐỊA Phương thức quan trắc lâu dài hoàn toàn tự động dạng cố định là hệ thống quan trắc biến dạng dựa trên một người máy trắc địa có mục tiêu hợp tác (gương ngắm chuẩn), có thể thực hiện quan trắc suốt ngày đêm, không có người trông giữ, thực chất là hệ thống đo tọa độ cực tự động, kết cấu và phương thức tạo thành như hình 1. 130
  5. Điểm tham chiếu Trạm gốc 1 Hệ Người tham máy trắc Điểm quan trắc 1 chiếu địa Điểm tham chiếu … Điểm quan trắc … Điểm tham Thể biến chiếu … Máy tính dạng Điểm quan trắc n Phần mềm quan trắc Điểm tham chiếu m Hình 1. Hệ thống quan trắc biến dạng người máy trắc địa Điểm tham chiếu XR Điểm tham chiếu Điểm quan trắc XR XOi XR Điểm tham chiếu Điểm tham chiếu XR TRẠM GỐC Hình 2. Mạng lưới quan trắc chuyển dịch bằng người máy trắc địa - Trạm gốc: Là điểm gốc của hệ thống tọa độ cực, dùng để đặt người máy trắc địa, yêu cầu phải có điều kiện nhìn thông tốt và vững chắc, ổn định. - Điểm tham chiếu: Điểm tham chiếu phải ở chỗ ổn định, bất động bên ngoài khu vực biến dạng, trên điểm tham khảo có kết cấu mốc định tâm bắt buộc, thường đặt 3 đến 4 lăng kính phản xạ, yêu cầu khống chế cả khu vực biến dạng. Hệ tham khảo ngoài việc cung cấp phương vị, còn phải cung cấp chiều dài và gốc sai phân chênh cao để xử lý số liệu. - Điểm mục tiêu: Phân bố đều trên thể biến dạng để có thể thể hiện biến dạng của các bộ
  6. phận của thể biến dạng. - Trung tâm điều khiển: Được cấu thành từ máy tính và phần mềm quan trắc, thông qua cáp thông tin điều khiển người máy trắc địa thực hiện quan trắc biến dạng hoàn toàn tự động có thể trực tiếp đặt trên trạm gốc, nếu muốn quan trắc lâu dài không người trong giữ thì nên xây dựng phòng máy chuyên dụng.
  7. 4 PHẦN MỀM GOCA Phần mềm GOCA là phần mềm dùng để thu thập dữ liệu cảm biến từ trạm quan trắc biến dạng tự động về máy tính và sau đó tiến hành tính toán xử lý, phân tích biến dạng và cảnh báo nguy hiểm khi biến dạng vượt quá giới hạn cho phép. Phần mềm GOCA gồm hai thành phần: Thành phần phần mềm đầu tiên là mô đun điều khiển phần cứng và truyền thông có tên GOCA dùng để thu thập dữ liệu cảm biến GNSS và LPS (trạm toàn đạc điện tử - Georobot). thành phần phần mềm thứ 2 mang tên phần mềm phân tích biến dạng GOCA. Phần mềm này có nhiệm vụ tiếp tục xử lý dữ liệu GNSS và LPS. 4.1. Luồng dữ liệu và các bước xử lý phân tích biến dạng trong phần mềm GOCA Luồng dữ liệu và các bước xử lý phân tích biến dạng trong phần mềm GOCA được thể hiện ở hình 3. Dữ Dữ Dữ Dữ liệu Tọa Dữ liệu RINEX ệu liMVE liệu SHT KAL độ tham liệu FIN chiếu Tọa độ Kết quả Kết quả Kết quả XR điểm trung ước tính lọc mục tiêu bình dịch Kalman X0 động chuyển Xử lý dữ Bước 1. Bước 2. Bước 3. Phân tích biến dạng liệu Lập tọa Thiết lập Trực tuyến và hậu xử lý RINEX mối quan GNSS/LPS – Dữ liệu LS – Dữ liệu PHẦN MỀM PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG GOCA Dữ liệu GKA - GNSS: Véc tơ cạnh (Baseline) - LPS: Trạm quan sát Phần mềm điều khiển bằng máy TĐĐT phần cứng: - TOPCON2GOCA - LS: Khu vực – cảm - GeomosSpider2GOCA Dữ liệu ALR biến – quan sát Dữ liệu ALR - MONITOR (C) Thông tin cảnh GeoNav_Trimble Thông tin cảnh báo - báo liên quan - Cảm biến – kiểm soát Số TB động - Ước đến trạng thái và tuyền thông tính dịch chuyển - Lọc cảm biến - Lấy mẫu dữ liệu Kalman - Cung cấp dữ liệu GKA Phần mềm cảnh báo: GOCA – Cảnh báo độ tham hệ tọa độ 3 Số trung bình động chiếu chiều Ước tính dịch chuyển của Lọc Kalman điểm mục Hậu x tiêu với Dự đoán xu hướng
  8. - GNSS thô, LPS, LS - cảm biến - Cảnh báo bằng SMS, Email, điện thoại dữ liệu Hình 3. Luồng dữ liệu và các bước xử lý phân tích biến dạng trong phần mềm GOCA
  9. 4.2. Phân tích biến dạng bằng phần mềm GOCA 4.2.1. Bình sai bước 1 và bước 2 – Thiết lập điểm tham chiếu và mối quan hệ giữa điểm tham chiếu và điểm mục tiêu Khái niệm phân tích biến dạng được thực hiện trong phần mềm GOCA xuất phát từ một phân tích biến dạng trắc địa truyền thống . Điều đó có nghĩa là đối với hai thời kỳ quan sát khác nhau ti và tj, chúng ta thu được hệ phương trình quan sát sau [5]: l(ti) + Vi = ARi . xRi + AOi . XO(ti) và Cli (1) l(tj) + Vj = ARj . xRj+ AOj . XO(tj) và Clj (2) Với A, chúng ta mô tả các ma trận thiết kế của mô hình Gauss-Markov tuyến tính, với 1 chúng ta mô tả các quan sát dựa trên LPS (Georobot) và với C1 chúng ta mô tả các mô hình ngẫu nhiên. Sự ổn định của hệ tọa độ được lập mô hình dựa trên việc giả định các tọa độ bằng nhau xRi = xRj = xR cho tất cả thời kỳ. Trong khi đó, các tọa độ khác nhau của điểm mục tiêu xOi và xOj được ước tính cho các thời kỳ khác nhau ti và tj. Các đại lượng quan sát l xuất phát từ dữ liệu LPS (Georobot) và được sử dụng trong (1), (2) là các khoảng cách mặt bằng sij, các hướng rij và chênh lệch độ cao ∆Hij. Vì vậy, các phương trình quan sát tuyến tính một phần và phi tu yến tính (1), (2) cho một thời kỳ ti như sau [5]: 2 2 s +v =s. ∆xˆ +∆yˆ ij ij s,ij ij (3) ⎛ ∆y ij⎞ r +v =arctan. -o (4) ij r,ij ⎜ ⎝ ⎟ ∆x ⎠ i ij m n ∆H +v =s + +a .x .y ) - +a .x .y ) (5) .∆hˆ (aˆ ˆ +aˆ (aˆ ˆ +aˆ terr,ij ∆H,ij h ij 00 10 j 01 i 00 10 j 01 i Để thực hiện việc phân tích một mạng lưới biến dạng truyền thống trực tuyến, bước 1 này trước tiên phải quan trắc biến dạng khi nó cung cấp điểm tham chiếu xR (hình 2). Bước 2 trong phần mềm phân tích biến dạng GOCA lại liên quan quan đến (1), (2) đối với các thời kỳ mở rộng khác nhau ti và tj và đang chạy trực tuyến sử dụng các phương trình quan sát (3), (4), (5) đối với dữ liệu LPS trong các thời kỳ nằm trong khoảng thời gian ∆T. Bước 2 này bao gồm sự điều chỉnh cố định dữ liệu LPS và cung cấp các tọa độ ba chiều của các vị trí điểm mục tiêu xO(t) (6). Các vị trí điểm mục tiêu điều chỉnh đã ước tính xO(t) và ma trận hiệp phương sai CO(t) được lưu trữ trong tệp FIN hàng ngày (hình 3). Các tọa độ hệ tham chiếu xR và các tham số phụ trợ trên (trừ hướng không biết oi) được giữ một tham số cố định trong bước 2 căn cứ theo kết quả của bước 1. Tuy nhiên, ma trận hiệp phương sai của các tham số này được xem xét cẩn thận trong tính toán CO(t). 131
  10. Hình 4. Chuỗi thời gian điểm mục tiêu xO(ti) theo kết quả của bước bình sai 2. 132
  11. Trên hình 4: Các đường dày thể hiện sự nhịp nhàng bằng một ước tính trung bình động (MVE). 4.2.2. Bình sai bước ba - Phân tích biến dạng Bước 3 có tên phân tích biến dạng thực hiện nhiệm vụ ước tính các tham số của các hàm biến dạng khác nhau và chạy trực tuyến song song với bước 2. Ước tính tham số biến dạng liên quan đến chuỗi thời gian vị trí điểm mục tiêu và ma trận hiệp phương sai của chúng, gọi là: xO(t) và CO(t) (6) Các đại lượng này được sử dụng giống như các giá trị quan sát để ước tính tham số trong bước 3. Giống như một chức năng biến dạng liên quan đến điểm mục tiêu và đơn giản đầu tiên, phần mềm phân tích biến dạng GOCA cung cấp một kết quả ước tính trung bình động (MVE) bao gồm phát hiện các dịch chuyển quan trọng. Chức năng biến dạng thứ hai là ước tính dịch chuyển trực tuyến giữa “hai thời kỳ mở rộng” khác nhau t0 và ti. Các thời kỳ mở rộng có nghĩa là hai thời kỳ t0 và ti bắt đầu ở các thời điểm riêng rẽ t0 và ti và có chiều dài khoảng ∆T0 và ∆T1, ví dụ một giờ. Sự bắt đầu của thời kỳ thứ nhất t0 có thể là thời gian khởi động (bước 1). Mặt khác, t0 có thể được xác định trong cài đặc phần mềm phân tích biến dạng GOCA bằng một điểm thời gian cố định tùy ý hoặc bằng một điểm thời gian động. Mô hình chức năng của ước tính dịch chuyển điểm mục tiêu là [5]: ⎡lt ⎤ ⎡vt ⎤ ⎡ E 0 ⎤ ⎡ xˆ 0 ⎤ 0 0 1 . (7) + = =A.yˆ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢⎣ l t i ⎥⎦ ⎢⎣ v ti ⎣ E 2 E2 ⎦ ⎣ uˆ 0 ⎦ ⎥⎦ T Với yˆ = (t 0 ), uˆ (t 0 ,t i 0 (8) ⎡ xˆ ) ⎤⎦ ⎣ Hai nhóm quan sát lt0 và lti và các ma trận hiệp phương sai của chúng được lấy ra khỏi thông tin chuỗi thời gian điểm mục tiêu (6). Với v chúng ta đưa ra các hiệu chỉnh quan sát. Để đánh dấu sự khác biệt giữa các quan sát chuỗi thời gian xO(t) (6) và trạng thái thời kỳ ước xˆ o (t 0 ) , chúng tính ta đưa vào (7), (8) ký hiệu (^) cho các tham số biến dạng ước tính. Sáu tham số biến dạng có
  12. trong T yˆ (t) sử dụng cho mỗi điểm mục tiêu trạng thái thời kỳ điều chỉnh ba xˆ 0 = ⎡ xˆ ở thời chiều ˆ ,yˆ|h⎣⎤ 0 ⎦ t T gian chuẩn t0 và các dịch chuyển ba chiều uˆ (t 0 ,t i u x ,u y |u h ⎤⎦ chỉ ra thời kỳ thứ hai bắt 0 i t ,t )= đầu tại thời điểm ti. Các ma trận thiết kế E1 và E2 là các ma trận (3x3) - các ma trận hệ thống cho mỗi quan sát điểm ba chiều xO(t) trong các khoảng thời kỳ tương ứng ∆T0 và ∆T1. Lọc Kalman trong GOCA là thành phần thứ ba cho ước tính tham số biến dạng trong bước thứ 3 liên quan đến phương trình dịch chuyển (9) và véc tơ trạng thái y(t), có dạng [5]: ⎡ ⎡ 1 2 ⎤ ⎤ I [ ∆t ] ∆t ⎢ ⎥ ⎡ u(t) ⎤ 2 ⎡ u(t-∆t) ⎤ ⎢ ⎥ ⎢ u& (t) ⎥= [∆t ] ⎥ . u& (t- ⎢ ⎥ (9) ⎢0 I ⎥ ⎢ ∆t) ⎢ ⎥ ⎢⎣ &u& (t) ⎢ ⎥ ⎢0 0 I ⎥ ⎢⎣ &u& (t-∆t) ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
  13. Và y(t)= [ u(t),u& (10) T (t),&u&(t) ] Véc tơ trạng thái y(t) của lọc Kalman bao gồm các yếu tố dịch chuyển ba chiều riêng rẽ u(t), tốc độ u& và gia gốc ü(t) của các điểm mục tiêu giữa các khoảng thời gian nối tiếp nhau ∆t. (t) Các quan sát l(t) và các ma trận hiệp phương sai của chúng đối với lọc Kahman được cài đặt lại từ các chuỗi thời gian điểm mục tiêu (6) như sau: lu(t) = xO(t) - xO(t0) (11) Một lần nữa t0 và t là “các thời kỳ mở rộng” trong đó t0 là ký hiệu thời gian cố định trong lọc Kalman. 4.2.3. Kiểm tra sự ổn định tại các điểm tham chiếu Quan trắc chuyển dịch công trình tự động hóa bằng người máy trắc địa và phần mềm quan trắc cũng giống như quan trắc bằng phương pháp trắc địa truyền thống. Độ ổn định của các điểm tham chiếu (mốc chuẩn) có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Do đó, cần phải kiểm tra độ ổn định của các điểm tham chiếu trong quá trình quan trắc. Độ ổn định của các điểm tham chiếu quan trắc bằng người máy trắc địa khi sử dụng với phần mềm GOCA được kiểm tra dựa trên (1), (2) bằng khái niệm thống kê nghiêm ngặt theo công thức (12) [6]: Hình 5. Chuyển dịch của điểm tham chiếu
  14. T -1 ∇Xˆ Q∇Xˆ ∇Xˆ T= R R ∼ Fb,r- (12) R b.σˆ b 2 Trong đó: Fb,r-b : Phân phối fisher; r : Trị đo thừa b : Kích thước của mạng lưới; đối với lưới mặt bằng b=2; lưới độ cao b=1
  15. T ∇ = -Q A : Tổng sai số ước tính cho điểm tham P.v chiếu Xˆ R ∇ Xˆ R R T -1 XR Q = (A PQ PA ) : Ma trận trọng số đảo của tổng sai số ước tính ∇ R v R Xˆ R A∇R : Ma trận thiết kế cho ước tính XR P, Qv : Ma trận trọng số và ma trận trọng số đảo của các quan sát trong mô hình (1), ( 2) T -1 2 Ω-∇ XR Q∇Xˆ ∇Xˆ ˆ σˆ R ; : Phương sai r-b R = T Ω = v Pv : Tổng bình phương của các số hiệu chỉnh Nhận xét: Có thể nhận thấy rằng phần mềm GOCA là phần mềm có đầy đủ các tính năng để phân tích chuyển dịch biến dạng công trình từ khâu thu thập dữ liệu cảm biến từ trạm quan trắc biến dạng tự động về máy tính, sau đó tiến hành tính toán xử lý, phân tích biến dạng và cảnh báo nguy hiểm khi biến dạng vượt quá giới hạn cho phép. Việc kết hợp Georobot và phần mềm GOCA sẽ trở thành một hệ thống quan trắc tự động. 5 THỰC NGHIỆM QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH CÔNG TRÌNH BẰNG NGƯỜI MÁY TRẮC ĐỊA VÀ PHẦN MỀM GOCA Để kiểm chứng lý thuyết ở trên ở chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm quan trắc chuyển vị (độ võng) kết cấu mái thép của một công trình bằng người máy trắc địa Leica viva TS15PR1000 và phần mềm quan trắc GOCA. Máy trắc địa Leica viva TS15PR1000 có độ chính xác đo góc ngang và góc đứng là ±1.0”, đo cạnh mS = ± (1mm+1,5ppm.D), độ chính xác vị trí điểm là ±1.0mm (ở vị trí 1000m độ chính xác đạt ±2.0mm), máy tự động bắt mục tiêu. Hình 6 là mặt bằng bố trí 32 điểm (D1, D2, ..., D32) quan trắc độ võng bằng Georobot Leica viva TS15PR1000 và phần mềm GOCA. H mc2 d22 d21 d23 d20 d2 mc1 d3 d24 d19 d1 d25 d10 d4 d11 d18 d9 d12 d16 d13 d8 d26 d14 d15 d17
  16. d5 d27 d32 d28 d7 d6 d31 d29 d30 mc3 H Hình 6. Mặt bằng bố trí điểm quan trắc Hình 7. Trạm máy quan trắc Leica viva TS15PR1000
  17. Hình 8. Trung tâm GOCA điều khiển từ xa Để kiểm chứng độ chính xác của Georobot Leica viva TS15PR1000 và phần mềm GOCA, trong trường hợp quan trắc độ võng này, chúng tôi đã tiến hành quan trắc độ võng tại các điểm D17, D21, D23, D25, D27, D29 và D31 bằng phương pháp thủy chuẩn hình học độ chính xác cao sử dụng máy thủy chuẩn điện tử DNA03 để quan trắc với độ chính xác quan trắc độ võng đạt ±0.5mm với 3 chu kỳ quan trắc (chu kỳ 1: đo ngày 09/05/2013; chu kỳ 02: đo ngày 19/05/2013; chu kỳ 03: đo ngày 09/06/2013). Kết quả tính toán và so sánh giá trị độ võng của 2 phương pháp trong 3 chu kỳ quan trắc được nêu ra ở bảng 2, 3 và bảng 4. Bảng 2. Kết quả so sánh giá trị độ võng của hai phương pháp quan trắc (chu kỳ 2 so với chu kỳ 1) Độ võng đo bằng thủy Độ võng đo Độ lệch giá trị độ Tên chuẩn hình học chính bằng STT võng của 2 phương điểm xác cao Georobot pháp fL (mm) fG (mm) |∆f| (1) (2) (3) (4) (5) 1 D17 0.11 -0.26 0.37 2 D19 0.05 -0.16 0.21 3 D21 0.13 0.01 0.12 4 D23 -0.10 0.07 0.17 5 D25 0.01 -0.07 0.08 6 D27 -0.04 -0.13 0.09
  18. 7 D29 0.05 -0.25 0.30 8 D31 -0.08 -0.16 0.08
  19. Bảng 3. Kết quả so sánh giá trị độ võng của hai phương pháp quan trắc (chu kỳ 3 so với chu kỳ 1) Độ võng đo bằng Độ võng đo thủy Độ lệch giá trị độ Tên bằng STT chuẩn hình học chính võng của 2 phương điểm Georobot xác cao pháp fG (mm) fL (mm) |∆f| (1) (2) (3) (4) (5) 1 D17 0.16 -0.25 0.41 2 D19 0.18 -0.21 0.39 3 D21 0.27 0.15 0.12 4 D23 0.09 0.14 0.05 5 D25 0.20 -0.07 0.27 6 D27 0.11 -0.16 0.27 7 D29 0.16 -0.28 0.44 8 D31 -0.07 -0.14 0.07 Bảng 4. Kết quả so sánh giá trị độ võng của hai phương pháp quan trắc (chu kỳ 3 so với chu kỳ 2) Độ võng đo bằng Độ võng đo thủy Độ lệch giá trị độ Tên bằng STT chuẩn hình học chính võng của 2 phương điểm Georobot xác cao pháp fG (mm) fL (mm) |∆f| (1) (2) (3) (4) (5) 1 D17 0.05 0.01 0.04 2 D19 0.13 -0.05 0.18 3 D21 0.14 0.13 0.01 4 D23 0.19 0.07 0.12 5 D25 0.19 0.01 0.18 6 D27 0.15 -0.03 0.18 7 D29 0.11 -0.03 0.14 8 D31 0.01 0.02 0.01 Từ kết quả ở bảng 2, 3 và bảng 4 nhận thấy sự sai khác giữa giá trị chuyển vị quan trắc tự động bằng Georobot Leica viva TS15PR1000 và phần mềm GOCA so với phương pháp truyền thống đo bằng thủy chuẩn điện tử DNA03 là tương đối nhỏ. Độ lệch lớn nhất trong 3 chu kỳ là 0.44mm, độ lệch này nhỏ hơn độ chính xác đo chuyển vị bằng DNA03 (±0.5mm). Do đó, cũng có thể nhận thấy rằng trong trường hợp này dùng Georobot Leica viva TS15PR1000 và phần mềm GOCA để quan trắc đạt được độ chính xác (±0.5mm).
  20. 6 K ẾT L U Ậ N Qua quá trính khảo sát lý thuyết và tiến hành thực nghiệm ở trên kết hợp với kết quả thực nghiệm [1] bằng Georobot Leica viva TS15PR1000 và phần mềm GOCA chúng tôi rút ra một số kết luận như sau: - Phần mềm GOCA là phần mềm có đầy đủ các tính năng để phân tích chuyển dịch biến dạng công trình từ khâu thu thập dữ liệu cảm biến từ trạm quan trắc biến dạng tự động về máy tính, sau đó tiến hành tính toán xử lý, phân tích biến dạng và cảnh báo nguy hiểm khi biến dạng vượt quá giới hạn cho phép. Phần mềm có các công thức toán học chặt chẽ và cho phép kiểm tra độ ổn định của điểm tham chiếu trong suất quá trình quan trắc. Phần mềm GOCA dùng cả được cho các hãng sản xuất Georobot như Leica, Topcon, Trimble, … - Georobot quan trắc công trình có nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với công nghệ truyền thống, đó là: Độ chính xác rất cao (±1mm hoặc nhỏ hơn), thời gian cung cấp kết quả nhanh nhất, cung cấp được nhiều thông tin nhất, giảm thiểu tối đa các nguồn sai số đo và tính toán do yếu tố chủ quan của con người. Tuy nhiên, Georobot vẫn đòi hỏi phải thông hướng giữa trạm máy đến điểm tham chiếu và điểm quan trắc nên trong giai đoạn thi công xây dựng thường khó khăn do các điểm quan trắc thường bị che khuất do quá trình thi công gây nên. Do vậy, phương pháp này thích hợp cho quan trắc các công trình có điều kiện đo đạc thông thoáng như đập thủy lợi, đập thủy điện, cầu vượt sông và các công trình quan trọng có điều kiện tầm thông hướng cho phép trong quá trình vận hành khai thác sử dụng. - Georobot và phần mềm GOCA (hoặc các phần mềm quan trắc khác dùng cho Georobot) có giá thành rất cao nên trong điều kiện Việt Nam hiện nay mới chỉ có rất ít đối tượng công trình áp dụng công nghệ này vào thực tế sản xuất. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Ngọc Đông, Diêm Công Huy (2012), “Ứng dụng máy Toàn đạc điện tử Leica Viva TS15 và phần mềm GOCA để tự động quan trắc biến dạng tường vây nhà cao tầng”, Tạp chí KHCN Xây dựng số 3/2012, Viện KHCNXD, Hà Nội. 2. Công ty TNHH Thế giới kỹ thuật. Giới thiệu, thí nghiệm quan trắc biến dạng bằng máy TĐĐT Leica viva TS15. 3. Huang Sheng Xiang, Yin Hui, Jiang Zheng (Biên dịch: Phan Văn Hiến, Phạm Quốc Khánh), Xử lý số liệu quan trắc biến dạng, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2012. 4. Changlin LUO. “Teaching of Automatic Measurement with Georobot”. School of Geodesy and th Geomatics Wuhan University, May 15 , 2007. 5. Reiner Jä ger, Simone Kä lber, Manuel Oswald and Martin Bertges. “GNSS/GPS/LPS based Online Control and Alarm System (GOCA) - Mathematical Models and Technical Realisation of a System rd th for Natural and Geotechnical Deformation Monitoring and Analysis”, 3 IAG / 12 FIG Symposium, Baden, May 22-24, 2006. 6. Reiner Jäger, Simone Kälber, Irene Feldmeth, Manuel Oswald. User manual GOCA – Software, Version 4.1. November 2009.
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học