Wyznaczenie dynamicznych przemieszczeń punktów z wykorzystaniem autorskiego automatycznego modułu opracowania wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS

• Autorzy: Paziewski Jacek , Tomaszewski Dariusz , Rapiński Jacek , Stolecki Lech

Warianty tytułu

EN

Determining the dynamic displacements with the use of the automatic module for high-rate GNSS observation processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki walidacji modułu opracowania wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS, powstałego w ramach realizacji projektu ASMOW. Moduł przeznaczony jest do wyznaczania dynamicznych przemieszczeń wywoływanych zdarzeniami para-sejsmicznymi. Badania przeprowadzono w oparciu o dane pomiarowe, zebrane podczas realizacji projektu ASMOW przez testową sieć stacji monitorujących, która została założona w rejonie oddziaływania głębinowej kopalni rud miedzi Rudna. Walidacje wykonano na podstawie opracowania rejestracji sejsmicznych oraz wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS, pozyskanych podczas zdarzenia sejsmicznego z 30 lipca 2020 r. na testowym obszarze. Analizowane zdarzenie sejsmiczne charakteryzowało się energią = 1,9x108 J oraz magnitudą = 3,6. Na podstawie całkowania rejestracji z akcelerometrów obliczono wartości dynamicznych przemieszczeń dla stacji sejsmicznych, kolokowanych ze stacjami GNSS. Tak wyznaczone przemieszczenia potraktowano jako wartości referencyjne i do nich odniesiono wartości przemieszczeń, które zostały wyznaczone autorskim automatycznym modułem opracowania wysokoczęstotliwościowych obserwacji GNSS, powstałym w ramach projektu ASMOW. Na podstawie wykonanych badań stwierdzono wysoką zgodność pomiędzy rozwiązaniami z dwóch technik obserwacyjnych. Określono dokładność wyznaczania dynamicznych przemieszczeń w oparciu o wysokoczęstotliwościowe sygnały GNSS na poziomie pojedynczych milimetrów. W szczególności średnia kwadratowa różnic przemieszczeń z obu technik zawierała się w zakresie 0,6-2,6 mm dla składowych poziomych oraz 1,8-2,5 mm dla wysokości.

EN

The article presents a validation of the use of high-rate GNSS observations to determine dynamic displacements caused by seismic events. This task was performed on the basis of measurement data generated as part of the ASMOW project. The study concerns the measurement network which was established in the Rudna mine influence area. The validations were made on the basis of data from seismographs and GNSS measurement collected on July 30, 2020 during the seismic event. The seismic event was characterized by an energy of 1.9x108 J and a magnitude of 3.6. As part of the study, data collected from accelerographs were treated as reference values. Then, based on the integration of accelerations, the values of soil displacements at GNSS stations collocating with seismic stations were calculated. The same values were determined by the developed automatic GNSS high-rate processing module. On the basis of performed studies, a high agreement was found between the solutions from the two independent observation techniques. Moreover, we showed that it is feasible to reach a few millimeters accuracy level of dynamic displacements determination with high-rate GNSS. In particular, the root mean square of the displacement differences from both techniques was in the range of 0.6-2.6 mm for the horizontal components and 1.8-2.5 mm for the height.

Słowa kluczowe

PL

wstrząsy sejsmiczne; GNSS; przemieszczenia

EN

seismic events; GNSS; displacements

• Wydawca: KGHM CUPRUM Spółka z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe
• Czasopismo: Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 3-4
• Strony: 27--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Paziewski Jacek

• Katedra Geodezji, Instytut Geodezji i Budownictwa, Wydział Geoinżynierii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Tomaszewski Dariusz

• Katedra Geodezji, Instytut Geodezji i Budownictwa, Wydział Geoinżynierii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Rapiński Jacek

• Katedra Geodezji, Instytut Geodezji i Budownictwa, Wydział Geoinżynierii, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

autor

Stolecki Lech

• KGHM CUPRUM sp. z o.o. - Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław

Bibliografia

• [1] Bock Y., Agnew D.C., Fang P., Genrich J.F., Hager B.H., Herring T.A., Hudnut K.W., King R.W., Larsen S., Minster J.B., Stark K., Wdowinski S., Wyatt F.K., 1993, Detection of crustal deformation from the Landers earthquake sequence using continuous geodeticmeasurements, Nature 361, s. 337-340.
• [2] Nikolaidis R.M., Bock Y., Jonge P.J., Shearer P., Agnew D.C., Van Domselaar M., 2001,Seismic wave observations with the Global Positioning System, J. Geophys. Res. 106, s. 21 897-21 916.
• [3] Paziewski J., Kurpinski G., Wielgosz P., Stolecki L., Sieradzki R., Seta M., Oszczak S., Castillo M., Martin-Porqueras F., 2020, Towards Galileo + GPS seismology: Validation of high-rate GNSS-based system for seismic events characterisation, Measurement, 166 108236.
• [4] Ge L., Han S., Rizos C., Ishikawa Y., Hoshiba M., Yoshida Y., Izawa M., Hashimoto N.,Himori S., 2000, GPS seismometers with up to 20 Hz sampling rate, Earth Planet Sp 52,s. 881-884.
• [5] Baryła R., Wielgosz P., Paziewski J., Błaszczyk S., 2011, Principles of ground deformation monitoring at open pit mine with use of GPS technology: KWB “Adamów” in Turek case study, Reports on Geodesy No 1(90).
• [6] Baryła R., Paziewski J., Wielgosz P., Stępniak K., Krukowska M., 2014, Accuracy assessment of the ground deformation monitoring with the use of GPS local network: open pit mine Koźmin case study, Acta Geodynamica et Geomaterialia, vol. 11, no. 4 (176).
• [7] Paziewski J., Sieradzki R., Baryła R., 2019, Detection of Structural Vibration with High--Rate Precise Point Positioning: Case Study Results Based on 100 Hz Multi-GNSS Observables and Shake-Table Simulation, Sensors, 19(22), 4832.
• [8] Paziewski J., Sieradzki R., Baryla R., 2018, Multi-GNSS high-rate RTK, PPP and novel direct phase observation processing method: application to precise dynamic displacement detection, Measurement Science and Technology, 29(3), 035002.
• [9] Saastamoinen J., 1972, Atmospheric correction for the troposphere and stratosphere in radio ranging satellites, The use of artificial satellites for geodesy, 15, s. 247-251.
• [10] Böhm J., Niell A., Tregoning P., Schuh H., 2006, Global Mapping Function (GMF): A new empirical mapping function based on numerical weather model data, Geophysical research letters, 33(7).
• [11] Chang X.W., Yang X., Zhou T., 2005, MLAMBDA: a modified LAMBDA method for integer least-squares estimation, Journal of Geodesy, 79(9), s. 552-565.
• [12] Wang J., Stewart M., Tsakiri M., 1998, A discrimination test procedure for ambiguity resolution on-the-fly, Journal of Geodesy 72 (11), s. 644-653.
• [13] Faccioli E., Paolucci R., Rey J., 2004, Displacement spectra for long periods. Earthquake spectra, 20(2), s. 347-376.
• [14] Murphy J.U., O’Brien L.J., 1977, The correlation of peak ground acceleration amplitude with seismic intensity and other physical parameters, Bulletin of the Seismological Society of America, 67(3), s. 877-915.