Геодезический мониторинг пространственного положения светоотражающей марки

Использование светоотражающих марок в практике геодезических работ зарекомендовало себя с положительной стороны. Действительно, используя такие марки, существенно сокращается время установки определяемой станции методом обратной засечки, нежели выполняя традиционный метод, прибегая к помощи помощника геодезиста. Также время на создание временного репера существенно сокращается – наклеить марку и определить ее пространственные координаты, вопрос одной – двух минут. А в плохих погодных условиях, при использовании безотражательного режима, без светоотражательной марки и вовсе нельзя обойтись. Так, например, от мокрого бетона или металла лазерный луч тахеометра плохо отражается, поэтому могут возникнуть ситуации, при которых ориентирование станции будет невозможным, светоотражающая марка же отлично отражает, даже если она будет мокрой. Единственным недостатком использования марок является их одноразовость.

Исследования выполнены на объекте производства работ, находящимся в Омской области в зимний период 2019 года.

Материалы и методы.

Материалом в данной статье является комплект геодезического оборудования, включающий в себя: инженерный тахеометр Topcon OS-101L, штатив, мини-призму SECO 5910-06 и пленочный отражатель RGK 30*30 мм. Инженерный тахеометр Topcon OS-101L, с программным обеспечением Magnet Field On Board, включает в себя все современные функций, повышающие производительность работ.

Таблица 1 Технические характеристики инженерного тахеометра

Topcon OS-101L

Точность (с.к.о.) измерения угла одним приемом.	1"
Диапазон измеряемых расстояний, м
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ           без отражателя	0,3 – 500
ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТООТРАЖАЮЩЕЙ МАРКИ             на отражающую плёнку
А.Г. Мадиев, Н.А. Пархоменко, А.А. Смагин          по одной призме	0,3 – 5000
Омский государственный аграрный университет            Точность измерения расстояний, мм
им. П. А. Столыпина, г. Омск по одной призме E-mail: Ag.madiev1538@omgau.org	2 + 2 х 10-6 х D
без отражателя	3 + 2 х 10-6 х D
В статье рассматривается технология и приводятся результаты исследования пространственного положе-        Также, данный тахеометр адаптирован для ра- ния светотражающей марки, выполненные в январе-    боты в условиях низких температур (до -35˚С), что 10                        Академический журнал Западной Сибири    № 3 (80), Том 15, 2019

было крайне важно, так как в момент выполнения работ, температура окружающей среды отпускалась до -32˚С. Технические характеристики тахеометра Topcon OS-101L представлены в таблице 1.

Мини-призма SECO 5910-06 применяется для дальности работ до 2000 м, диаметр составляет 25 мм, а постоянная призмы равна нулю.

Пленочный отражатель RGK 30*30 мм применяется для работы с любыми типами электронных тахеометров и лазерных дальномеров и имеет постоянную, равную нулю [1].

Методика наблюдения за деформацией марки состояла из двух этапов: закрепление и установление пространственных координат марки и наблюдения за ее деформациями. Закрепление марки производилось на сухих, устойчивых поверхностях, при этом одним из главных условий расположения марки, обеспечение ее видимости с любой точки рабочей зоны. На действующей строительной площадке требуемое условие труднодостижимо, решение данной проблемы возможно путем расположения марок на высотных сооружениях (мачты, лестницы и т. д.). После закрепления светоотражающих марок определяются их пространственные координаты. Для этого станция стоянки тахеометра была установлена с пунктов геодезической разбивочной основы. Средняя квадратическая погрешность (СКП) установки станции колебалась в пределах от 3 до 9 мм, при этом расстояние до марок не превышало 150 метров. Для исключения люфта измерения проводились строго по часовой стрелке. Определение пространственных координат выполнялось в режиме съемки, измерения проводились три раза при двух кругах тахеометра. После определения координат марок выполняется контроль, сущность которого заключается в определении пространственного положения установки прибора, используя координаты марок. СКП установки станции от марок, колебалась в пределах 7-10 мм. Следовательно, пространственное положение светоотражательных марок было установлено правильно.

Результаты исследований.

Наблюдения за деформациями марок происходили в период с 21.01.2019 по 19.02.2019 г. Даты наблюдений были выбраны таким образом, чтобы учесть максимальную и минимальную температуру окружающей среды.

Таблица 2 Данные геодезического мониторинга светоотражающей марки 1, в период с 21.01.2019 по 19.02.2019 г.

Дата	Координаты
наблюдения	Х, м	Y, м	H, м
21.01.2019 г.	495377.627	2161372.861	129.306
04.02.2019 г.	495377.629	2161372.863	129.305
19.02.2019 г.	495377.628	2161372.862	129.306

В начале данного периода температура окружающей среды составляла -1˚С, в середине -30˚С, в конце проводимого наблюдения температура окружающей среды вернулась к начальным значениям, т.е. наблюдался резкий температурный скачок. Для упорядоченности данные наблюдений за светоотражающими марками 1, 2 и 3 предоставлены в таблице 2, 3 и 4 соответственно.

Из таблицы видно, что марка 1 изменяла свое пространственное положение не более, чем на два миллиметра. Плановое положение светоотражающей марки в заключительном этапе наблюдений отличается от начального не более чем на один миллиметр в то время, как отметка сохранила свое высотное положение, но изменяла его в процессе перемены температур.

Таблица 3

Данные геодезического мониторинга светоотражающей марки 2, в период с 21.01.2019 по 19.02.2019 г.

Дата наблюдения	Координаты
	Х, м	Y, м	H, м
21.01.2019 г.	495365.908	2161372.861	129.306
04.02.2019 г.	495365.907	2161372.863	129.305
19.02.2019 г.	495365.908	2161372.862	129.305

Из таблицы видно, что марка 2 изменяла свое пространственное положение не более, чем на два миллиметра. Плановое положение светоотражающей марки в заключительном этапе наблюдений отличается от начального не более, чем на один миллиметр. Изменение высотного положения марки, также не превышает одного миллиметра.

Таблица 4

Данные геодезического мониторинга светоотражающей марки 3, в период с 21.01.2019 по 19.02.2019 г.

Дата наблюдения	Координаты
	Х, м	Y, м	H, м
21.01.2019 г.	495365.909	2161325.679	127.658
04.02.2019 г.	495365.910	2161325.678	127.657
19.02.2019 г.	495365.909	2161325.679	127.659

Из таблицы видно, что марка 3 изменяла свое пространственное положение не более, чем на один миллиметр. Плановое положение светоотражающей марки в заключительном этапе наблюдений не отличается от начального, в то время как высотное положение марки, отличается от начального на один миллиметр.

Заключение. В результате анализа данных геодезического мониторинга определенно, что пространственные координаты светоотражающих марок изменяли свое положение в течение времени наблюдений. Разумно предположить, что данные изменения пространственного положения марок, вызваны скачком температуры окружающей среды, что впоследствии вызвало сжатие и расширение металлоконструкций, на которых они располагались. При этом СКП установки станции, с исполь- зованием в качестве реперов светоотражающих марок, не превышало 12 мм. Контролем определения геометрии установки станции служил вынос пунктов геодезической разбивочной основы, при этом ошибка выноса не превышала 15 мм. При таком значении показателей точности высокоточные геодезические работы проводить нельзя, но для, например, выноса свайного поля данные значения точности являются допустимыми.

Практическая значимость заключается в выявлении причин деформации пространственного положения светоотражающей марки, которые связанных с изменением температуры окружающей среды до 30ºС, для их исключения. Для этого необходимо каждый раз заново определять координаты марок с исходных пунктов, для дальнейшего их использования. Также, желательно располагать светоотражающие марки на объекты, не изменяющие свою геометрическую форму с резкими перепадами температуры.