Вопросы мониторинга при малых скоростях деформаций.

В трилатерации избыточных имерений может быть более, чем достаточно. Я приводил много тому примеров. Трилатерация - где в треугольниках измерены только стороны. Сколько треугольников в сети и как они между собой связаны, или накладываются друг на друга, значения не имеет. Это не другой вид сети, а самая настоящая трилатерация.

Вот это действительно из разряда «бреда сивой кобылы». При мониторенге требуется высокая точность измерений, что достигается многократными измерениями. Получение среднего значения угла из нескольких приемов - уже простейшее уравнивание. Разброс угловой невязки в треугольнике тоже элемент уравнивания.
Вешать все измерения на один пункт или репер недопустимо. Он может быть вообще уничтожен или оказаться неустойчивым. Тогда весь мониторинг насмарку. Привязка на два и более пунктов практически не бывает без невязок. Если не уравнивать, то от которого пункта вычислять смещения объекта наблюдений? А если от того и другого и третьего, то будут несколько вариантов. Который выбираете Вы?

На начальной стадии зафиксировать деформации невозможно. Можно лишь зафиксировать положение объекта в пространстве относительно опорной сети. Последующие циклы наблюдений могут зафиксировать смещение объекта или точек наблюдения. Объект может сместиться в пространстве, но не иметь при этом деформаций (бывали случаи, когда дома съезжали вместе с оползнем, но оставались при этом целёхонькими). Геодезические измерения не определяют непосредственно самих деформаций - деформации вычисляются по результатам геодезических измерений.
При мониторинге важно сохранять методику и схему наблюдений от цикла к циклу. Каждой методике присущи свои индивидуальные ошибки. Если в одном цикле мы измерим GPS, во втором трилатерацией, в третьем триангуляцией, то на стабильном объекте можно получить такие смещения, которых на самом деле нет.

 

Да, вопрос интересный.
Наверное надежность опорных пунктов должна быть подтверждена геологией, т.е. грунты должны быть молоподвижны изначально.
Опорный пункт должен быть достаточно устойчивым "инженерным" сооружением минимизирующим сезоные подвижки.
А вот чем подтвердить его планов-высотное постоянство? Может создать отдельную жескую сеть из опорных пунктов и переодически
наблюдать её?

 

К сети трилатерации на ГЭС мы вернёмся чуть позже.
Я прекрасно понял, что под "фиксацией" деформаций Вы имели в виду обнаружение (регистрацию, выявление ...) факта смещения наблюдаемых точек (пунктов, сооружений...). Поэтому и написал, что в начальной стадии наблюдений (по результатам одного лишь начального) наблюдения выявить (зафиксировать, как Вы выразились) этого не возможно.
Переходить от одной методике наблюдений к другой можно, когда новая методика позволит получать результаты точнее и с меньшими затратами. Но только не потому лишь, что это стало модным.

Меня интересует другое.
Например, на гидросооружениях высотная сеть обычно опирается на 3-4 куста фундаментальных реперов, удалённых за пределы, так называемой, воронки оседания. Кусты могут быть за несколько километров и на разных берегах реки. Естественно, что узловой репер (марка, пункт...) будет в районе плотины - там где возможно с нивелировкой перебраться с берега на берег. И так же естественно, что при этом отметки узловой точки будут получены от каждого куста разные.

Как Вы поступите в этом случае, чтоб не «размазывать» невязки по всей сети и не искажать «хорошие результаты»?

По каким критериям будете оценивать, где хорошие результаты, а где плохие?

 

Как создать опорную сеть с заведомо большей точностью, когда сами рядовые циклы выполняются уже на пределе возможной точности?

Получив другие отметки объекта от нового репера, как Вы определите, что это именно осадки/пучение, а не следствие привязки от другого репера?
Хорошо, если среди наблюдаемых точек есть несколько стабильных, тогда по сохранности превышения между ними можно сделать определенные выводы.
А если, кроме исходных реперов, весь наблюдаемый объект "дышит", тогда как?
Наблюдения за осадками (деформациями) от одного репера – профанация. Никогда не соглашусь, что одно измерение лучше среднего (средне весового) из двух, трёх… Не раз в этом убеждался.

Что касается пунктов опорной (каркасной) плановой сети, то она наблюдается ежегодно. Было время, даже до трёх раз за сезон наблюдали – пытались уловить сезонные деформации сети.
Кроме сравнения координат от цикла к циклу, рассматривается вся история измерений по каждой линии на предмет тренда. После выполнения анализа состояния сети, если отклонения не превышали расчётных ошибок измерений, выполнялось совместное уравнивание циклов за последние несколько лет, что позволяло повысить точность опорной сети.
И хотя все пункты заложены в скалу, на одном из них за полтора десятка лет было выявлена подвижка около 3 мм. Видимо, связано с тем, что метрах в ста ниже пункта была вырублена в скале полка под дорогу. Дело было давно, но процесс разгрузки склона продолжается. Координаты этого пункта дважды корректировались.
На данный пункт опираются измерения гребня плотины. Пробные уравнивания измерений гребня со старыми и новыми координатами "неустойчивого" пункта практически не отразились на координатах пунктов на гребне (до 0.5 мм), поскольку сеть опирается на 5 пунктов и влияние ошибки одного пункта не столь существенно (это ещё раз говорит в пользу привязки к нескольким исходным пунктам-реперам, чем к одному).

 

Извините, несколько задержался с ответом. Приходится иногда и делами заниматься. И вот, пока GPS-приёмник собирал данные со спутников, лежал в полудрёме на весенней проталине у пункта, а в голову лезли всякие нехорошие мысли о теории ошибок измерений с элементами теории вероятностей и математической статистики. Вспоминались какие-то формулы, поясняющие, почему среднее значение из n измерений, лучше одного измерения. Думалось, что средняя отметка узловой точки от n реперов будет надёжнее, чем от одного. Немного омрачала сознание мысль, что измерения от нескольких реперов будут не совсем равноточны и придётся учитывать веса ходов нивелирования.
Потом подумалось, а не взять ли ряд старых наблюдений за осадками и попробовать их обработать и так и этак? Вычислить отметки наблюдаемых точек от одного репера, а потом вычислить значения отметок, уравненные на несколько реперов. Построить для наглядности графики, сравнить и убедиться, что вычисление от одного репера даст на графике "пилу" ошибок большую, чем при уравнивании на несколько реперов.

Начавшийся дождь вернул меня в реальность. Пришли новые и свежие мысли.
Долой пережитки прошлого с отстойным методом наименьших квадратов и теорией математической обработки геодезических измерений! Даёшь инновационные методы обработки, не портящие правильные измерения всякими там поправками!
Действительно, зачем заморачиваться уравниванием систем ходов нивелирования, если всё можно вычислить от одного репера? Подобные новации в геодезии можно распространить и на триангуляцию. Зачем, спрашивается, разбрасывать невязки в треугольниках да ещё учитывать какие-то сферические избытки? По аналогии с нивелированием от одного репера, в треугольнике достаточно измерить всего два угла и треугольник решается! И эти два угла не будут испорчены поправками! Только задумайтесь, какой экономический эффект это принесёт? Затраты на измерение углов сократятся на треть, да и камеральная обработка будет проще без уравнивания.
А ещё есть полигонометрия и теодолитные ходы. Тоже можно обойтись без уравнивания – ведь для вычисления координат достаточно одного начального пункта и исходного направления.

Что тут ещё сказать? Каждый работает, как умеет. Как говорится, "каждому своё".

 

Ну что Вы, уважаемый. Это всего лишь саркастическая усмешка. А как иначе относиться к подобным заявлениям:

А на вопрос:

как обычно, уклончивый ответ:

Что, от этого кому-то стало понятнее?
Или:

И причём тут это:

Разве мы говорили о государственных сетях? Мы пока рассматривали локальные сети специального назначения. Или это стремление заболтать тему и уйти от прямых ответов?

Если говорить о мониторинге (наблюдениях за деформациями) геодезическими методами, то они принципиально не отличаются от подобных высокоточных работ иного назначения. Разница лишь в том, что при мониторинге измерения выполняется многократно через некоторые промежутки времени. Главное, как и в других геодезических работах, получить достоверные данные о положении наблюдаемого объекта (точки, пункта…).
Достоверность данных наблюдений достигается правильной методикой измерений и обработки (для традиционных измерений давно всё разработано и особых новинок я не нахожу). Ошибочные измерения должны отсеиваться на стадии измерений и при их приемке в камеральную обработку. Если при обработке измерений не выявлено недопустимых невязок, все данные (исходные и измеренные) должны быть использованы в вычислениях. Тем самым достигается объективность полученной информации о состоянии объекта (как координаты, так и оценка измерений).
Всякие там интерпретации и отсеивания по статистике вносят субъективизм в оценку состояния объекта, и это ни что иное, как подгонка для достижения желаемых результатов.
К сожалению, забываются хорошие старые правила, когда вся обработка независимо (в две руки) выполнялась разными исполнителями. Субъективный подход исключался.


Возможно, я чего-то не понимаю (Вы ведь не раскрываете свою методику, отделываясь многозначительными намёками на статистику), а хотелось бы всё увидеть наглядно. Проще это будет сделать на небольшом примере нивелирной сети с двумя-тремя исходными реперами и несколькими определяемыми (поэтому я и не спешу переходить к сети трилатерации).
Я это могу проделать по-старинке, а Вы по-современному и с пояснениями, чтоб всем было понятно. Вот и сравним. Согласны?

Данные я подготовлю. Для начала вопрос. Какой из схем нивелирования на рисунке Вы отдаёте предпочтение? И почему?

 

Десяти циклов достаточно?
Сеть создана искусственно. Исходные репера на одной отметке, например, 10 метров. Для имитации случайных ошибок, превышения получены калькулятором при помощи "генератора случайных чисел от 0 до 999" и масштабированы так, чтоб их разности были в небольших пределах.
То есть, разброс в превышениях пусть не пугает. Зато "пила" ошибок будет нагляднее.
Схема и таблица на рисунке.

 

Во как! А если циклы всего 1-2 раза в год? Это сколько же надо ждать, чтобы набрать статистику, необходимую для обработки «По сходимости секций в цикле и между циклами.»
Пауза несколько затянулась. Пока уважаемый В.Шуфотинский готовится представить свои методы обработки статистики, привожу расчёты выполненные "устаревшими" методами.
На рисунке две таблицы отметок определяемых точек в десяти циклах наблюдений, полученных из уравнивания на три исходных репера и на один исходный репер.
В правой части таблиц, в синих колонках, вычислены стандартные отклонения по ряду из 10 циклов.

Видно, что при уравнивании на три репера стандартное отклонение примерно вдвое меньше, чем на один репер, значит результаты наблюдений при этом надёжнее.
Это же наглядно представлено на графике для точки 1, где зубья "пилы" ошибок от уравнивания на один репер больше, чем на три.
Выводы делайте сами.

 

К сожалению, от В.Шуфотинского так и не был получен прямой (и всем понятный) ответ на вполне конкретные вопросы: "Как Вы поступите в этом случае, чтоб не «размазывать» невязки по всей сети и не искажать «хорошие результаты»?
По каким критериям будете оценивать, где хорошие результаты, а где плохие?"
В ответах просматривалось явное стремление уйти в сторону от темы:

Мы разве о длинах секций и башмаках?

Разве мы обсуждаем судьбу сооружения?

Кому-нибудь стало понятнее, как по сходимости секций между циклами можно оценить измерения и отобрать «хорошие результаты», если между циклами в секциях произошли деформации и сходимости нет?

К чему такие пространные рассуждения о математике и геодезии? Вопрос-то был совсем о другом – как не «размазывать» невязки по всей сети.

У Вас кто-то просил совета, какой длины делать секции?


Не вижу смысла в дальнейшем обсуждении, если вместо конкретного ответа только демагогия.
Я предлагал на примере небольшой сети, без "размазывания" невязки и "не искажая" результатов, выполнить анализ методами, за которые Вы так ратуете.
Величины невязок в примере не имеют принципиального значения – это условные единицы (масштаб) измерений. Соответственно, в тех же единицах, должны быть получены и выводы о стабильности или нестабильности сети, и оценка степени доверия этим выводам.
У Вас это выполнить не получилось.

 

Конечно же, для пунктов опорной сети стараются выбирать места, где с точки зрения геологии предполагается стабильность их положения. Конструкция пункта также имеет значение. Однако абсолютно стабильные пункты вряд ли бывают (как нет абсолютно здоровых людей – есть недообследованные). Подвижки (обратимые и необратимые) могут быть из-за промерзания/оттаивания грунта и техногенного характера.
Если с первыми как-то можно бороться, то с техногенными сложнее. Например, наполнение и сработка большого водохранилища вызывает осадку и подъём его ложа. Такая воронка оседания распространяется во все стороны на несколько километров, куда попадают и пункты плановой опорной сети. И не факт, что при осадке/подъёме эти пункты в плане остаются абсолютно неподвижными. Просто точность измерений не всегда позволяет отделить эти смещения от случайных (допустимых) ошибок измерений.
Стабильность пунктов опорной сети (как и наблюдаемых объектов) определяется периодическими наблюдениями сети и анализом полученных данных. Иногда (спустя несколько лет) выявляются подвижки опорных пунктов. Нет причин сразу переводить их в разряд мобильных пунктов. Всё зависит от скоростей смещений.
Если, например, наблюдаемый объект в течение года смещается туда-сюда от 4 до 100 мм, а пункт опорной сети за 15 лет наблюдений пункт сместился на 3 мм (ср. скорость 0.2 мм/год), а, то такой пункт в течение года вполне может служить исходным. Тем более, что сеть наблюдения за объектом опирается на несколько исходных, и влияние одного из них ничтожно мало (и вполне может быть учтено).

В журнале АТИП (Автоматизированные технологии изысканий и проектирования) №2 (41) 2011 г. есть статья "Некоторые практические рекомендации по выполнению измерений в геодезических сетях специального назначения и обработке этих измерений в CREDO_DAT". В статье несколько рекомендаций, как избежать лишних ошибок при измерениях и при обработке этих измерений, выявление неустойчивых пунктов. Возможно, кому-то окажется полезной и снимет ряд вопросов.
Можно найти по ссылке (потребуется регистрация):
http://www.credo-dialogue.com/journal/articlesarchive/Nekotorue-praktic-recomendation.aspx

 

Данное сообщение перенесено из темы "Предрасчёт точности сети наблюдений за деформациями зданий и сооружений." http://geodesist.ru/forum/index.php...деформациями-зданий-и-сооружений.11006/page-7

Что касается "иных" методов, то о них много наслышаны, но не более того. Пока ни одного убедительного примера Вами не представлено.

Вот уж чего не надо, так всяких сюрпризов. Если использовать отметки из не уравненных ходов, то "пила" ошибок может увеличиться настолько, что корреляция смещений с иными природными или техногенными процессами порой становится неуловимой. Или же для выявления такой связи требуется большой промежуток времени для накопления статистического материала. А промедление иногда может быть очень чревато.
Поэтому, чем точнее определяется положение объекта в каждом отдельном цикле наблюдений, тем лучше. И тут пока не придумано ничего лучше и надёжнее, чем уравнивание на несколько исходных пунктов. Два надёжных цикла – и уже можно делать какие-то определённые выводы (бежать подальше или спать спокойно ), а пока дело дойдёт до обработки статистики, то может уже и наблюдать-то нечего будет.
Когда имеется возможность выполнить совместное уравнивание сетей разного класса точности, назначив им соответствующие веса измерений то, в соответствии с методом наименьших квадратов, можно добиться минимальных поправок (искажений) в выполненные измерения и получить наиболее точные значения координат пунктов заполняющей сети.
Ведь никого не удивляет, когда в нивелирном ходе (простой пример) невязка между исходными реперами разбрасывается пропорционально длинам (числу штативов) в секции (то есть в соответствии с весом секций). Тогда почему нельзя также, в соответствии с весом, распределить невязки, например, между классами (разрядами)? Современная вычислительная техника и программное обеспечение с такой задачей справляются без труда.
Я не хочу сказать, что так нужно делать везде и вся. В каждом отдельном случае целесообразность должна быть обоснована предварительными расчётами.