Визначення рухів земної поверхні в районі Дністровської ГАЕС cупутниковими та наземними геодезичними методами

Abstract

Метою цього дослідження є визначення горизонтальних рухів земної поверхні в районі розташування основних гідротехнічних споруд Дністровської ГАЕС та прилеглої території, яка перебуває під впливом техногенного навантаження від циклічного режиму роботи ГАЕС, із застосуванням технологій супутникового моніторингу глобальними навігаційними супутниковими системами (ГНСС). За даними сумісних супутникових та лінійно-кутових вимірювань оцінити точність горизонтальних зміщень водоприймача ГАЕС на пунктах з обмеженим прийомом супутникового сигналу. На підставі трьохрічних циклів виконання тригонометричного нівелювання дослідити можливість заміни геометричного нівелювання ІІ класу тригонометричним у місцевості з великими перепадами висот. Методика. Для визначення координат пунктів розроблена методика виконання вимірювань ГНСС, яка дає змогу забезпечити точність планових координат із середньою квадратичною похибкою ±2 мм для пунктів з примусовим центруванням антен приймачів. Застосована методика виконання прецизійних лінійно-кутових вимірювань з урахуванням атмосферної рефракції. Результати. Результатами цього дослідження є отримані вектори горизонтальних зміщень пунктів опорної геодезичної мережі ністровської ГАЕС супутниковим методом. Визначені горизонтальні зміщення пунктів водовипуску двома незалежними методами та виконано їх порівняння. За даними лінійнокутових вимірювань отримані перевищення між пунктами опорної мережі та пунктами водоприймача та їхньої зміни за період 2012–2014 рр. Точність отриманих перевищень методом тригонометричного нівелювання не перевищує допуски геометричного нівелювання ІІ класу. Наукова новизна. За даними високоточних ГНСС-вимірювань виявлено рухи земної поверхні району, що зазнає техногенного навантаження від роботи Дністровської ГАЕС. Отримані зміщення водовипуску за результатами супутникових та наземних геодезичних вимірювань практично збігаються, що підтверджується даними трирічного періоду спостережень. Практична значущість. Використання розроблених методик спостережень за горизонтальними рухами земної поверхні в районах, які зазнають впливу техногенного навантаження, сприятиме підвищенню надійності та ефективній роботі гідроенергетичних об’єктів. Розроблена методика прецизійного тригонометричного нівелювання значно зменшує час на виконання робіт і забезпечує точність геометричного нівелювання ІІ класу. Целью данного исследования является определение горизонтальных движений земной поверхности в районе расположения основных гидротехнических сооружений Днестровской ГАЭС и прилегающей территории, которая находится под влиянием техногенной нагрузки от циклического режима работы ГАЭС, с применением технологий спутникового мониторинга глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС). По данным совместных спутниковых и линейноугловых измерений оценить точность горизонтальных смещений водоприемника ГАЭС на пунктах с ограниченным приемом спутникового сигнала. На основании трехлетних циклов выполнения тригонометрического нивелирования исследовать возможность замены геометрического нивелирования II-го класса тригонометрическим в местности с большими перепадами высот. Методика. Для определения координат пунктов разработана методика выполнения измерений ГНСС, которая позволяет обеспечить точность плановых координат со средней квадратичной погрешностью ± 2мм для пунктов с принудительным центрированием антенн приемников. Применена методика выполнения прецизионных линейно-угловых измерений с учетом атмосферной рефракции. Результаты. Результатами данного исследования являются: полученные векторы горизонтальных смещений пунктов опорной геодезической сети Днестровской ГАЭС спутниковым методом. Определены горизонтальные смещения пунктов водовыпуска двумя независимыми методами и выполнено их сравнение. По данным линейно-угловых измерений полученные превышения между пунктами опорной сети и пунктами водоприемника и их изменения за период 2012-2014рр. Точность полученных превышений методом тригонометрического нивелирования не превышает допуски геометрического нивелирования II-го класса. Научная новизна. По данным высокоточных ГНСС измерений обнаружены движения земной поверхности района, испытывающего техногенной нагрузки от работы Днестровской ГАЭС. Полученные смещения водовыпуска по результатам спутниковых и наземных геодезических измерений практически совпадают, что подтверждается данными трехлетнего периода наблюдений. Практическая значимость. Использование разработанных методик наблюдений за горизонтальными движениями земной поверхности в районах, подвергающихся воздействию техногенной нагрузки будет способствовать повышению надежности и эффективной работе гидроэнергетических объектов. Разработанная методика прецизионного тригонометрического нивелирования значительно уменьшает время на выполнение работ и обеспечивает точность геометрического нивелирования II-го класса. The purpose of this study is to determine the horizontal movements of the earth surface in the vicinity of the main waterworks Dniester HPPS and the surrounding area using technologies of satellite monitoring by global navigation satellite system (GNSS). The territory is under the influence of anthropogenic impact of HPPS cyclical operating mode. To assess the accuracy of horizontal isplacements of HPPS water intake at points with limited reception of satellite signals using compliant data of satellite and linear-angular measurements. To explore the possibility of replacing geometrical leveling of second class with trigonometric levelling in areas with large elevation on the basis of three-year cycles of trigonometric leveling. Methodology. To determine the coordinates of points the technique of GNSS measurements implementation was elaborated, which allows to provide precision of plane coordinates with mean square error of ± 2mm for points with forced centering of receivers’ antennas. Execution method of precision linear-angular measurements considering atmospheric refraction was applied. Results. The results of this study are: obtained vectors of horizontal displacements of control geodetic network points of the Dniester HPPS by satellite method. Horizontal displacements of water outlets points are determined by two independent methods and their comparison was made. According to linear-angular measurements there were obtained elevations between points of control network and water intake points and their change for the period 2012-2014. The accuracy of elevations obtained by trigonometric leveling method does not exceed the tolerances of geometric leveling of the second class. Originality. Using high-precision GNSS measurements there were detected movements of the earth's surface on area, which suffers from anthropogenic impact of the Dniester HPPS. The obtained displacement of water outlets on the results of satellite and terrestrial geodetic measurements are mostly coincided what is confirmed by the data of three-year observation period. Practical significance. The use of developed techniques of the observations for the horizontal movements of the earth surface in areas exposed to anthropogenic load will increase the reliability and efficient operation of hydropower facilities. The developed method of precision trigonometric leveling significantly reduces the time of work implementations and provides the precision of geometric leveling of second class.