EA019394B1 - Устройство и способ измерения пространственных перемещений производственных конструкций - Google Patents

Устройство и способ измерения пространственных перемещений производственных конструкций Download PDF

Info

Publication number
EA019394B1
EA019394B1 EA201190151A EA201190151A EA019394B1 EA 019394 B1 EA019394 B1 EA 019394B1 EA 201190151 A EA201190151 A EA 201190151A EA 201190151 A EA201190151 A EA 201190151A EA 019394 B1 EA019394 B1 EA 019394B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
orientation
height
ground station
satellite
signal
Prior art date
Application number
EA201190151A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201190151A1 (ru
Inventor
Джанпьетро Де Лоренцо
Джузеппе Джунта
Original Assignee
Эни С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эни С.П.А. filed Critical Эни С.П.А.
Publication of EA201190151A1 publication Critical patent/EA201190151A1/ru
Publication of EA019394B1 publication Critical patent/EA019394B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
    • G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • G01M5/0058—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9021—SAR image post-processing techniques
    • G01S13/9023—SAR image post-processing techniques combined with interferometric techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/18—Means for stabilising antennas on an unstable platform
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/767—Responders; Transponders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к устройству и способу измерения пространственных перемещений производственных конструкций, таких как трубы, вследствие, например, перемещений грунта в результате оползневых явлений, просадки грунта, провалов или дифференциального оседания. Устройство (10) для измерения пространственных перемещений производственной конструкции (20) в соответствии с настоящим изобретением включает по меньшей мере одну наземную станцию (11), которая осуществляет связь по меньшей мере с одной спутниковой станцией, передающей сигнал, при этом упомянутая наземная станция (11) подвижно соединена с опорой (12), жестко закрепленной на упомянутой производственной конструкции (20), и имеет исходную азимутальную ориентацию (А) и исходную азимутальную высоту (h), причем наземная станция (11) перемещается относительно опоры (12) с помощью средств (17) регулировки ориентации и высоты наземной станции (11) так, чтобы компенсировать отличия мгновенных значений ориентации (А) и высоты (h) от исходных значений ориентации (А) и высоты (h).

Description

Изобретение относится к устройству и способу измерения пространственных перемещений производственных конструкций, таких как трубы, вследствие, например, перемещений грунта при оползневых явлениях, просадки грунта, провалов или дифференциального оседания.
В области транспортировки жидкостей под низким или высоким давлением, например газа, нефти или воды, необходимо осуществлять контроль используемого трубопровода для оценки напряжений, которым они подвержены вследствие оползней или, в общем случае, оседания грунта.
Подобные ситуации могут привести к возникновению сжатий или напряжений в конструкции или к ее деформации, что может привести к разрушениям, например, сварных швов.
Контроль пространственных перемещений подобных конструкций, следовательно, позволяет осуществлять прогноз рисков их разрушения.
В области оценки перемещения грунта, а следовательно, и встроенных в него конструкций используют, например, спутниковые системы позиционирования, такие как, например, глобальная система позиционирования (С1оЬа1 Рокйюпшд 8у81еш, СР8), глобальная навигационная спутниковая система (С1оЬа1 ΝανίβαΙίοη 8а1е1Ше 8у§1еш, 6ΕΘΝΆ88) или система СаШео.
Предпочтительно используют дифференциальные спутниковые системы позиционирования, известные как ИСР8 (01ГГегеп(1а1 СР8), которые, помимо высокой точности при горизонтальных измерениях (координаты х и у), обеспечивают также повышенную достоверность измерений высоты (координата ζ), по сравнению с обычными системами СР8, что обеспечивает их независимость от воздействия, которое оказывает на спутниковый сигнал его прохождение через атмосферу.
Система ЭСР8 включает два наземных приемника сигналов, передаваемых множеством спутников, которые формируют часть существующей системы позиционирования (СР8, С1опа§8 или СаШео), в которой первый приемник является опорной станцией, а второй приемник называют подвижной станцией.
На основе отличий в измерениях, осуществляемых обоими приемниками, можно определить расстояние между ними по наклонной линии и остаточные погрешности, по которым можно без погрешности получить трехмерные координаты подвижного приемника, если известны трехмерные координаты х, у и ζ опорного приемника.
Таким образом, можно получить измерения с точностью до метров или сантиметров, в зависимости от того, используют ли также фазу для вычисления упомянутой разности.
На практике, между двумя упомянутыми приемниками и спутником могут существовать препятствия, например деревья, здания, горы и т.п. Кроме того, качество сигнала может ухудшаться вследствие помех, возникающих, например, из-за близости линий электропередачи или антенн.
Следовательно, ориентация приемников относительно спутников важна, чтобы гарантировать оптимальную передачу сигнала в присутствии препятствий и помех.
Современные средства спутникового позиционирования позволяют задавать минимальный угол отсечки, что обеспечивает возможность отслеживания и последующего отбрасывания низко расположенных спутников, которые наиболее часто подвержены проблемам, связанным с искажениями сигнала в атмосфере.
Однако при отбрасывании части доступных спутников снижается точность наблюдений, в частности измерений высоты (координата ζ).
Еще одним известным в настоящее время способом измерения перемещений грунта и встроенных в него конструкций является дифференциальная радиолокационная интерферометрия. Этот способ основан на измерении разности фаз двух радиолокационных сигналов, относящихся к одной и той же точке, каждый из которых передается со спутника при одном из его проходов и отражается от земли.
На основе этого измерения можно с высокой точностью установить перемещение по вертикали (координату ζ), которое произошло между двумя проходами спутника, и в некоторых случаях также горизонтальные перемещения (координаты х, у).
Учитывая, что проходы спутника происходят, как правило, примерно каждые 35 дней, очевидно, такой способ подходит для измерений медленных перемещений, например оседания грунта или медленных оползней.
В данном способе выполняют обработку данных радиолокации, полученных посредством систем радаров с синтезированной апертурой (ЗугИНеПс Арейите Набат, 8ЛР). которые включают средства излучения сигнала и датчик, установленные на спутнике. Средства излучения в системах 8АН передают в направлении Земли сигналы в СВЧ-диапазоне, а датчик используют для приема комплексного сигнала обратного рассеяния, отраженного от поверхности земли.
Фаза радиолокационного сигнала, передаваемого системой 8АН и отраженного от поверхности земли, пропорциональна расстоянию от спутника до точки поверхности, в которой происходит упомянутое отражение. Следовательно, разность фаз между двумя изображениями 8АН одной и той же области, полученных в различные моменты времени, непосредственно связана с опусканием или подъемом объекта изображения, произошедшим в интервале времени между первым и вторым моментом получения данных.
Развитие дифференциальной радиолокационной интерферометрии предусматривает превентивную
- 1 019394 идентификацию посредством статистического анализа множества точек с оптимизированным отражением и возможность хранения отражательных характеристик в различные моменты времени, на основе чего можно будет осуществить измерения оседания.
Измерения, выполняемые в одной точке, идентифицированной описанным выше образом, которую называют постоянным отражателем, позволяют определять перемещения по вертикали (координата ζ) с точностью до миллиметров.
При высокой пространственной плотности постоянных отражателей можно также получить хорошие результаты и для горизонтальных измерений (координаты х и у) грунта и/или установленных на нем конструкций в различные моменты времени.
В случае недостатка естественных постоянных отражателей обычно устанавливают специальные искусственные постоянные отражатели пассивного или активного типа, распределяя их по области, представляющей интерес.
Искусственные отражатели пассивного типа характеризуются низкой стоимостью и не требуют специфического технического обслуживания, однако обладают недостатком, заключающимся в относительно крупном размере и чувствительности к ориентации относительно спутника.
Следовательно, в момент установки отражатель должен быть очень точно ориентирован относительно выбранного спутника, при этом он предназначен для отражения сигнала, передаваемого именно этим спутником.
Активные отражатели, с другой стороны, представляют собой компактные системы, которые характеризуются уменьшенными размерами, что облегчает их установку на земле и транспортировку до места установки.
Преимущество подобных отражателей заключается в отсутствие необходимости в точно направленной ориентации и в чувствительности более чем к одному спутнику, при этом в случае точной ориентации обеспечиваются наилучшие условия их функционирования.
В заключение необходимо отметить, что для обеспечения функционирования известные в настоящее время способы требуют точного и стабильного во времени позиционирования соответствующих наземных станций (т.е. отражателей и наземных приемников).
После установки как активных, так и пассивных отражателей дифференциальной радиолокационной интерферометрии, а также приемников ΌΟΡ8 в области контроля, они подвержены возможным морфологическим изменениям и изменениям вследствие деятельности человека на Земле.
Системы оценки перемещения грунта и установленных на нем конструкций, рассмотренные выше, следовательно, не способны длительное время поддерживать степень точности, обеспечиваемую на момент установки.
Если указанные наземные отражатели интегрируют в контролируемые производственные конструкции, например путем сварного или полимерного клеевого соединения, снимается проблема изменений, связанных с человеческим фактором или животными, а также атмосферными явлениями, имеющими высокую интенсивность.
Однако в этом случае система также не способна в течение длительного времени поддерживать степень точности, обеспечиваемую на момент установки, поскольку даже небольшое пространственное перемещение конструкции вследствие оседания грунта может привести к неоптимальному позиционированию наземных станций относительно спутников, снижая, таким образом, обнаружительную способность системы.
Целью настоящего изобретения является преодоление описанных выше недостатков и, в частности, создание устройства и способа измерения пространственных перемещений производственных конструкций, которые способны длительное время поддерживать точность измерений, обеспечиваемую на момент установки.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства и способа измерения пространственных перемещений производственных конструкций, которые почти не подвержены изменениям вследствие деятельности человека на Земле или атмосферных явлений высокой интенсивности.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства и способа измерения пространственных перемещений производственных конструкций, которые способны обеспечить субмиллиметровую точность выполняемых измерений.
Эти, а также другие цели в соответствии с настоящим изобретением достигаются с помощью предложенных устройства и способа измерений пространственных перемещений производственных конструкций, соответствующих независимым пунктам формулы изобретения.
Дополнительные характеристики устройства и способа измерения пространственных перемещений производственных конструкций приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Характеристики и преимущества устройства и способа измерения пространственных перемещений производственных конструкций в соответствии с настоящим изобретением станут более понятными из дальнейшего иллюстративного описания, не ограничивающего настоящее изобретение, со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой вертикальный вид сбоку первого варианта осуществления устройства для
- 2 019394 измерения пространственных перемещений производственных конструкций в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 представляет собой вид спереди устройства для измерения пространственных перемещений производственных конструкций, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 представляет собой вид сверху устройства для измерения пространственных перемещений производственных конструкций, показанного на фиг. 1;
фиг. 4 представляет собой детальный чертеж устройства для измерения пространственных перемещений производственных конструкций, показанного на фиг. 1;
фиг. 5 представляет собой второй вариант осуществления устройства для измерения пространственных перемещений производственных конструкций в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 6 представляет собой блок-схему алгоритма способа измерения пространственных перемещений производственных конструкций в соответствии с настоящим изобретением.
Показанное на чертежах устройство для измерения пространственных перемещений производственных конструкций в соответствии с настоящим изобретением в целом обозначено позицией 10.
Для выполнения упомянутых измерений, как правило, используют системы, состоящие из одного или более измерительных устройств 10 в соответствии с настоящим изобретением, которые осуществляют связь по меньшей мере с одной соответствующей спутниковой станцией, передающей сигналы.
С этой целью измерительное устройство 10 включает по меньшей мере одну наземную станцию 11, способную осуществлять связь со спутниковой станцией, передающей сигнал.
В соответствии с применяемой технологией упомянутая по меньшей мере одна наземная станция 11 представляет собой приемник 11Ь спутниковой системы позиционирования (СР8, С1опа55 или СаШео), используемый в случае наблюдений с помощью ЭСР8 и/или искусственный отражатель 11а спутникового радиолокационного сигнала, используемый при применении дифференциальной интерферометрии 8ЛК
Аналогично, в соответствии с применяемой технологией упомянутая по меньшей мере одна спутниковая станция, передающая сигнал, представляет собой соответственно спутник системы спутникового позиционирования (СР8, С1опа55 или СаШео) или, в дополнение, спутник, оснащенный средствами испускания сигналов в СВЧ-диапазоне, которые используют в дифференциальной интерферометрии.
Предпочтительно, в случае дифференциальной интерферометрии 8ЛК, используют искусственный отражатель 11а активного типа, предъявляющий меньшие требования к препятствиям, что также упрощает его установку на производственную конструкцию 20, расположенную в грунте.
В соответствии с настоящим изобретением наземная станция 11 закреплена с возможностью регулировки на опоре 12, которая может быть жестко соединена с производственной конструкцией 20.
В проиллюстрированном варианте осуществления настоящего изобретения опора 12 состоит из соединительных элементов 13, предназначенных для присоединения к конструкции 20, на которых установлено множество практически вертикальных стержней 14, оснащенных упругими компенсаторами 14а и прикрепленных в верхней части к первой платформе 15а.
В случае, когда производственная конструкция 20 имеет цилиндрическую форму, соединительные средства 13 для соединения с конструкцией 20 предпочтительно формируют посредством двух пар полукруглых полос 13а, выполненных из слегка упругого материала, скрепленных друг с другом посредством регулируемых соединительных средств 13Ь и оснащенных упругими компенсаторами 13с.
По меньшей мере одну наземную станцию 11 предпочтительно закрепляют как единое целое сверху, на второй платформе 15Ь, которая выполняет роль опорной поверхности для наземной станции 11 или опоры специальной опорной поверхности 15с. Упомянутые опорные поверхности 15Ь, 15с соединены, в свою очередь, с первой платформой 15а опоры 12 с помощью средств 17 регулировки азимутальной ориентации и высоты, предназначенных для изменения взаимного расположения опорных поверхностей 15Ь, 15с и первой платформы 15а.
Для автоматической регулировки взаимного расположения наземной станции 11 и опоры 12 предусмотрены средства 16 определения мгновенных азимутальных координат, т.е. азимутальной ориентации А и высоты 11 первой платформы 15а, а следовательно, и конструкции 20, на которой первая платформа 15а целиком закреплена посредством стержней 14 и средств 13 соединения.
Упомянутые средства 16 определения азимутальных координат включают по меньшей мере одно устройство определения наклона или наклономер и датчик поворота для определения высоты 1 и азимута А первой платформы 15а, соответственно, относительно наклона и исходного угла поворота, заданных в момент установки измерительного устройства 10.
Наклономер и датчик угла поворота соединены со средствами 19 обработки данных, предпочтительно оснащенных радиопередатчиком, которые, на основе показаний высоты 1 и мгновенной азимутальной ориентации А, формируют управляющий сигнал для средств 17 регулировки и, в частности, по меньшей мере, для первого электромеханического привода 17а, способного изменять наклон, и, по меньшей мере, для второго электромеханического привода 17с, способного изменять угол поворота опорной поверхности 15Ь, 15с относительной первой платформы 15а и, следовательно, относительно конструкции 20.
- 3 019394
Предпочтительно электромеханические приводы 17а и 17с представляют собой шаговые двигатели, которые воздействуют соответственно на средства перемещения 17Ь опорной поверхности 15Ь, 15с или непосредственно на упомянутую опорную поверхность 15Ь, 15с.
Упомянутые средства 17Ь перемещения представляют собой, например, червячные винты, связанные с опорной поверхностью 15Ь, 15с. Изменяя степень закручивания отдельных червячных винтов 17Ь в первую платформу 15а, можно изменять наклон опорной поверхности 15Ь, 15с наземной станции 11 относительно упомянутой первой платформы 15а, компенсируя, тем самым, изменения азимутальной высоты 11 конструкции 20.
Компенсация поворота опорной поверхности 15Ь, 15с, с другой стороны, выполняется непосредственно с помощью привода 17с.
Это, соответственно, гарантирует, что, если конструкция 20 испытает пространственные перемещения, которые изменят наклон и угол поворота опорной поверхности 15Ь, 15с и, следовательно, по меньшей мере одной наземной станции 11 относительно положения, заданного на стадии установки, эти изменения будут компенсированы соответствующим перемещением опорной поверхности 15Ь, 15с с помощью средств 17 регулирования, что обеспечивает сохранение неизменной ориентации наземной станции 11 относительно спутниковых станций.
Устройство 10 для измерения пространственных перемещений производственных конструкций предпочтительно включает как активный искусственный отражатель 11а спутникового радиолокационного сигнала, применяемый в области дифференциальной интерферометрии 8АК, так и приемник 11Ь сигналов спутникового позиционирования, как показано на фиг. 5.
Измерения, проведенные заявителем, показали, что действительно, сочетание наблюдений, осуществленных посредством двух рассмотренных технологий - ΌΟΡ8 и дифференциальной интерферометрии 8АК - позволяет измерять пространственные перемещения с субмиллиметровой точностью.
Предпочтительно устройство 10 для измерения пространственных перемещений производственных конструкций также дополнительно включает устройство 18, предназначенное для отражения лазерного луча, используемого в области исследования геометрических характеристик способом лазерного сканирования.
Это позволяет добиться высокого пространственного разрешения, если необходима трехмерная цифровая модель конструкции 20, получаемая посредством различных смежных сканирующих проходов, выполняемых с помощью техники лазерного сканирования.
Способ 100 измерения пространственных перемещений производственных конструкций заключается в следующем.
В момент установки устройства 10 на конструкции 20 задают (шаг 110) исходную азимутальную ориентацию А0 и исходную высоту Но опорной поверхности 15Ь, 15с.
В частности, исходная азимутальная ориентация Аз совпадает с углом поворота поверхности 15Ь, 15с, при котором электроника отражателя 11а ориентирована на север.
Исходная высота 10, с другой стороны, совпадает с положением опорной поверхности 15Ь, 15с, строго параллельным поверхности моря.
В течение всего периода наблюдений осуществляется постоянный контроль (шаг 120) мгновенных значений ориентации А и высоты 1.
Если выявленные мгновенные значения ориентации и высоты отличаются от изначально установленных значений, средства 19 обработки управляют (шаг 130) приводами 17а, 17с так, чтобы компенсировать эти отличия.
Это гарантирует, что наземная станция 11 всегда способна корректно и точно принимать/отражать в обратном направлении сигналы, передаваемые соответствующей передающей стацией.
Если регистрируемые значения ориентации и высоты превосходят заранее заданные максимальные значения Атах и йтах, зависящие от применяемого типа приводов 17а, 17с и средств 17Ь перемещения, формируют сигнал предупреждения и передают его (шаг 135) в центр сбора данных, например, посредством радиопередатчика, представленного в составе средств 19 обработки, чтобы уведомить о невозможности дальнейшей компенсации.
В этом случае необходимо выполнить оценку, являются ли пространственные перемещения, которым подверглась конструкция 20, достаточными для ее повреждения, и, вследствие этого, требуется ли вмешательство в саму конструкцию 20, или для восстановления оптимальных условий связи упомянутой по меньшей мере одной наземной станции 11 со спутником достаточно технического обслуживания.
В течение всего периода наблюдения осуществляется также получение (шаг 150) мгновенного пространственного положения х, у, ζ посредством применения технологий ΌΟΡ8 и/или дифференциальной интерферометрии 8АК, а также передача полученных данных в центр сбора данных. В частности, если применяют обе технологии, горизонтальные координаты х, у точно определяют посредством технологии ΌΟΡ8. Дифференциальная интерферометрия 8АК, с другой стороны, обеспечивает более точно определение вертикальной координаты ζ.
Для экономии электроэнергии искусственные отражатели 11а активного типа предпочтительно находятся в спящем режиме и включаются только на шаге 140 при прохождении спутника, на котором ус
- 4 019394 тановлена соответствующая станция, передающая радиолокационный сигнал.
На основе собранных данных позиционирования на шаге 160 выполняют обработку пространственных перемещений, которым подверглась конструкция 20, для определения воздействующих на нее механических нагрузок, а также риска разрушения конструкции 20.
В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления настоящего изобретения получают (шаг 170) трехмерную цифровую модель конструкции 20 и места ее установки с использованием способа лазерного сканирования.
Для этого вдоль производственной конструкции 20 устанавливают по меньшей мере три измерительных устройства, каждое из которых включает элемент 18 с высокой отражающей способностью, таким образом, чтобы они попадали в множество точек сканирования последовательных сканирующих лучей.
Характеристики измерительного устройства и способа, служащих для реализации целей настоящего изобретения, очевидны из предшествующего описания, как и их сравнительные преимущества.
Очевидно, что к предложенному устройству и способу могут быть применены множество модификаций и вариантов, при этом все они не выходят за рамки настоящего изобретения, кроме того, любые их детали могут быть заменены технически эквивалентными элементами на практике, используемые материалы, как и размеры, могут изменяться в соответствии с техническими требованиями конкретного применения.

Claims (15)

1. Устройство (10) для измерения пространственных перемещений производственной конструкции (20), включающее по меньшей мере одну наземную станцию (11), осуществляющую связь по меньшей мере с одной соответствующей спутниковой станцией, передающей сигнал, при этом упомянутая наземная станция (11) подвижно соединена с опорой (12), жестко закрепленной на упомянутой производственной конструкции (20), и имеет исходную азимутальную ориентацию (Аз) и исходную азимутальную высоту (Но), отличающееся тем, что упомянутая наземная станция (11) выполнена с возможностью перемещения относительно упомянутой опоры с помощью средств (17) регулировки ориентации и высоты наземной станции (11) так, чтобы компенсировать отличия мгновенных значений ориентации (А) и высоты (Н) от упомянутых исходных значений ориентации (Аз) и высоты (Но).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая наземная станция (11) целиком закреплена поверх опорной поверхности (15Ъ, 15с), а упомянутая опора (12) включает первую платформу (15а), к которой присоединена упомянутая опорная поверхность (15Ъ, 15с), при этом упомянутые средства (17) регулировки ориентации и высоты наземной станции (11) выполнены с возможностью изменения взаимного положения упомянутой опорной поверхности (15Ъ, 15с) и упомянутой первой платформы (15а).
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутые средства (17) регулировки включают, по меньшей мере, первый привод (17а), связанный со множеством червячных винтов (17Ъ), закрепленных с возможностью вращения на упомянутой первой платформе (15а) и являющихся частью упомянутой опорной поверхности (15Ъ, 15с), и, по меньшей мере, второй привод (17с), способный поворачивать упомянутую опорную поверхность (15Ъ, 15с).
4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно включает средства (16) определения азимутальной ориентации и высоты упомянутой опоры (12), включающие по меньшей мере одно устройство определения наклона и один датчик поворота, при этом упомянутые средства (16) определения азимутальной ориентации и высоты связаны со средствами (19) обработки сигналов, способными формировать сигнал приведения в действие упомянутых средств (17) регулировки на основе упомянутых определяемых мгновенных значений ориентации (А) и высоты (Н).
5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что упомянутая наземная станция (11) представляет собой приемник спутникового позиционирования.
6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что упомянутая наземная станция (11) представляет собой искусственный отражатель, способный отражать поступающий со спутника электромагнитный сигнал.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что упомянутый отражатель является отражателем активного типа.
8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что упомянутая опорная поверхность (15Ъ, 15с) соединена с устройством (18), способным отражать луч лазера.
9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что упомянутая опора (12) включает множество соединительных элементов (13) для соединения с упомянутой производственной конструкцией (20), при этом на упомянутых соединительных элементах (13) установлено множество стержней (14), соединенных в верхней части с упомянутой первой платформой (15а).
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что упомянутые соединительные элементы (13) для соединения с производственной конструкцией (20) представляют собой две пары полукруглых полос (13а), соединенных вместе с помощью регулируемых средств (13Ъ) соединения.
- 5 019394
11. Способ (100) измерения пространственных перемещений производственных конструкций (20), включающий следующие шаги:
задание (110) исходной ориентации (Ао) и исходной высоты (Н0) по меньшей мере одной наземной станции (11), закрепленной на упомянутой производственной конструкции (20), и осуществление связи по меньшей мере с одной передающей сигнал спутниковой станцией для определения пространственного положения (х, у, ζ) упомянутой производственной конструкции (20);
контроль (120) мгновенных значений ориентации (А) и высоты (Н) упомянутой производственной конструкции (20);
изменение (130) ориентации и высоты упомянутой по меньшей мере одной наземной станции (11) так, чтобы компенсировать отличие мгновенных значений ориентации (А) и высоты (Н) от упомянутых исходных значений ориентации (А0) и высоты (Й0).
12. Способ по п.11, включающий также шаг формирования и передачи (135) сигнала предупреждения в случае, если упомянутые мгновенные значения ориентации (А) и высоты (Н) превышают соответствующие максимальные значения ориентации (А1Шх) и высоты (Нтах).
13. Способ по п.11 или 12, также включающий следующие шаги:
получение и передачу информации о мгновенном пространственном положении (х, у, ζ) упомянутой производственной конструкции (20);
обработку пространственного перемещения упомянутой производственной конструкции (20) на основе упомянутого мгновенного пространственного положения (х, у, ζ).
14. Способ по п.13, также включающий шаг включения упомянутой наземной станции (11) на время прохождения упомянутой по меньшей мере одной передающей сигнал спутниковой станции, если упомянутая по меньшей мере одна наземная станция (11) представляет собой искусственный отражатель активного типа, при этом упомянутая по меньшей мере одна передающая сигнал спутниковая станция представляет собой спутник, передающий радиолокационный сигнал.
15. Способ по любому из пп.11-14, также включающий шаг определения трехмерной цифровой модели упомянутой производственной конструкции (20) и места ее установки.
EA201190151A 2009-03-04 2010-02-18 Устройство и способ измерения пространственных перемещений производственных конструкций EA019394B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2009A000315A IT1393118B1 (it) 2009-03-04 2009-03-04 Apparato e metodo di misura di spostamenti spaziali di strutture impiantistiche
PCT/EP2010/001097 WO2010099881A1 (en) 2009-03-04 2010-02-18 Apparatus and method for measuring spatial movements of plant structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201190151A1 EA201190151A1 (ru) 2012-04-30
EA019394B1 true EA019394B1 (ru) 2014-03-31

Family

ID=41649655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201190151A EA019394B1 (ru) 2009-03-04 2010-02-18 Устройство и способ измерения пространственных перемещений производственных конструкций

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8872698B2 (ru)
EP (1) EP2404345B1 (ru)
CA (1) CA2752658C (ru)
CY (1) CY1120818T1 (ru)
DK (1) DK2404345T3 (ru)
EA (1) EA019394B1 (ru)
IT (1) IT1393118B1 (ru)
WO (1) WO2010099881A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2673367C2 (ru) 2014-04-18 2018-11-26 Эни С.П.А. Способ и система для непрерывного дистанционного контроля деформаций в находящемся под давлением трубопроводе
US11782167B2 (en) 2020-11-03 2023-10-10 2KR Systems, LLC Methods of and systems, networks and devices for remotely detecting and monitoring the displacement, deflection and/or distortion of stationary and mobile systems using GNSS-based technologies
CN113091600B (zh) * 2021-04-06 2022-12-16 长沙理工大学 一种利用时序InSAR技术监测软土地基形变的监测方法
WO2023022587A1 (en) * 2021-08-17 2023-02-23 Petroliam Nasional Berhad (Petronas) Geographic data processing methods and systems for assessing geohazard risk
CN114754734B (zh) * 2022-04-24 2024-03-22 临武县金煌天然气有限公司 一种燃气管道沉降检测调节装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512912A (en) * 1994-01-28 1996-04-30 Amsc Subsidiary Corporation Marine antenna mount
US5922039A (en) * 1996-09-19 1999-07-13 Astral, Inc. Actively stabilized platform system
DE10062795A1 (de) * 2000-07-20 2002-02-07 Christa Reiners Anlage zum Prüfen der Biegefestigkeit eines Mastes und Verfahren zum Betrieb der Anlage
WO2002101410A2 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Tes Teleinformatica E Sistemi Srl. Transponder having high phase stability for sar systems
US20020196195A1 (en) * 2001-06-13 2002-12-26 Vermette Louis R. Two-axis pole mount assembly
US6844856B1 (en) * 2003-07-08 2005-01-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Minimum cycle slip airborne differential carrier phase GPS antenna
EP1688759A2 (en) * 2005-02-04 2006-08-09 SEPA - Sistemi Elettronici Per Automazione S.P.A. A system and method for monitoring and surveying movement of the terrain, large infrastructures and buildings using GPS signals
WO2006112637A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-26 A & P Technology Co., Ltd. System for receiving satellite signal and controlling method thereof
WO2007077169A1 (en) * 2006-01-03 2007-07-12 Altamira Information, S.L. Active device for the reception and the emission of electromagnetic waves
JP2008175675A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Maeda Corp 長大構造物の健全性判定システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197548A (en) * 1976-06-01 1980-04-08 B. E. Industries, Inc. Antenna stabilization system
US4599620A (en) * 1984-12-04 1986-07-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for determining the orientation of a moving platform
US5594953A (en) 1994-01-28 1997-01-14 Amsc Subsidiary Corporation Mobile communicator system
US5915476A (en) * 1997-01-21 1999-06-29 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Monitoring well
US8326537B2 (en) * 2004-01-20 2012-12-04 Westerngeco L.L.C. Survey design using earth observation data

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512912A (en) * 1994-01-28 1996-04-30 Amsc Subsidiary Corporation Marine antenna mount
US5922039A (en) * 1996-09-19 1999-07-13 Astral, Inc. Actively stabilized platform system
DE10062795A1 (de) * 2000-07-20 2002-02-07 Christa Reiners Anlage zum Prüfen der Biegefestigkeit eines Mastes und Verfahren zum Betrieb der Anlage
WO2002101410A2 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Tes Teleinformatica E Sistemi Srl. Transponder having high phase stability for sar systems
US20020196195A1 (en) * 2001-06-13 2002-12-26 Vermette Louis R. Two-axis pole mount assembly
US6844856B1 (en) * 2003-07-08 2005-01-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Minimum cycle slip airborne differential carrier phase GPS antenna
EP1688759A2 (en) * 2005-02-04 2006-08-09 SEPA - Sistemi Elettronici Per Automazione S.P.A. A system and method for monitoring and surveying movement of the terrain, large infrastructures and buildings using GPS signals
WO2006112637A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-26 A & P Technology Co., Ltd. System for receiving satellite signal and controlling method thereof
WO2007077169A1 (en) * 2006-01-03 2007-07-12 Altamira Information, S.L. Active device for the reception and the emission of electromagnetic waves
JP2008175675A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Maeda Corp 長大構造物の健全性判定システム

Also Published As

Publication number Publication date
CA2752658C (en) 2017-03-21
WO2010099881A1 (en) 2010-09-10
EP2404345B1 (en) 2018-08-15
US20120044106A1 (en) 2012-02-23
EA201190151A1 (ru) 2012-04-30
CA2752658A1 (en) 2010-09-10
US8872698B2 (en) 2014-10-28
CY1120818T1 (el) 2019-12-11
DK2404345T3 (en) 2018-12-10
IT1393118B1 (it) 2012-04-11
ITMI20090315A1 (it) 2010-09-05
EP2404345A1 (en) 2012-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8705022B2 (en) Navigation system using both GPS and laser reference
EP1774257B1 (en) Combination laser system and global navigation satellite system
EP1646889B1 (en) A seismic measuring system including gps receivers
CN100588897C (zh) 一种利用激光远程测量路基沉降的装置与方法
EA019394B1 (ru) Устройство и способ измерения пространственных перемещений производственных конструкций
US20220306169A1 (en) A Track Monitoring System
Riesen et al. Short-term surface ice motion variations measured with a ground-based portable real aperture radar interferometer
RU2446411C2 (ru) Способ мониторинга смещений земной поверхности и деформаций сооружений на территории месторождения полезных ископаемых
JP6314101B2 (ja) 地上設置型合成開口レーダーを用いた植生域に対応した地盤変位計測方法
JPH03501411A (ja) 測量系
Brown et al. Monitoring of open pit mines using combined GNSS satellite receivers and robotic total stations
KR101803603B1 (ko) Gps를 활용한 지반침하 감시 시스템
Dreier et al. The potential of UAV-based laser scanning for deformation monitoring. Case study on a water dam
JP2017156321A (ja) 地盤変位観測システム、及びそれに用いる測標
KR101813206B1 (ko) 실시간 원격 수정이 가능한 수치지도 제작 시스템의 운용 시스템
KR100763015B1 (ko) 지피에스 사방레이저 발사장치를 이용한 건축물기초지반상태 및 정밀한 위치측정시스템
AU2014276493B2 (en) Ground-based geo-referenced interferometric radar
Nahli et al. On the combination of PsInsar and GNSS techniques for long-term bridge monitoring
Bovenga et al. Using corner reflectors and X-band SAR interferometry for slope instability monitoring
Ogaja A framework in support of structural monitoring by real time kinematic gps and multisensor data
KR101349117B1 (ko) 지아이에스정보 및 기준점 위치정보 확인을 통한 수치지도 제작장치
Gisinger et al. First experiences with active C-band radar reflectors and Sentinel-1
Charléty et al. Long-term monitoring of soil surface deformation with RFID
Chrzanowski et al. Deformation monitoring surveys-old problems and new solutions
KR100763014B1 (ko) 지피에스 사방레이저 정밀 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM