Technologie InSAR neboli radarová interferometrie je novou měřickou technologií umožňující monitorovat a analyzovat deformace důležitých, rizikových stavebních objektů (mosty, komíny, věže, stožáry, apod.) nebo přírodních útvarů a lokalit jako jsou např. opěrné stěny zářezů, skalní stěny a masivy, svahy ohrožené sesuvy, erozní oblasti, apod. Tyto rizikové objekty a lokality mohou být narušeny přírodními živelnými událostmi (např. povodně, vichřice, eroze, seismická atd.) nebo neopatrnou činností člověka (např. havárie, důlní činnost) a způsobit tak značné materiální škody nebo ohrožení zdraví, příp. života lidí.
Druhy sledování posunů / deformací metodou radarové interferometrie:
- Dynamické sledování s vysokou frekvencí
Obvykle krátkodobé sledování (do cca 1 hodiny) s vysokou frekvencí až 100 Hz (100 údajů za sekundu). Využíváno u většiny aplikací metody, kde se očekávají velmi rychlé změny polohy sledovaného objektu (průhyby mostů při okamžitém zatížení, kmitání výškových budov, apod.). - Dynamické sledování s nízkou frekvencí
Také krátkodobé sledování (do cca 4 hodin) ale s nízkou frekvencí od 0,5 Hz (od 1 údaj za 2 sekundy). Využití v případech kde se očekávají pomalé změny polohy sledovaného objektu ovšem probíhající stále ještě v relativně krátké době např. desítek minut či do několika málo hodin (rozpínání stěn plavebních komor při jejich napouštění, pozvolné deformace objektu vlivem prudké změny teploty, atd.).
Výhody radarové interferometrie bez syntetické apertury:
- bezkontaktní metoda sledování dálkovým přístupem,
- rychlá a jednoduchá instalace a měření,
- velmi vysoká přesnost (až 0,01mm) a vysoká frekvence (až 100 Hz),
- současné přímé sledování velkého počtu bodů – celého mostu, nebo jeho vybrané části (závisí na rozměrech mostu),
- kontinuální sledování a sběr dat o dynamickém přetvoření celého objektu (sledování rizikových objektů apod.),
- sledování posunů a deformací v reálném čase, za běžného provozu nebo při kontrolním měření a při extrémním zatížení (například zátěžové zkoušky).
Oblasti možného využití metody radarové interferometrie bez syntetické apertury:
- bezkontaktní určování deformací, například svislých průhybů mostních konstrukcí, s přesností až 0,01 mm v reálném čase,
- v reálném čase lze zachytit kmitání sledovaného objektu s frekvencí až 50 Hz a následnou frekvenční analýzou určit hlavní frekvence kmitání,
- průhyby lze určovat najednou na více místech objektu, například v případě mostní konstrukce na bodech rozmístěných na mostovce ve vzdálenostech po 0.75m, 1.5m, či více metrech,
- lze získat jak celkovou tak i podrobnou informaci o chování konstrukce při jejím dynamickém zatížení a sledovat tím třeba v případě mostů vliv průjezdů ať už jednotlivých vozidel či jejich skupin.
- Příklady objektů v rámci různých průmyslových odvětví, kde je vhodné nasazení metody:
- Mostní konstrukce (sledování průhybů – betonové mosty, ocelové mostní konstrukce).
- Výškové budovy a komíny (sledování kmitání).
- Chladící věže a objekty vystavené teplotním výkyvům / zátěžím (sledování kmitání).
- Plavební komory (sledování vodorovných příčných pohybů při napouštění a vypouštění).
- Větrné elektrárny (sledování kmitání stožárů).
- Vodojemy (sledování kmitání).
Metoda radarové interferometrie se syntetickou aperturou
Stejný radar, jaký se používá pro metodu radarové interferometrie bez syntetické apertury se umístí na 2m dlouhou kolejnici po které se během měření pohybuje. Tím je vytvořena syntetická apertura, která umožňuje sledovat objekt nejen v řadě bodů vzdálených od sebe alespoň po 0.75m, ale sledovat celý jeho povrch spojitě a získat tak komplexní obraz o deformacích jeho povrchu včetně možnosti identifikace rizikových oblastí či částí objektu.
Druhy sledování posunů / deformací metodou radarové interferometrie se syntetickou aperturou:
- Statické sledování s nízkou frekvencí
Dlouhodobé nepřetržité sledování (od cca několika dní až po řadu měsíců či roků) s velmi nízkou frekvencí od 0,0033 Hz (od 1 údaj za 5 min). Využití v případech kde se očekávají velmi pomalé změny polohy sledovaného objektu, probíhající po relativně dlouhou dobu například několika dní či alespoň několika málo hodin (monitoring sesuvů svahů, skalních objektů, přehradních hrází apod.). Největší výhodou je, že se sleduje celý objekt a je možnost přesně identifikovat kde dochází k jak velkým změnám, tj. posunům a deformacím. Tedy například v případě monitoringu ohrožených svahů lze určit kde na svahu dochází k jak velkým posunům a přesně vymezit rizikové oblasti včetně rychlostí jejich posunů.
Výhody radarové interferometrie se syntetickou aperturou:
- bezkontaktní metoda sledování dálkovým přístupem s dosahem 2 až 3 km.,
- vysoká přesnost (obvykle do 1mm),
- současné přímé sledování celého sledovaného objektu,
- kontinuální sledování a sběr dat o přetvoření celého objektu (sledování rizikových objektů apod.),
- objekt lze sledovat v reálném čase za běžného provozu s možností vyhlášení varovného stavu,
- na objektu lze identifikovat a vymezit rizikové oblasti včetně určení rychlostí jejich posunů.
Oblasti možného využití metody radarové interferometrie se syntetickou aperturou:
- bezkontaktní určování posunů a deformací, například, monitoring sesuvů svahů, monitoring deformací přehradních stěn, monitoring skalních masivů,
- v reálném čase lze zachytit posuny sledovaného objektu s přesností obvykle do 1mm a s možností vyhlášení varovného stavu při překročení stanovené hodnoty posunů,
- lze získat jak celkovou tak i podrobnou informaci o chování sledovaného objektu.
- Příklady objektů v rámci různých průmyslových odvětví, kde je vhodné nasazení metody:
- monitoring sesuvů svahů – povodňové sesuvy,
- monitoring sesuvů svahů – důlní činnost u povrchových dolů a lomů,
- monitoring sesuvů svahů – rizikové svahy poblíž dopravní cesty (silnice, železnice),
- monitoring deformací a průhybů přehradních hrází,
- monitoring deformací a průhybů opěrných a zárubních zdí,
- monitoring stability portálů tunelů,
- monitoring stability skalních masivů.
Georadar
GPR – ground penetrating radar. Jedná se o geofyzikální nedestruktivní zařízení, které pomocí elektromagnetického záření v mikrovlnném pásmu získává informace o vnitřní struktuře různých materiálů a konstrukcí:
- trhliny ve vozovce,
- rozhraní jednotlivých vrstev,
- podzemní dutiny,
- inženýrské sítě, atd.
Oblasti využití:
- Průběžné tloušťky profilů silničních staveb
- Lokalizace a určení hloubky speciálních struktur
- Kvalita & homogenita podloží
- Měření vlhkosti a dutin v silničních stavbách a podloží
- Nezávislá kontrola kvality nové výstavby
Výhody využití technologie georadaru pro projektování a kontroling výstavby dopravních staveb:
- Přesné a spojité monitorování silniční sítě;
- Zkvalitnění přípravy návrhu opravy;
- Optimalizování vynaložení finančních prostředků;
- Optimalizování lokalizace vrtaných sond;
- Technologie GPR optimalizuje návrh řešení a snižuje náklady na opravy a rekonstrukce dopravních staveb.
Pozemní laserové skenování
Laserové skenování (LS) umožňuje rychle, efektivně a velmi podrobně zaměřit skutečný stav objektu nebo terénu, který je předmětem měření. Jedná se o metodu bezkontaktního měření využívající laserovou technologii. Nabízí velmi kvalitní data ve velmi krátkém čase a v některých případech uspoří až 90 % času (mobilní verze v porovnání s klasickými metodami).
Druhy laserového skenování dle metody sběru dat:
- Statické laserové skenování
- Mobilní laserové skenování
Výhody technologie v porovnání s běžnými geodetickými postupy:
- Vysoká rychlost získávání dat v terénu;
- Vysoká přesnost mapování;
- Bezkontaktní měření – neohrožuje zkoumaný povrch a lidský zrak;
- Komplexnější výstup v porovnání s klasickou geodézií;
- Zaměření těžko přístupných míst.
Výhody využití technologie laserového skenování pro projektování a kontroling výstavby dopravních staveb:
- Výrazně vyšší vypovídající schopnost oproti klasickému mapovému podkladu;
- Laserové měření mapuje vedle povinných spojnic ;
i poruchy krytu vozovky (lokalizace a kvantifikace trhlin); - Slouží jako vstup do projekčního softwaru;
- Propojení GPR s LS umožňuje přesné umístění výsledků měření GPR v souřadnicích S-JTSK;