Разработка технологии фотограмметрического щелемер

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: наблюдение за деформациями, инженерная геодезия, фотограмметрия, щелемер, блок фотограмметрических марок, тензодатчик.

АННОТАЦИЯ: Представляются основные результаты исследований, выполненных при разработке фотограмметрического щелемера. Рассматриваются основные принципы работы данного устройства.

Наблюдение за динамикой развития трещин в зданиях, а также за величинами раскрытий деформационных швов в инженерных сооружениях – важная задача инженерного обследования и геодезического мониторинга. Наряду с методами геодезии для решения данных задач широко используют различные типы маяков, щелемеров и тензодатчиков. Наиболее эффективны электронные датчики линейных перемещений. Данные устройства обеспечивают самую высокую точность (до нескольких микрон и выше) и благодаря электронному считыванию результатов позволяют организовать постоянно действующие системы мониторинга. Однако из-за высокой стоимости электронные датчики применяются, как правило, только на наиболее важных и опасных объектах, в наиболее ответственных местах. Другие типы щелемеров (механические, шкаловые), как и геодезические методы, редко обеспечивают точность выше 0.1 мм. Кроме того, большинство щелемеров устроены и устанавливаются так, что отслеживают перемещение только по одному из направлений (обычно перпендикулярно направлению трещины или шва). Если необходимо наблюдать за пространственными деформациями, то придется установить не один, а три таких датчика или щелемера, что усложняет систему мониторинга и приводит к дополнительным затратам.

Все эти соображения наряду со значительным опытом научно-технических разработок в области цифровой фотограмметрии побудил нас начать разработку нового типа щелемера, работающего на основе методов фотограмметрии. Начиная исследования в 2015 году, мы исходили из следующих основных принципов, на которых должна основываться работа фотограмметрического щелемера:
1. Фотограмметрический щелемер состоит из двух блоков фотограмметрических марок, которые закрепляются по обе стороны деформационного шва или трещины, фотокамеры и специального программного обеспечения.
2. Принцип работы устройства основан на том, что блок марок периодически фотографируется камерой, и по результатам строгой фотограмметрической обработки снимков определяется взаимное положение центров двух блоков марок, расположенных по обе стороны от трещины. А из сравнений результатов обработки съемки, выполненной в разное время определяют деформации.
3. Технология должна быть доступна для освоения и использования неспециалистам в области фотограмметрии, поэтому для съемки должны использоваться самые обычные цифровые камеры, а вся сложность фотограмметрической обработки снимков (от калибровки до вычисления координат и деформаций) должна быть скрыта за высоким уровнем автоматизации всех процессов в программном обеспечении.

Сегодня разработки и исследования близятся к завершению и можно сказать, что основные задачи достигнуты:

технология позволяет достигать точности определения линейных перемещений на уровне нескольких микрон при расстояниях съемки до 20 метров,

технология позволяет определять линейные перемещения сразу по трем координатным осям,

помимо линейных деформаций из обработки могут быть определены и угловые.

---