Tên luận án:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG QUAN TRẮC BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM
Ngành:
Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ (Mã số: 62.52.05.03)
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong quan trắc biến dạng công trình thủy điện ở Việt Nam" được thực hiện trong bối cảnh công nghệ GPS đã được ứng dụng rộng rãi trong trắc địa nhưng việc ứng dụng cho quan trắc biến dạng công trình thủy điện tại Việt Nam còn hạn chế. Mục tiêu của đề tài là xác định các luận cứ khoa học và thực tiễn cho việc ứng dụng công nghệ đo đạc vệ tinh, cụ thể là GPS, trong quan trắc biến dạng công trình thủy điện ở Việt Nam nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.
Nội dung nghiên cứu bao gồm việc phân tích đặc điểm cấu trúc và yêu cầu quan trắc biến dạng các công trình thủy điện, so sánh các phương pháp quan trắc hiện hành, đánh giá khả năng ứng dụng GPS để quan trắc chuyển dịch ngang, nghiên cứu các vấn đề xử lý số liệu GPS, và thực nghiệm ứng dụng GPS trong quan trắc chuyển dịch ngang các công trình thủy điện trong thực tế sản xuất.
Luận án đã đạt được những điểm mới quan trọng. Tác giả đề xuất phương pháp thiết kế đồ hình lưới GPS một cấp cho mục đích quan trắc chuyển dịch ngang công trình thủy điện tại Việt Nam, đồng thời kiểm chứng và đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ GPS cho một số đập thủy điện với độ chính xác đạt cỡ ±3mm. Luận án cũng xây dựng hệ thuật toán và quy trình hợp lý để xử lý số liệu lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình, bao gồm phân tích độ ổn định các mốc cơ sở và tính toán bình sai lưới mặt bằng quan trắc kết hợp giữa trị đo GPS và trị đo mặt đất.
Kết quả thực nghiệm tại đập thủy điện Tuyên Quang qua hai chu kỳ quan trắc đã minh chứng tính đúng đắn của các giải pháp kỹ thuật và thuật toán đề xuất. Luận án khẳng định công nghệ GPS hoàn toàn có thể được ứng dụng để quan trắc chuyển dịch ngang các công trình thủy điện với yêu cầu độ chính xác trung bình như đập đất đá, đập bê tông bản mặt, giúp giảm thời gian công tác, nâng cao hiệu quả kinh tế và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Các quy trình tính toán xử lý số liệu cũng có thể dễ dàng tự động hóa.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài
- 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 3. Nội dung nghiên cứu
- 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- 5. Các luận điểm bảo vệ
- 6. Các điểm mới của luận án
- 7. Cấu trúc và nội dung luận án
- Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN
- 1.1 Đặc điểm cấu trúc của công trình thủy điện ở Việt Nam
- 1.1.1 Giới thiệu chung
- 1.1.2 Các hạng mục chủ yếu của công trình thủy điện
- 1.1.2.1 Hồ chứa nước
- 1.1.2.2 Các công trình chính
- 1.1.2.3 Các công trình phụ trợ
- 1.2 Mục đích, nhiệm vụ và yêu cầu độ chính xác quan trắc biến dạng công trình thủy điện
- 1.2.1 Mục đích, nhiệm vụ và đối tượng quan trắc
- 1.2.2 Yêu cầu độ chính xác quan trắc
- 1.2.3 Chu kỳ quan trắc
- 1.3 Các phương pháp thành lập lưới quan trắc biến dạng công trình
- 1.3.1 Phương pháp mặt đất
- 1.3.2 Phương pháp GPS
- 1.4 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và triển khai ứng dụng công nghệ GPS để quan trắc biến dạng công trình
- 1.4.1 Tình hình nghiên cứu lý thuyết
- .1 Trên thế giới
- 1.4.1.2 Ở Việt Nam
- 1.4.2 Tình hình thực hiện quan trắc biến dạng một số công trình điển hình bằng công nghệ GPS
- 1.4.2.1 Trên thế giới
- 1.4.2.2 Ở Việt Nam
- 1.5 Một số nhận xét đánh giá về công tác quan trắc biến dạng công trình
- 1.5.1 Nhận xét chung
- 1.5.2 Giới hạn nghiên cứu của luận án
- Chương 2: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH
- 2.1 Nguyên lí và kỹ thuật định vị GPS
- 2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống định vị vệ tinh
- 2.1.2 Nguyên lý định vị GPS
- 2.1.3 Các nguồn sai số trong đo GPS
- 2.2 Đặc điểm thành lập lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình bằng công nghệ GPS
- 2.2.1 Cấu trúc của mạng lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình
- 2.2.2 Thiết kế đồ hình lưới GPS
- 2.3 Đánh giá các phương pháp thành lập lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình - phương án lưới 2 cấp
- 2.4 Đề xuất phương án thành lập lưới 1 cấp quan trắc chuyển dịch ngang công trình
- 2.4.1 Khảo sát độ chính xác lưới 1 cấp
- 2.4.2 Nhận xét đánh giá về các phương án xây dựng lưới
- 2.5 Giải pháp nâng cao hiệu quả công nghệ GPS trong quan trắc chuyển dịch ngang công trình thủy điện
- 2.5.1 Chọn điểm và thiết kế lưới GPS
- 2.5.2 Tổ chức đo đạc
- 2.5.3 Các biện pháp nâng cao chất lượng xử lý kết quả đo cạnh
- 2.5.4 Tính toán và bình sai mạng lưới
- 2.6 Thực nghiệm thành lập lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình
- 2.6.1 Đặt vấn đề
- 2.6.2 Thiết kế sơ đồ lưới và tổ chức đo đạc thực nghiệm
- 2.6.3 Kết quả thực nghiệm
- 2.7 Nhận xét về khả năng ứng dụng công nghệ GPS để thành lập lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình thủy điện
- Chương 3: TÍNH TOÁN XỬ LÝ SỐ LIỆU GPS TRONG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH
- 3.1 Ước tính độ chính xác lưới GPS
- 3.1.1 Chọn ẩn số
- 3.1.2 Lập ma trận hệ số (A) của hệ phương trình số hiệu chỉnh
- 3.1.3 Lập ma trận hệ số R của hệ phương trình chuẩn
- 3.1.4 Tính ma trận nghịch đảo
- 3.1.5 Tính các chỉ tiêu sai số của mạng lưới
- 3.2 Tính toán bình sai lưới GPS
- 3.2.1 Bình sai lưới GPS trong hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm
- 3.2.2 Bình sai lưới GPS quan trắc BDCT bằng phần mềm chuyên dùng
- 3.3 Phân tích độ ổn định hệ thống móc cơ sở của lưới GPS quan trắc biến dạng công trình
- 3.3.1 Tiêu chuẩn đánh giá độ ổn định mốc cơ sở
- 3.3.2 Phương pháp phân tích độ ổn định hệ thống mốc cơ sở
- 3.3.3 Phân tích độ ổn định mốc cơ sở trong mạng lưới GPS quan trắc chuyển dịch ngang công trình
- 3.4 Xử lý số liệu mạng lưới kết hợp GPS - mặt đất quan trắc biến dạng công trình thủy điện
- 3.4.1 Đặt vấn đề
- 3.4.2 Cơ sở lý thuyết
- 3.4.3 Quy trình tính toán
- 3.4.4 Ví dụ xử lý số liệu lưới kết hợp GPS - mặt đất
- Chương 4: THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI GPS QUAN TRẮC BIẾN DẠNG ĐẬP THUỶ ĐIỆN TUYÊN QUANG
- 4.1 Giới thiệu công trình thực nghiệm
- 4.1.1 Khái quát chung về công trình
- 4.1.2 Nhiệm vụ kỹ thuật của công tác quan trắc
- 4.2 Thiết kế hệ thống lưới quan trắc
- 4.2.1 Thiết kế sơ đồ lưới
- 4.2.2 Tổ chức đo đạc ngoại nghiệp
- 4.2.3 Kết quả đo và xử lý số liệu lưới thực nghiệm
- 4.3 Thực nghiệm phân tích độ ổn định lưới GPS cơ sở quan trắc đập thủy điện Tuyên Quang
- 4.3.1 Phân tích độ ổn định mốc cơ sở (chu kỳ 2 so với chu kỳ 1)
- 4.3.2 Tính toán chuyển dịch
- 4.3.3 Nhận xét đánh giá kết quả thực nghiệm
- KẾT LUẬN
- KIẾN NGHỊ