Geodätische Sensoren im Deformationsmonitoring

Geodätische Sensoren
im Deformationsmonitoring
Michael Rutschmann, Product Manager for Monitoring Solutions (TPS)
ALLSAT OPEN - 18. Juni 2009
Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
1. Übersicht
Erdrutsch Gebiete
Brücken, Tunnels
Felssturz
Gebäude, Objekte
Vulkane, Seismik
Baustellen
Tagebau
Senkungen
Staudämme
Bergbau
Natur Ereignisse
3
Objekt Monitoring
Minen
Leica Monitoring Lösung
1. Übersicht
Klassische Monitoring Kurve (Intervall 2 Wochen)
4
Nächste Messung
geplant
Leica Monitoring Lösung
1. Übersicht
Abbruch erfolgt
6 Stunden später
Kurve des automatischen Monitoring Systems
Deformation
von Punkten
eindeutig
sichtbar
5
Grosse
Beschleunigung
(Notfall Plan)
Leica Monitoring Lösung
1. Übersicht
Warum automatisch Messen?
Beweissicherung
Sicherheit
Frühwarnung
Massnahmen rechtzeitig anordnen
Information
Kostenvorteile
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Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
2.1 Geodätische Sensoren / Total Stationen
Warum TPS im Deformationsmonitoring?
Bestimmung von präzisen Koordinaten XYZ
Beobachtung von Deformationen über lange
Zeiträume im absoluten Koordinatensystem
Kostenoptimierung bei grosser Punktanzahl
Messungen auf natürliche Oberflächen
(Reflektorloser EDM)
Hohe Genauigkeit
Einsatz im Untertagebau
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Leica Monitoring Lösung
2.1 Geodätische Sensoren / Total Stationen
Rückblick
1990 TM3000V (Staudämme, Felssturz, …)
1998 TCA1800/2003 mit ATR (grosse Verbreitung automatischer Systeme)
2008 TM30 (Monitoring Sensor)
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Leica Monitoring Lösung
2.1 Geodätische Sensoren / Total Stationen
Wichtigste Funktionen
Reichweite bis 3000m
100 Punktbeobachtungen pro
Stunde
3D Verschiebungs-Genauigkeit
+/- 1mm bei Distanzen bis
100m
Automatischer Messablauf
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Leica Monitoring Lösung
2.1 Geodätische Sensoren / Total Stationen
Multi TPS Netzwerke
Genauigkeitssteigerung
Hohe Zuverlässigkeit
Netzwerk Ausgleichung und
Deformations-Analyse
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Leica Monitoring Lösung
2.1 Geodätische Sensoren / Total Stationen
TPS Monitoring Resultate
Distanzabhängige Zunahme des
Messrauschen
Gleitende Mittelbildung
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Leica Monitoring Lösung
2.1 Geodätische Sensoren / Total Stationen
Teil innerhalb einer Gesamtlösung
TM30 der Monitoring Sensor
GeoMoS Software übernimmt die
Datenerfassung und Kontrolle des
Sensors
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Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
2.2 Geodätische Sensoren / GNSS Sensoren
Warum GNSS im Deformationsmonitoring ?
Absolute 3D Koordinaten
Hohe Datenrate (bis 20 Hz)
Wetterunabhängig
Keine Sichtverbindung
Lange Basislinien (> 10 km)
Wartungsfrei
Referenzkoordinaten für TPS
Genaue Zeiterfassung
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Leica Monitoring Lösung
2.2 Geodätische Sensoren / GNSS Sensoren
Genauigkeit Post Prozessing über 27 Tage (L1/L2)
Bewegungen über lange Zeiträume (Fixpunkte)
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2D Genauigkeit
(95%)
H. Genauigkeit
(95%)
10 minutes
5.2mm
11.8mm
1 hour
3.8mm
7.2mm
24 hours
1.8mm
2.0mm
Leica Monitoring Lösung
2.2 Geodätische Sensoren / GNSS Sensoren
Teil innerhalb einer Gesamtlösung
Leica GNSS Spider Software
Flexible Konfiguration der GNSS Sensoren
Definition der Produkte (Real Time, PPP)
Schnittstelle Leica GeoMoS Software
Qualitätskontrolle der GNSS Daten (GNSS QC Software)
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Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
2.3 Geodätische Sensoren / Kombination
Immer wichtiger! Die Kombination TPS/GNSS
Prisma mit GNSS Antenne
24 Stunden PP Produkt
Genaue 3D Koordinaten für Referenzpunkt
TM30 misst auf mehrere solche
Referenzpunkte
Energieversorgung + Kommunikation
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Leica Monitoring Lösung
2.3 Geodätische Sensoren / Kombination
Freie Station auf GNSS kontrollierte Referenzpunkte
Referenzpunkt Bewegungen
Langzeitüberwachungen
GeoMoS / Spider Software
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Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
2.4 Weitere Sensoren
Warum weitere Sensoren ?
Einfluss der Atmosphäre
Wind / Regenmenge
Chemische Parameter (pH-Wert)
Wasserdruck
Geotechnische Sensoren
Neigungen
Weggeber
Extensometer
Unter der Oberfläche, Fundamente
Kalibrierung
Sensor Fusion (Überbestimmung)
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Leica Monitoring Lösung
2.4 Weitere Sensoren
Integration der Sensoren über Ethernet
Einfluss der geometrischen Verteilung der
Sensoren auf die Auswahl der geeigneten
Kommunikationslösung
Regenmenge
Druckgeber
Nivel210
Meteo Sensor
LAN / WLAN
LAN / WLAN
Port 1742
Port 1743
Port 1747
Port 1748
GeoMoS
COM Server 1
COM Server 2
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3
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Leica Monitoring Lösung
2.4 Weitere Sensoren
GeoMoS Software
Integration der Sensoren über Datenlogger
Campbell Datalogger Schnittstelle zu GeoMoS
Lokale Sensor Konzentrationen (Inseln)
Logger 2
Logger 1
Druckgeber
Temp. / Druck
Neigung
Weggeber
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Regenmenge
Wind
Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
3. Automatische Monitoring Systeme
Geodätische
Sensoren
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Geotechnische
Sensoren
Kommunikation
& Zubehör
Software
Module
Service &
Support
Leica Monitoring Lösung
3. Automatische Monitoring Systeme
Baustelle mit automatischer
Deformationsmessung
Dienstleistung für
Monitoring
Ingenieur
Unternehmung
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Auftraggeber
Ausschreibung für ein automatisches
Überwachungssystems mit
geodätischen und geotechnischen
Sensoren
Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
28
Leica Monitoring Lösung
3.1 Sensoren und Kommunikation im Feld
Baustelle
Dienstleistung
Leica
Auftraggeber
(1)
(4)
(3)
(2)
29
Leica Monitoring Lösung
3.1 Sensoren und Kommunikation im Feld
Feldkomponenten
Sensoren
Montagehilfsmittel
Stromversorgung
Kommunikation (GPRS/UTMS)
24/7 Verfügbarkeit
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Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
31
Leica Monitoring Lösung
3.2 Software Module
Baustelle
Dienstleistung
Leica
Auftraggeber
(1)
(4)
(3)
(2)
SMS
E-Mail
32
Leica Monitoring Lösung
3.2 Software Module
Flexible Monitoring Software
GeoMoS (Datenerfassung und
Berechnung der Resultate)
GeoMoS Adjustment (Netzausgleich,
Deformationsanalyse)
GeoMoS Web (Darstellung im Web)
GNSS Spider (GNSS Berechnung)
GNSS QC (Qualitätssicherung)
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Leica Monitoring Lösung
Inhalt
1. Übersicht
2. Geodätische Sensoren
1. Total Stationen (TPS)
2. GNSS Sensoren
3. Kombination TPS + GNSS
4. Weitere Sensoren
3. Automatische Monitoring Systeme
1. Sensoren + Kommunikation im Feld
2. Software Module
3. Monitoring Daten im Web
4. Zusammenfassung
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Leica Monitoring Lösung
3.3 Monitoring Daten im Web
Baustelle
Dienstleistung
Leica
Auftraggeber
(1)
(4)
(3)
(2)
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Leica Monitoring Lösung
3.3 Monitoring Daten im Web
Resultate im Internet (WWW)
Mittels Web Browser
Einfacher Zugriff (weltweit, jederzeit)
Login: Benutzer und Passwort
Hohe Sicherheit
Administrator definiert die Web Seite
Verteilter Zugriff (Experten)
Schnelle Reaktionszeit (Entscheidungen)
Alle Information auf Knopfdruck
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Leica Monitoring Lösung
4. Zusammenfassung
Sensoren, Software, Kommunikation, Beratung und Support …
37
Vielen Dank.
Leica Geosystems AG Switzerland, Heerbrugg
Geomatics Division
GNSS Reference Stations and Structural Monitoring Group