Güven elipsoitleri ile deformasyon analizi

Abstract

Deformasyon ölçüleri ve analizi konusu jeodezinin önemli araştırma konuları arasında yer almaktadır. Bina, köprü, baraj ve tünel gibi büyük mühendislik yapıları, farklı nedenlerle deformasyona uğrayabilirler. Yapılarda meydana gelen bu deformasyonların jeodezik ve jeodezik olmayan tekniklerle araştırılması ve gerektiğinde ek önlemlerin alınması önem arz etmektedir. Günümüze kadar, deformasyon ölçülerin analizinde farklı yöntemler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, GNSS gözlemlerinden elde edilen verilerin değerlendirilmesi sonrası Güven Elipsoitleri yöntemi kullanılarak obje noktalarındaki deformasyonların belirlenmesi konusu araştırılmıştır. Güven elipsoitler yöntemi ile deformasyonlar hem analitik hem de grafik olarak yorumlanabilmektedir. Bu yöntem ile deformasyon analizi yapabilmek amacıyla MATLAB R2021a'de bir program hazırlanmıştır. Hazırlanan program sayesinde, GNSS ölçülerinin değerlendirilmesi sonucu elde edilen koordinat ve varyans-kovaryans matrisleri kullanılarak obje noktalarındaki deformasyonların analizi yapılabilmektedir. Bu amaçla, Selçuk Üniversitesi kampüs alanında 6 referans ve 1 obje noktasından oluşan bir mikrojeodezik ağda 2 periyot GNSS oturumu gerçekleştirilmiştir. Referans ve obje noktaları pilye şeklinde tesis edilmiştir. Obje noktasında sanal deformasyon vermeye yarayan bir düzenek kullanılmıştır. Elde edilen veriler Leica Geo Office versiyon 8.2 (LGO v8.2) ve Bernese v5.2 Bilimsel GNSS Değerlendirme yazılımında değerlendirilmiştir. Elde edilen koordinat ve varyans-kovaryans matrisleri kullanılarak hazırlanan program yardımıyla obje noktasındaki deformasyonlar Güven Elipsoitleri yöntemi ile belirlenmiş ve elde edilen sonuçlar literatürde robust bir yöntem olarak kabul edilen İteratif Ağırlıklı Dönüşüm yöntemiyle karşılaştırılmıştır. GNSS oturumları sonucunda elde edilen veriler, LGO yazılımı ile değerlendirildiğinde 3 cm'lik sanal deformasyon 3.21 cm, Bernese v5.2 Bilimsel GNSS yazılımı ile değerlendirildiğinde ise 3.24 cm olarak belirlenmiştir. Her iki yöntemle yapılan analiz sonucunda %95 ihtimalle obje noktasında deformasyon olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca, Matlab R2021a'da hazırlanan programın test edilmesi amacıyla, güven elipsoitleri yöntemi ile çözüm excel ortamında gerçekleştirilmiş, programla elde edilen sonuçlarla tamamen aynı değerler elde edilmiştir.

Deformation measurements and analysis are among the important research topics in geodesy. Large engineering structures such as buildings, bridges, dams, and tunnels can deform for various reasons. Investigating these deformations in structures using geodetic and non-geodetic techniques and taking additional measures when necessary is important. Until today, different methods have been used in the analysis of deformation measurements. In this study, the subject of determining deformations in object points using the Confidence Ellipsoids method after evaluating the data obtained from GNSS observations has been researched. Deformations can be determined both analytically and graphically using the Confidence Ellipsoids method. To be able to analyze deformations with this method, a program was prepared in MATLAB R2021a. Using the coordinate and variance-covariance matrices obtained by evaluating GNSS measurements, the analysis of deformations at object points can be carried out with this program. For this purpose, 2-period GNSS sessions were performed in a micro-geodetic network consisting of 6 reference and 1 object points in the Selcuk University campus area. Reference and object points were established in a pillar shape. A device that provides virtual deformation at the object point was used. The data obtained were evaluated in Leica Geo Office version 8.2 (LGO v8.2) and Bernese v5.2 Scientific GNSS Evaluation software. Deformations at the object point were determined using the Confidence Ellipsoids method with the help of the program prepared using the coordinate and variance-covariance matrices obtained, and the results were compared with the Iterative Weighted Transformation method, which is considered a robust method in the literature. When the data obtained from GNSS sessions are evaluated using LGO software, the 3 cm virtual deformation is determined as 3.21 cm, while it is determined as 3.24 cm when evaluated using Bernese v5.2 Scientific GNSS software. It was concluded that there was a deformation at the object point with a 95% probability as a result of the analysis performed with both methods. In addition, for the purpose of testing the program prepared in Matlab R2021a, the deformation analysis method with the Confidence Ellipsoids method was solved in an Excel environment, and the same values were obtained with the program.