Systém k určování a monitoringu deformací rizikových objektů a lokalit, 1. díl
Sledováním rizikových objektů a lokalit lze předcházet následkům živelních a přírodních pohrom. Projekt týmu pracovníků Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR, v.v.i., získal v prosinci 2016 cenu Inovace roku 2016 za Expertní systém monitoringu deformací rizikových objektů a lokalit, na kterém spolu pracovala i firma Geodézie Ledeč nad Sázavou s.r.o. Jedná se o první expertní systém tohoto druhu v České republice i ve světě.
Absolvoval inženýrské a doktorské studium na Fakultě stavební ČVUT v Praze, obor geodézie a kartografie (1984, 2002). Od roku 1984 pracuje ve Výzkumném ústavu geodetickém, topografickém a kartografickém, v.v.i. (VÚGTK), v letech 1987 až 1995 i v Mezinárodním centru pro recentní pohyby zemské kůry (ICRCM). Dále od roku 2012 též i v Ústavu teorie informace a automatizace AV ČR, v.v.i. (ÚTIA). Věnuje se problémům geodynamiky, geoinformatiky, geotechnologiím a využití pozemního InSAR pro určování deformací.
Využití pozemní radarové interferometrie
Metoda měření vycházející z principů pozemní radarové interferometrie umožňuje sledování deformací a průhybů v reálném čase při krátkodobém i dlouhodobém zatížení objektu, například v případě mostů při průjezdech vozidel nebo naopak během stání kolon vozidel či zátěžové zkoušky. V případě výškových staveb sleduje odezvu na poryvy větru. Dále splňuje požadavek dynamicky zachytit a odhalit frekvence a amplitudy kmitání sledovaného objektu ve frekvenčním rozsahu např. až do 50 Hz. Je schopna určit velikosti průhybů s přesností v řádu setin mm, protože vlastní velikost průhybů se obvykle pohybuje v řádech od několika desetin mm po několik málo mm. Umožňuje určovat průhyby na více místech sledovaného objektu současně (paralelně) tak, aby bylo možné získat jak celkovou, tak i detailní informaci o chování konstrukce při jejím dynamickém zatížení například v určité časti. Její předností je možnost současně určovat různé průhyby na mnoha místech téhož objektu při jejich vzájemných vzdálenostech ve směru měření alespoň 0,75 m. To znamená například na mostě o délce 100 m lze sledovat současně až cca sto bodů. V tomto příspěvku je popsán způsob určování deformací a průhybů různých typů objektů interferometrickým radarem IBIS-S a IBIS-L (IBIS-FS, IBIS-FL) italského výrobce IDS – Ingegneria Dei Sistemi.
Základní principy radarové interferometrie s IBIS-S
Radar je elektronický přístroj umožňující identifikaci, zaměření a určení vzdáleností objektu od měřicího aparátu. Princip fungování pulsního radaru ilustruje obr. 1. Radar IBIS využívá technologii souvislé frekvenční stupňovité vlny (angl. stepped frequency continuous wave, zkráceně SFCW) a diferenční interferometrii (angl. differential interferometry). Technologie souvislé frekvenční stupňovité vlny slouží k určení vzdálenosti cílového objektu od radaru. Mikrovlnné frekvence jsou vysílány ve velmi krátkých impulsech o velkém výkonu. Vzdálenost detekovaných předmětů je určována na základě časové korelace vyslaného a přijímaného signálu. Využitím této technologie IBIS vytváří jednorozměrný obraz nazývaný radiální profil odrazivosti. Cíle ve snímaném území jsou rozděleny do radiálních spádových oblastí s konstantním rozpětím nezávislým na vzdálenosti, který nazýváme radiální rozlišení ΔR.