GOCA-Deformationsanalysekonzept

 

 

Die GOCA-Software ist auf den klassischen Typ des absoluten Deformationsnetzes ausgerichtet, d.h., die Objektgeometrie wird in einem vom Deformationsprozeß unberührten Koordinatensystem beschrieben, welches durch gemeinsame Referenzpunkte im stabilen Bereich festgelegt ist. Die Messungen zu verschiedenen Zeitpunkten (Epochen) vermitteln die Information zu den entsprechenden absoluten Epochenkoordinaten der Objektpunkte im deformierbaren Bereich. Um zu jedem Aufzeichnungszeitpunkt ein stabiles Referenzpunktfeld gewährleisten zu können, beinhaltet das GOCA- Qualitätssicherungskonzept die automatische Suche instabiler Referenzpunkte auf der Basis einer Deformationsanalyse im beobachtungsbezogenen Modell.

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Beobachtungen in GOCA sind die auf eine oder mehrere Basis- oder Stationspunkte (Abbildung links in grün) bezogenen 3D-GNSS-Baselinevektoren oder Strecken- und Winkelmessungen samt ihrer Kovarianzmatrix (Genauigkeiten). Diese werden unter Zugrundelegung einer strengen Fehlerfortpflanzung im Fall von GNSS-Baselines in 2D-Lage - und 1D Höhenbaselines transformiert. Strecken- und Winkelmessungen von Totalstationen werden, falls nötig auch über gemeinsame Punkte bestimmte Höhenintegrationsparameter, auf das Ellipsoid der Abbildungsprojektion angepasst. Werden eine oder mehrere Referenzpunkte des Deformationsnetzes im Zuge der Stabilpunktsuche als instabil detektiert, so sind bei der fortlaufenden Ausgleichung zur Ermittlung der Objektpunktkoordinaten auch die Positionen der GNSS-Basis- oder Totalstationsstandpunkte als Unbekannte freizugeben. Es ist daher nicht notwendig, diese im stabilen Bereich zu plazieren, d.h., die GNSS-Basis- oder Totalstationsstandpunkte müssen nicht zugleich Referenzpunkte des Deformationsmodells sein.

Als Sensorkomponenten eines GOCA-Systems kommen zum einen GNSS-Sensoren, Totalstationen und automatische Höhendifferenzmesser (z.B. Schlauchwaagen), zum anderen auch lokale geotechnische Sensoren in Frage.

Eine Sensorsteuerungs- und Kommunikationssoftware ist basierend auf der GKA-Datenschnittstelle für die Kommunikation zwischen GOCA-Deformationsanalyse-Software und den eingesetzten Sensoren verantwortlich. Für GNSS-Sensoren und Totalstationen stehen hierfür die Softwarepakete GOCA-GNSS-Control und GOCA-TPS-Control zur Verfügung.

Die GOCA-Software leistet neben Initialisierung, Georeferenzierung und Stabilpunkttest auch eine Deformationsanalyse bzgl. der an einem Monitoring beteiligten Objektpunkte (Trendschätzungen, Kalman-Filterung, FEM), sowie ein Alarmmanagement und eine Deformations-Prädiktion.