Σύγκριση μεθόδων επεξεργασίας μετρήσεων GNSS για την ανίχνευση μετακινήσεων. Εφαρμογή στον κόλπο Λαγανά στη Ζάκυνθο

Κατσαρός, Διονύσιος; Katsaros, Dionysios

dc.contributor.author	Κατσαρός, Διονύσιος	el
dc.contributor.author	Katsaros, Dionysios	en
dc.date.accessioned	2015-06-29T11:54:13Z
dc.date.available	2015-06-29T11:54:13Z
dc.date.issued	2015-06-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40918
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9411
dc.rights	Default License
dc.subject	Μετακινήσεις	el
dc.subject	Μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων	el
dc.subject	Δορυφορικές μετρήσεις	el
dc.subject	Συνόρθωση δικτύου	el
dc.subject	Ζάκυνθος	el
dc.subject	Displacements	en
dc.subject	Least squares methods	en
dc.subject	GNSS	en
dc.subject	Zakynthos	en
dc.subject	Network Adjustment	en
dc.title	Σύγκριση μεθόδων επεξεργασίας μετρήσεων GNSS για την ανίχνευση μετακινήσεων. Εφαρμογή στον κόλπο Λαγανά στη Ζάκυνθο	el
dc.title	A comparison between the processing methods of GNSS measurements for displacements detection. Application in the Laganas gulf in Zakynthos	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Γεωδαισία	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-06-21
heal.abstract	Αντικείμενο της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας αποτελεί η σύγκριση μεθόδων επεξεργασίας δορυφορικών παρατηρήσεων για την ανίχνευση πιθανών μετακινήσεων. Οι μεθοδολογίες αυτές εφαρμόστηκαν στο τριδιάστατο δίκτυο ελέγχου μετακινήσεων που ιδρύθηκε στην περιοχή του κόλπου Λαγανά στη Ζάκυνθο. Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης ήταν η ανίχνευση πιθανών μετακινήσεων στον κόλπο του Λαγανά, λόγω της έντονης σεισμικής δραστηριότητας που επικρατεί στην συγκεκριμένη περιοχή του Ιονίου. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία αναπτύσσεται σε επτά κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η γεωγραφική θέση του νησιού της Ζακύνθου και αναφέρονται τα γεωλογικά χαρακτηριστικά του. Πραγματοποιείται μια συστηματική και λεπτομερής αναζήτηση διαφόρων γεωλογικών στοιχείων της συγκεκριμένης περιοχής του Ιονίου, καθώς αναφέρονται και τα αποτελέσματα ενός σημαντικού αριθμού γεωλογικών μελετών που έχουν εκπονηθεί για την Ζάκυνθο. Τέλος ακολουθεί και η περιγραφή του αντικειμένου της εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο παγκόσμιο σύστημα δορυφορικού εντοπισμού θέσης (GNSS) και παρουσιάζονται τα κυριότερα συστήματα που έχουν υλοποιηθεί μέχρι σήμερα. Ακόμα αναλύονται οι διάφορες μέθοδοι δορυφορικού εντοπισμού θέσης και οι πιθανές πηγές σφαλμάτων του GNSS. Παράλληλα, παρουσιάζεται το επίγειο Ελληνικό Σύστημα Εντοπισμού θέσης (HEPOS), το οποίο μέχρι σήμερα αποτελείται από 98 μόνιμους σταθμούς αναφοράς. Τέλος, γίνεται μια λεπτομερής ανάλυση για την ορθή μεθοδολογία που οφείλεται να ακολουθείται για την παρακολούθηση μετακινήσεων ή παραμορφώσεων φυσικών ή τεχνητών κατασκευών. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το τριδιάστατο δίκτυο ελέγχου που ιδρύθηκε στον κόλπο του Λαγανά Ζακύνθου για την εφαρμογή της συγκεκριμένης εργασίας και αναλύεται η μέθοδος βελτιστοποίησης του δικτύου. Επίσης, αναφέρεται η διαδικασία εκτέλεσης των παρατηρήσεων, ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε καθώς και κάποια προβλήματα που χρειάστηκε να αντιμετωπιστούν κατά τη διάρκεια εκτέλεσης των μετρήσεων. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναπτύσσεται η επεξεργασία των μετρήσεων και η συνόρθωση του τελικού δικτύου. Αναπτύσσονται τρεις μεθοδολογίες για τον αντικειμενικότερο υπολογισμό των τυπικών σφαλμάτων των παρατηρήσεων, ώστε να πραγματοποιηθεί η συνόρθωση του δικτύου. Ακολουθεί η συνόρθωση του δικτύου με το λογισμικό Trimble Business Center και με την Μέθοδο Ελαχίστων Τετραγώνων και γίνεται σύγκριση των δύο αυτών συνορθώσεων και στις δύο περιόδους μέτρησης του δικτύου. Τέλος, πραγματοποιείται η συνόρθωση του δικτύου με το TBC στο ΕΓΣΑ’87, με σκοπό τον εντοπισμό πιθανής μεταβολής των συντεταγμένων για τα τριγωνομετρικά σημεία που παρέχει η Γ.Υ.Σ., με αυτές που υπολογίσθηκαν το 2015. Στο πέμπτο κεφάλαιο της εργασίας, πραγματοποιείται έλεγχος για την ανίχνευση πιθανών μετακινήσεων στα πέντε σημεία του δικτύου που βρίσκονται περιμετρικά του κόλπου του Λαγανά. Εφαρμόζεται μονοδιάστατος και διδιάστατος έλεγχος μετακινήσεων τόσο κατά την οριζόντια όσο και κατά την κατακόρυφη διεύθυνση. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο κώδικας που συντάχθηκε με τη βοήθεια του λογισμικού Matlab, για την βελτιστοποίηση και συνόρθωση του δικτύου αλλά και την ανίχνευση μετακινήσεων, χρησιμοποιώντας δορυφορικές παρατηρήσεις. Στο έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας και παραθέτονται κάποιες προτάσεις για πιθανή μελλοντική ανάπτυξη και έρευνα των μεθοδολογιών που αναπτύχθηκαν. Όπως προέκυψε από τη μελέτη, η καταλληλότερη μέθοδος συνόρθωσης δικτύων ελέγχου μετακινήσεων με μετρήσεις GNSS είναι αυτή των Ελαχίστων Τετραγώνων, αφού παρέχει την δυνατότητα υπολογισμού όλων των απαραίτητων στοιχείων (πίνακας μετ. – συμμετ.) για την εφαρμογή της διαδικασίας ανίχνευσης μετακινήσεων. Από την συνόρθωση του δικτύου με την Μ.Ε.Τ. το a-posteriori τυπικό σφάλμα που προέκυψε ήταν σ0 = 1.2 mm και στις δύο φάσεις μετρήσεων, ενώ η αβεβαιότητα προσδιορισμού των συντεταγμένων (Χ, Υ, Ζ) ήταν της τάξης των ± 5 mm στην πρώτη φάση και των ± 4 mm στην δεύτερη φάση μετρήσεων. Για τη διαδικασία προσδιορισμού των a-priori αβεβαιοτήτων για τον υπολογισμό των πινάκων βαρών, η εμπειρική μέθοδος του κλεισίματος των τριγώνων έδωσε τα πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα. Τέλος, στο δίκτυο που μετρήθηκε στη Ζάκυνθο, δεν εμφανίστηκε κάποια μετακίνηση κατά την οριζόντια διεύθυνση στις κορυφές του στη διάρκεια των τριών μηνών μεταξύ των δύο φάσεων μέτρησης. Αντίθετα, στην κατακόρυφη διεύθυνση εμφανίστηκε μετακίνηση (ανύψωση) 13 mm για επίπεδο εμπιστοσύνης 95% μόνο στη κορυφή «ΘΕΡΙΟ», που βρίσκεται στην Νοτιοδυτική πλευρά του δικτύου.	el
heal.abstract	The issue of this particular dissertation is the comparison of processing methods of satellite observations for the detection of possible displacements or deformations. These methodologies where applied in the three-dimensional monitoring network founded in the area of the Laganas gulf in Zakynthos. The aim of that particular study was the detection of possible displacements in the Laganas gulf, due to the strong seismic activity prevailing in that particular area of the Ionian Sea. The dissertation expands over seven chapters. In the first chapter, the geographic location of the island of Zakynthos is presented and its geological characteristics are reported. A systematic and detailed research of various geological data of the particular area of the Ionian Sea takes place, and the results of an important number of geological studies in Zakynthos are mentioned. Lastly, the dissertation subject is presented. In the second chapter, the Global Navigation Satellite System (GNSS) is reported and the primary systems which have been implemented up to the present day are presented. Also, the various methods of satellite position tracking and the possible error sources of the GNSS are analyzed. At the same time, the terrestrial Hellenic Positioning System (HEPOS) is presented, which to the present day is consisted by 98 permanent reference stations. Lastly follows a detailed analysis for the proposed methodology which can be used for the network adjustment, a part from the commercial softwares for the monitoring of displacements of natural or artificial structures. In the third chapter, the three-dimensional monitoring network establishment in the Laganas gulf of Zakynthos is presented and the method of optimization of the network is analyzed. Also, the process of carrying out the observations is reported, along with the equipment used and some issues that had to keep in mind during the execution of the measurements are referred. In the fourth chapter, the processing of the measurements and the adjustment of the network is mentioned. Three methodologies for the a-priori objective calculation of the standard errors of observations are developed. This is followed by the adjustment of the network via the commercial software Trimble Business Center (TBC) and the Least Squares Method, by using simple linear observations equation and these two adjustments are compared in both periods of measurements. Lastly, the adjustment of the network with the TBC of GGRS’87 is accomplished, with the aim of locating a possible change of the coordinates of the trigonometric points provided by the Hellenic Military Geographical Service, with those calculated in 2015. In the fifth chapter the check for the detection of possible displacements in the five points of the network which founded in the perimeter of the Laganas gulf is held. An one-dimensional and two-dimensional check, to the horizontal and to the vertical direction is applied. In the sixth chapter, the software developed in the Matlab environment for the optimization and the adjustment of the network as well as the process for the displacements calculation using satellite observation is presented. In the seventh and final chapter, the conclusions are drawn some proposals for possible future development and research of the developed methodologies are cited. As the results of this study, the Least Squares Method is the appropriate to detect movements with GNSS measurements, because it returns scores which are useful to determine deformations or displacements. The a - posteriori standard error of the adjustment for both periods of measurements was 1.2 mm and coordinate precision was ± 5 mm in the first period of measurements and ± 4 mm in the second period. No displacement was detected in the points of the network of Zakynthos in the horizontal direction within the three months between the two measurements campains. However, the point «ΤΗΕRΙΟ», which is situated at the Southwest side of the network, present a displacement (rise) by 13 mm, for confidence level 95%.	en
heal.advisorName	Πανταζής, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Λάμπρου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Τσακίρη, Μαρία	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας. Εργαστήριο Γενικής Γεωδαισίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	215 σ.
heal.fullTextAvailability	true