Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Лише інструментальне вивчення сучасних рухів земної поверхні (СРЗП) дає можливість перевірити ряд теоретичних положень і дати реальні кількісні оцінки тектонічних процесів. Основним джерелом інформації про сучасні рухи земної кори є геодезичні методи визначення планового і висотного положення точок земної поверхні. Класичні геодезичні методи в силу специфіки спостережень обумовили роздільне визначення вертикальної і горизонтальної складових просторових рухів земної поверхні. Наші знання про горизонтальні рухи не такі детальні, як про рухи вертикальні. Історія їх вимірювання також набагато коротша. Про це свідчить, зокрема, кількість публікацій, яка присвячена тим чи іншим рухам.

Виконати порівняльний аналіз горизонтальних рухів за векторами зміщень, які обчислені у різних локальних системах координат, цілком реально шляхом визначення поля горизонтальних деформацій. Поле векторів переміщень земної поверхні, в якій би локальній системі координат воно не було задане, визначає собою одне і теж поле деформації. Методи визначення та оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні детально викладені в методичних вказівках за 1985 рік, які видані в ЦНДІГАіК і рекомендовані Головним управлінням геодезії і картографії колишнього СРСР для підприємств і установ ГУГК, що займаються цим питанням. На час виходу згаданого вище методичного посібника, визначення планових координат пунктів досягалося шляхом проведення вимірів у кутових та лінійно-кутових мережах. Відповідно оцінка точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні проводилась за елементами, отриманими з урівноваження цих мереж.

Прогрес геодезичних засобів, як класичних, так і, особливо, найновіших космічних, відкрив нові можливості для вивчення змін у часі положень пунктів земної поверхні. В Україні за останнє десятиріччя реалізацію таких можливостей розвивали А. Л. Островський, П.І.Баран, В.І.Сомов, П. Г. Черняга, К. О. Бурак, Є.М.Євсєєва, К. Р. Третяк та інші.

З кожним роком ми маємо щораз більше даних повторних спостережень за горизонтальними рухами земної поверхні. Тому зручно було б представляти ці дані у вигляді векторів зміщень геодезичних пунктів та їх похибок отриманих з урівноваження мереж, а це зумовлює необхідність розробки більш універсальної методики визначення та оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні. Для цього необхідні формули, які б дозволяли оцінювати шукані параметри за векторами зміщень у вихідну та повторну епохи спостережень. Маючи такі формули, можна вирішити також і обернену задачу, а саме: «З якою точністю необхідно визначати вектори зміщень геодезичних пунктів?!».

Таким чином, питання точності геодезичних вимірів для визначення параметрів горизонтальних деформацій надалі залишається актуальним.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дана робота виконана у рамках міжнародних проектів «Центрально-Європейський регіональний геодинамічний проект (CERGOP)» та «Геодинаміка Українських Карпат (GEODUK)», а також науково дослідних тем лабораторій ГНДЛ-18 («Геодезичний моніторинг і рефрактометрія») і ГНДЛ-93 («Геодинаміка») Національного університету «Львівська політехніка».

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є встановлення необхідної точності геодезичних вимірів для достовірного визначення параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні на геодинамічних полігонах. Задачі дослідження наступні:

• 1. Аналіз сучасних рухів земної поверхні, визначених із повторних геодезичних спостережень на різних геодинамічних полігонах світу, існуючих інструментальних методів визначення сучасних рухів земної поверхні.
• 2. Аналіз існуючої методики обчислень параметрів горизонтальних деформацій з повторних геодезичних вимірів.
• 3. Вивід формул для оцінки точності дилатації, відносних зсувів, обертання та головних деформацій за похибками векторів зміщень та приростами координат пунктів.
• 4. Встановлення впливу конфігурації мережі на похибки визначення параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні.
• 5. Встановлення необхідної точності визначення векторів зміщень геодезичних пунктів для виводу параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні.

Наукова новизна одержаних результатів

• 1. Виведені формули для визначення середніх квадратичних похибок параметрів горизонтальних деформацій через прирости координат пунктів та похибки векторів зміщень у вихідну та наступні епохи спостережень. Найбільшу цінність такі формули мають при визначенні довгоперіодичних складових компонент деформацій, оскільки за тривалі проміжки часу між епохами спостережень (десятки років) відбувається прогрес у засобах вимірювань.
• 2. Встановлені кількісні значення очікуваних похибок параметрів горизонтальних деформацій в залежності від конфігурації мереж при заданих величинах зсувів геодезичних пунктів.
• 3. Встановлена і рекомендована мінімальна необхідна точність визначення векторів зміщень для виводу параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні з повторних геодезичних спостережень на локальних геодинамічних полігонах.
• 4. Розроблена методика визначення та оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні за векторами зміщень та їх похибками у вихідну та наступні епохи спостережень, отриманими з урівноважених мереж.

Практичне значення одержаних результатів. Практична цінність роботи полягає в можливості використання отриманих результатів досліджень при проектуванні та експлуатації локальних геодинамічних полігонів. Запропонована більш універсальна методика обчислення та оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні. Остання дозволяє оцінювати отримувані величини деформацій за векторами зміщень геодезичних пунктів та їх похибками у вихідну та наступні епохи спостережень, знайденими вже з урівноважених планових геодезичних мереж. Розроблена методика і алгоритм були впроваджені в Українському Державному Аерогеодезичному підприємстві для визначення та оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні з повторних GPS-вимірів на геодинамічному полігоні Рівненської АЕС (Акт про впровадження від 5 квітня 2001 р.).

Основні положення, що виносяться на захист.

• 1. Отримані формули для оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні.
• 2. Результати досліджень впливу конфігурації мережі на похибки визначення параметрів горизонтальних деформацій.
• 3. Рекомендована мінімальна необхідна точність визначення векторів зміщень з повторних геодезичних спостережень у планових побудовах локальних геодинамічних полігонів.
• 4. Методика визначення та оцінки точності параметрів горизонтальних деформацій земної поверхні за векторами зміщень та їх похибками, які отримані з урівноважених мереж.
• 5. Результати дослідження розподілу нагромаджених деформацій на території геодинамічного полігону Рівненської АЕС за період 1998 — 2001рр.

Особистий внесок автора. Результати, викладені в дисертаційній роботі, отримані автором самостійно. Основний зміст роботи висвітлено в десяти роботах: чотири статті в фахових журналах [1, 2, 3, 4], чотири — в працях конференцій [5, 6, 7, 8] і дві - тези конференцій [9, 10]. П’ять робіт виконані автором самостійно, п’ять — у співавторстві. В роботах, опублікованих у співавторстві, дисертанту належить:

участь у постановці задачі, розробка методики, проведення обчислень, аналіз результатів [4, 8, 9];

постановка задачі, моделювання вихідних даних, проведення обчислень, аналіз результатів [5, 10];

Апробація роботи. Результати виконаної роботи обговорювались на Міжнародному симпозіумі в Алушті в 1996р, Міжнародному симпозіумі в Відні (Австрія) у 1997р., Міжнародній науково-практичній конференції «Геодезичний моніторинг, геодинаміка і рефрактометрія на межі ХХІ століття» у 1998р., Науково-технічному симпозіумі «Геомоніторинг-99, VI Міжнародному науково-технічному симпозіумі «Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища — GPS і GIS-технології (Алушта, Крим) у 2001р.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури, що містить 102 найменування, а також додатків. Загальний обсяг дисертації складає 137 сторінок, у тому числі 26 ілюстрацій, 32 таблиці. В додатки включені рисунки на 11 сторінках.