Investigations over using mirrors and prisms in geodetic monitoring of building structures

• Autorzy: Wyczałek I. , Tsantopoulos E.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.213

Warianty tytułu

PL

Badania nad użyciem luster i pryzmatów w geodezyjnym monitoringu konstrukcji budowlanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes research works over displacement monitoring system based on distance measurements, which could allow the determination of movements of inaccessible points located on the building structure. Due to the dispersion of tested points over large object as well as to existing difficulties with visibility a method has been elaborated that gives access to points via additional optical elements – flat mirrors and/or rectangular prisms. In order to protect against external influences the reflecting area of the mirror and back wall of the prism were Al+SiO2-coated. Two optical devices for laser measurements have been planned and purchased for tests. They have been installed in two-hinge brackets to be able to turn laser beam toward the prism mounted at measured place. Flexible research stand was mounted and two tests were performed for the distance up to almost 30 m: a 100-fold and 10-fold with varying distances. Analysis of the results showed that the designed set of devices allows the cyclic displacement measurement of multiple points located within 50 m from the instrument with an accuracy not worse than ±1 mm. It has been concluded that proposed approach based on distance measurements can be expanded by angles what should give the opportunity to determine three components of the displacement of test points. It is planned to focus further works on the use of the set: robotic total station + mirrors + reflective targets and control its stability in spatial displacement surveys to inaccessible points located on engineering structures or buildings.

PL

Praca opisuje badania nad systemem pomiarowym bazującym na pomiarach odległości, który pozwoliłby na określenie przemieszczeń niedostępnych punktów na konstrukcji budowlanej. Z uwagi na rozproszenie punktów badanych na rozległej przestrzeni obiektu, jak też z powodu utrudnień w widoczności, opracowano metodę umożliwiającą dostęp do punktów za pośrednictwem dodatkowych elementów optycznych – płaskich luster i/lub pryzmatów. W celu ochrony tych elementów przed wpływem czynników zewnętrznych powierzchnia odblaskowa lub tylna ściana pryzmatu zostały pokryte warstwą Al + SiO2. Zaprojektowano i poddano testom dwa urządzenia optyczne do pomiarów laserowych. Zostały one połączone i zamontowane na pochylnych wspornikach umożliwiających przekierowanie wiązki laserowej w kierunku pryzmatu w mierzonym miejscu. Skonstruowano elastyczną podporę i przeprowadzono dwa testy na odległość do niemal 30 m. Wykonano dwie serie pomiarów: 100-krotny i 10-krotny, oba na kilka różnych odległości. Analiza uzyskanych wyników wykazała, że zaprojektowany zestaw umożliwia cykliczne pomiary przemieszczeń wielu punktów zlokalizowanych do 50 m od stanowiska instrumentu, z dokładnością nie gorszą niż ±1 mm. Stwierdzono, że zaproponowane rozwiązanie oparte na pomiarach odległości może zostać rozbudowane o pomiary kątowe, co powinno sprawić sposobność wyznaczania trzech składowych przemieszczenia badanych punktów. Planuje się skupić przyszłe badania na użyciu zestawy tachimetr+lustra+odblaskowe cele w pomiarach przemieszczeń przestrzennych do niewidocznych punktów zlokalizowanych na obiektach inżynierskich lub budowlanych. Następnym problemem planowanym do rozwiązania jest ścisła kontrola stałości luster poprzez pomiar znaczków kontrolnych na ich obudowie.

Słowa kluczowe

EN

geodetic monitoring; building structure; total station; indirect measurement; mirror; prism

PL

monitoring geodezyjny; budowla; tachimetr; pomiar pośredni; lustro; pryzmat

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 4
• Strony: 505--518
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Wyczałek I.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej

autor

Tsantopoulos E.

• University of Patras, School of Engineering, University Campus, Greece

Bibliografia

• [1] Cosser E., Roberts G.W., Meng X., Dodson A.H., 2003: Measuring the dynamic deformation of bridges using a total station. Proceedings, 11th FIG Symposium on Deformation Measurements, Santorini, Greece (Available, 05.05.2015 at http://www.fig.net/commission6/santorini/I-Monitoring Static and Dyn/I9.pdf ).
• [2] Janusz J., 1993: Metoda wyznaczania przemieszczeń punktów z wykorzystaniem odbić zwierciadlanych, Prace Instytutu Geodezji I Kartografii, XL, 1(88): 67-84.
• [3] Kirschner H., Stempfhuber W., 2008: The kinematic potential of modern tracking total stations - a state of the art report on the Leica TPS1200+, Proceedings of the 1st International Conference on Machine Control & Guidance, June 24-26 Zurich Switzerland s. 51-60.
• [4] Mazalová J., Valentová K., Vlčková L., 2009: Testing of the accuracy of Leica TCRP 1201 total stations, Topcon GPT-7001 and Topcon GPT-8203M. Acta Montanistica Slovaca, 14 (1): 69-74.
• [5] Odziemczyk W., 2014: Analysis of deformations of the skylight construction at the main hall of the Warsaw University of Technology, Reports on Geodesy and Geoinformatics, 97: 35-46.
• [6] Wójcik M., 1996: Niwelacja trygonometryczna w zastosowaniach inżynierskich. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań.
• [7] Wójcik M., Wyczałek I., Nowak R., 2013: Test precyzyjnego tachimetru zmotoryzowanego pod kątem jego użycia do pomiarów pionowych przemieszczeń konstrukcji mostowych. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej, Politechnika Poznańska, 15: 145-156.
• [8] Wyczałek I., 1991: Wykorzystanie przystawek zwierciadlanych w fotogrametrycznych pomiarach przemieszczeń, Akademia Górniczo-Hutnicza (PhD theses).