Таблиця 3
Значення ймовірностей визначення вертикальних рухів в залежності від частоти повторних вимірів і довжин ходів при швидкості vв=2,0мм/рік
Прецизійне коротким променем Преци- зійне І клас коротким променем І клас ІІ клас
Довжина ходу, м 500
Граничні похибки різниці перевищень, мм 0,28 0,32 0,41 0,75 1,90
Доцільні частоти 1 1 1 1 –
Ймовірності визначення vв 0,86 0,84 0,80 0,62 –
Довжина ходу, м 1 000
Граничні похибки різниці перевищень, мм 0,40 0,47 0,58 1,07 2,24
Доцільні частоти 1 1 1 – –
Ймовірності визначення vв 0,80 0,80 0,71 – –
Результати табл.3 ще раз підкреслюють важливість виконаних досліджень.
Якщо на активних ділянках земної поверхні, де є зсуви, швидкість вертикальних рухів доходить, наприклад, до 10 мм/місяць, то з ймовірністю р=0,80 можна визначати такі рухи нівелюванням ІІ класу при довжинах ходів до 1 км.
Розділ 4 присвячений питанням впливу та врахуванню дії атмосферної та електрооптичної рефракцій на результати геодезичних вимірювань. Без врахування цих явищ неможливо досягнути високої точності геодезичних вимірювань, необхідних для реалізації геодезичного моніторингу АЕС.
Визначення атмосферної рефракції має велику історію і найвагоміших результатів у дослідженні земної атмосферної рефракції досягли В.Йордан, О.Ізотов, Л.Пеллінен, Б.Рабінович, І.Колчинський, Г.Моріц, А.Островський, Л.Юношев, Б.Джуман, П.Павлів, Д.Масліч, Л.Хижак та інші. Теорія впливу електромагнітного поля на результати геодезичних вимірювань не розроблена. Необхідно відзначити, що експериментальні дослідження з питань впливу електромагнітного поля проводились вітчизняними дослідниками В.Літинським, І.Кметко, М.Кравцовим та ін. Тому в цьому розділі виконані дослідження деяких питань впливу атмосферної рефракції на світловіддалемірні та GPS-вимірювання і розроблена теорія впливу електрооптичної рефракції на результати кутових та лінійних вимірювань.
Розглянуті також можливості мінімізації та стабілізації похибок атмосферних впливів, отримані формули та розроблені методи для їх врахування при повторних геодезичних спостереженнях на ГДП.
Проаналізовані відомі методи мінімізації атмосферних впливів симетричними спостереженнями, які рекомендуються для застосування при визначенні горизонтальних векторів зміщень.
В роботі пропонується метод введення поправок в довжини ліній, оснований на зміні показника заломлення n з висотою в залежності від вертикального градієнта температури.
Якщо вимірювання проводяться при нейтральній стратифікації атмосфери, то поправку в довжині лінії S можна знайти за формулою:
 , (15)
де P – тиск, Т – температура повітря, hсер – середня висота проходження променя над підстилаючою поверхнею землі, h0 – середня висота приймача та відбивача над цією ж поверхнею.
При проведенні вимірювань з нестійкою стратифікацією, крім поправки  , в лінію необхідно ввести ще поправку
 , (16)
де  , а  і  - виміряні одночасно взаємозворотні максимальні розмахи коливань зображень візирних цілей за періоди в одну-декілька секунд.
Розрахунки точності визначення поправок  та  показали, що поправка  може бути визначена з відносною похибкою 1х10-8, а  - з відносною похибкою 1х10-7.
Так пропонується враховувати атмосферний вплив на світловіддалемірні вимірювання.
Далі в роботі виконані дослідження впливу електричного і магнітного полів на оптичні властивості середовища, зроблена їх порівняльна характеристика та визначено, що при сучасних точнісних характеристиках приладів найбільш вагомий вплив на геодезичні вимірювання вносить електрооптичний ефект Керра. В рамках цієї теорії П.Ланжевеном і М.Борном отримані формули для показника заломлення
 ,  , (17)
де n – показник заломлення повітря при відсутності електричного поля;  - зміна діелектричної проникності повітря при зміні тиску на одиницю; n0 – показник заломлення перпендикулярно вектору напруженості електричного поля; nе – показник заломлення вздовж вектора напруженості електричного поля; R i K – сталі фізичні величини, Е – напруженість електричного поля.
Проведено також теоретичні дослідження і запропоновано методи визначення поправок за електрооптичну рефракцію при довільному розподілі показника заломлення.
В роботі виконано дослідження впливу електричного поля однопровідної однофазної ЛЕП, яке звелося до знаходження результуючої напруженості електричного поля.
На рис.4 зображено вплив однопровідної однофазної ЛЕП на лінію візування з параметрами:  – вектори статичної напруженості електричного поля;  ,  – вектори напруженості магнітного поля;  і  – вектори напруженості електричного поля, створеного змінним магнітним полем; І – сила струму; u – напруга; H – висота проводу над поверхнею землі; h– висота візування; l – горизонтальна відстань від провода до лінії візування; a– радіус провідника.
Отримані теоретичні результати узгоджуються з експериментальними дослідженнями В.Літинського, І.Кметка і М.Кравцова стосовно впливу електричного поля трипровідної трифазної ЛЕП з напругою 750 кВ на результати радіовіддалемірних вимірювань.
Далі проведено моделювання впливу атмосферної рефракції на результати супутникових спостережень. Одержані формули для розрахунку та врахування впливу атмосфери на лінійні та кутові вимірювання. При цьому атмосфера представлялась шарами із зміною в них густини за експоненціальним та лінійним законами.
Похибку вимірювання віддалі від антени до супутника можна визначити за формулою:  , (25)
де DS1 – похибка видовження лінії візування внаслідок її викривлення, DS2 – похибка, яка пов'язана із зміною часу поширення електромагнітної хвилі за рахунок зміни оптичної густини середовища.
У п'ятому розділі розглянуто технологію геодезичних робіт на ГДП АЕС. Однією з найважливіших задач при побудові ГДП є створення оптимальної геодезичної мережі, завдяки якій можна одержати достовірні дані про зміщення земної поверхні та споруд в плановому та висотному відношенні. При цьому необхідно обов'язково враховувати такі фактори: вплив поверхневих зсувів та динамічних процесів на стійкість геодезичних знаків; тривалість та довговічність збереження пунктів; районування території, охопленої полігоном, в залежності від тектонічних властивостей; вплив об'єктивних та техногенних фізичних умов на можливу реалізацію геодезичних побудов; вплив розташування інженерних споруд АЕС на геометрію мереж.
Оптимізацію геодезичних мереж на ГДП необхідно виконувати в чотири етапи: оптимізація геометрії мережі всіх можливих планових і висотних вимірювань; оптимізація мережі планових спостережень з послідовним виключенням вимірювань, що малоінформативні; оптимізація мережі висотних спостережень також з виключенням вимірювань, які мінімально інформативні; оптимізація економічних аспектів побудови мережі.
Оптимізацію моделі проекту рекомендується виконувати, користуючись моделлю мережі, з врахуванням точності визначення параметрів планових та висотних компонент деформацій (gх – відносного зсуву по осі абсцис; gу – відносного зсуву по осі ординат; g – загального відносного зсуву; D – дилатації, тобто, відносного площинного стиснення або розширення; Emax – вектора максимального розтягу або стиску; Emin – вектора мінімального розтягу або стиску; w – відносного обертання; G – градієнтів вертикальних деформацій).
Для прикладу нами проведена оптимізація планових мереж на ГДП Рівненської АЕС і показано, що, не втрачаючи точності визначення векторів зміщень і компонент деформацій, можна зменшити кількість вимірів довжин для визначення горизонтальних зміщень на дванадцять.
Далі описані рекомендації щодо проведення геодезичних вимірювань на ГДП. Охарактеризовано світловіддалемірні вимірювання новітніми світловіддалемірами, тотальними станціями і електронними тахеометрами. Подані рекомендації розміщення серій світловідалемірних вимірювань з врахуванням періодів мінімальних вертикальних градієнтів температури (при нейтральній стратифікації повітря), симетрично відносно нульових вертикальних градієнтів температури.
Розглянуті питання застосування супутникових радіонавігаційних систем (СРНС), таких як ГЛОНАСС і GPS, для побудови геодинамічних полігонів на АЕС. В роботі охарактеризовані похибки, які залежать від взаємного розміщення приймачів, обумовлених характером місцевості та положенням інженерних споруд.
На прикладі Рівненської АЕС показано, що суттєвим фактором, який обмежує точність диференціальних GPS-вимірів і повноцінне використання апаратури, є розміщення інженерних споруд, що обмежує видимість супутників та погіршує геометрію його сузір'я. Проаналізовані зміни НDOP i VDOP на протязі доби при кутах відсічки супутників 200 і 300. Таким чином, вся територія проммайданчику та прилеглих територій розділена на три зони: зона з відсутністю перешкод, з частковим обмеженням інженерними спорудами видимого горизонту і з екстремальним обмеженням горизонту.
Розглянуті особливості нівелірних робіт. На основі досліджень, виконаних в третьому розділі, представлено програми роботи на окремій станції методами геометричного нівелювання, подані характеристики новітніх нівелірів. Дано рекомендації особливостей застосування на АЕС гідронівелювання і оцінки точності результатів нівелювання.
Методологічно представлено розрахунок компонент деформації на основі векторів зміщень при повторних спостереженнях планового та висотного положення пунктів. На прикладі зсуву поверхні землі, на якій побудована динамічна геодезична мережа, проведені розрахунки компонент деформації з їх оцінкою і побудована картосхема ізоліній дилатацій на досліджуваній поверхні. Характер ізоліній показує площинний розподіл області стиснення (розширення) досліджуваної території як в якісній, так і кількісній формі.
У шостому розділі виконано оцінку існуючих математичних моделей для прогнозування деформацій земної поверхні та споруд за результатами геодезичних вимірювань. Відмітимо, що в даний час найбільш опрацьована проблема прогнозування осідань споруд переважно за результатами геометричного нівелювання, а проблема прогнозу просторових рухів земної поверхні та споруд на ній залишається актуальною і такою, що потребує негайних подальших досліджень. Охарактеризовано різні методи досліджень деформації інженерних споруд та їх прогнозування. Відмічається та проводиться детальний аналіз робіт Ю.Гуляєва, В.Панкрушина, А.Григоренка. На основі досліджень, виконаних автором, та аналізу відповідних інших робіт, можна стверджувати наступне:
1.Просторове зміщення фізичних об'єктів потрібно розглядати в просторі з врахуванням часових змін як окремих частин, так і об'єкта в цілому. Таке чотиривимірне моделювання систем вимагає нових підходів до розв'язання проблеми.
2.Результати геодезичних вимірювань на довільному етапі досліджень деформацій фіксують вплив різноманітних факторів і кількісно описують їх вплив. При цьому, чим детальніше виконано проектування експерименту, тим отримаємо більш повну інформацію про досліджуванні явища.
3.Такі результати можна представити суперпозицією поліноміальної та тригонометричної залежностей виду:
 , (29)
де n, m – величини, які залежать від необхідної точності інтерполяційної формули та значень просторових рухів параметрів; 2m < l; n < l; l - кількість циклів спостережень; t0 - початковий час спостережень; t – час, на який розраховується деформація споруди або її елементів.
4.Модель вказаної структури є динамічною, і такою, що дозволяє дослідити вплив на явище тих факторів, які є важливими і домінуючими.
5.Оцінку точності апроксимації та прогнозу необхідно виконувати за незалежними результатами вимірювань і тільки при цьому критерії оцінки будуть надійно описувати достовірність моделі.
Далі в роботі описується методика врахування впливу техногенних факторів на стійкість споруд при прогнозуванні їх горизонтальних та переважно вертикальних рухів. Пропонується методика врахування гідрогеологічних умов території, зміни осідань гідротехнічних споруд при розвантаженні систем водоохолоджування АЕС, процеси утворення карстів та підсилення основ фундаментів. На основі цих досліджень зроблено висновок, що геодезичні дані дають точну кількісну інформацію про вплив складної взаємодії несучих конструкцій споруд з фізичними властивостями інженерних грунтів, зовнішнім середовищем та різними техногенними процесами.
Для здійснення вірогідного моделювання процесів деформацій необхідно вирішити цілу низку задач методологічного, теоретичного та практичного характеру і перш за все вивчити вплив різних факторів природного та техногенного характеру; без знання особливостей природи та структури досліджуваного об'єкта досить важко правильно зорієнтуватись в характері прояву різних причинно-наслідкових зв'язків та вибрати конкретну модель для прогнозування рухів об'єктів та споруд.
Створення математичних моделей прогнозування вертикальних та горизонтальних рухів споруд і земної поверхні, оцінка їх стійкості є одним із головних завдань при дослідженні деформаційних властивостей об'єктів. Нами запропоновано метод короткострокового прогнозу осідань споруд на основі формули (29) або її видозмін, який дозволяє визначити осідання будівель, споруд, та земної поверхні і встановлює необхідність вжиття заходів для їх інженерного захисту. Така методика апробована і застосовується при прогнозуванні осідань споруд на Рівненській АЕС. Далі представлено метод прогнозування осідань і горизонтальних рухів споруд та земної поверхні регресійною моделлю, в якій осідання або горизонтальне зміщення є випадковими величинами, а час – детермінованим.
Елементами матриці В є відхилення результатів апроксимації від експериментальних даних:  , (31),
де S – матриця осідань, елементи якої визначені експериментально. Такі елементи можна представити у вигляді:  , (32)
де  - матриця коефіцієнтів ряду Фур'є;  - матриця тригонометричних функцій  і  ;  - матриця залишків. Залишок  є випадковим із середнім значенням, рівним нулеві.
Описані дослідження також реалізовані на Рівненській АЕС.
Запропоновано метод моделювання рухів фундаментів споруд в залежності від зміни їх просторово-часових характеристик. Така методика дозволяє визначити положення та стан фундаменту споруди в різних його частинах, які не фіксуються геодезичними знаками. Осідання довільної точки лінії фундаменту в будь-який момент часу представляється у вигляді функції двох змінних:  , (34)
де S- довжина ланки фундаменту від початкової до заданої точок. Функцію пропонується шукати у вигляді многочлена з двома змінними S i t:
 (35)
де t – час (в роках), t1 - час, що відповідає першому циклу вимірювань; Aij- невідомі коефіцієнти, які визначаються методом колокацій. Чисельна реалізація розробленої методики проведена для багатьох фундаментах споруд Рівненської АЕС.
Оцінку положення фундаменту споруди можна виконати при регулярності геодезичних вимірювань осідань кожної марки, розглядаючи їх як систему точок з просторово-часовими характеристиками і представленням їх положення поверхнею для конкретного циклу спостережень. Вважаючи, що фундаменти в умовах експлуатації повинні бути близькими до абсолютно жорстких і мати загалом осідання та крен в допусках, то їх положення ми ототожнили з площиною, рівняння якої в момент часу t має вигляд
 . (36)
При певному часі tк і при відомих розв'язках системи рівнянь відносно A(t), B(t), C(t), рівняння шуканої площини матиме вигляд
z(tk)=A(tk)x+B(tk)y+C(tk), (37)
а нормальний вектор площини  (A(tk), B(tk)) визначатиме напрям, при якому осідання фундаменту буде найбільшим або найменшим.
Запропонована методика дозволяє в момент часу tк визначити положення реального фундаменту відносно площини.
Основними показниками, які характеризують положення реального фундаменту при tк у вибраній системі координат, будемо вважати наступні: С(t) – параметр, який в основному визначає осідання фундаменту як жорсткого тіла; складова осідання споруди викликана наявністю крена:
 , (38)
при яких досягаються екстремальні значення  . Величина r(j) є віддалю від початку вибраної системи координат до точки фундаменту, яка визначається кутом j; ступінь розсіяння експериментальних даних відносно площини.
Методика використана для оцінки стану фундаментів споруд Рівненської АЕС.
В роботі розглянуті питання моделювання вертикальних рухів лінійних споруд великих довжин. На прикладі греблі Хмельницької АЕС завдовжки 7,2 км нами виконано моделювання її вертикальних рухів з прогнозною оцінкою стану тіла греблі і окремих її частин.
Запропоновано (для будь якої точки парапету греблі водосховища) апроксимуючу функцію на довільний цикл спостережень у вигляді
 , (39)
де S(x) – трендова крива, яка представлена поліномом шостого степеня, х – віддаль від початкової точки до тієї, для якої розраховується осідання. Точність прогнозування становить ±2,4 мм при фактичних осіданнях від 4,4 до 36,1 мм.
Ілюстрація досліджень для цілого тіла греблі та окремої марки представлена на рис.5, 6, 7.
Рис.5. Графік осідань та лінія тренду
Рис.6. Тривимірна інтерпретація процесу осідання греблі
Досить важливим питанням при вивченні стану об'єкта або земної поверхні є прогнозування їх просторових рухів. Нами запропоновано новий метод дослідження просторових рухів, який полягає в тому, що просторове зміщення довільної точки вздовж осей вибраної системи координат можна представити функціями виду
 ,  ,  . (40)
Невідомі коефіцієнти  визначаються за методом найменших квадратів.
Ефективність методу перевірена при дослідженні зсувів земної поверхні. Він може використовуватись не тільки при геодезичному моніторингу АЕС, але взагалі при вивченні ерозії грунтів, дослідженнях деформацій земної поверхні, при розробках родовищ корисних копалин тощо.
При великих розмірах проммайданичків мають місце нестабільності та різновидності факторів, які діють на рух споруд і земної поверхні, що ускладнює аналіз та прогноз деформацій останніх. Геодезичні вимірювання та контроль за геодинамічними процесами проводять, як правило, різні організації, і мають місце неспівпадання спостережень за частотою та фазою, в результаті визначення динаміки об'єкту, як одного цілого, стає практично неможливим. В роботі запропонована методика переходу до відносної епохи спостережень для всіх об'єктів. Така методика дозволить виявляти місця на промислових майданчиках, на які впливають різні фактори у фіксований та реальний час і отримувати необхідні дані для оцінки їх впливу на весь комплекс. Це дає можливість виконувати інженерний захист усієї системи споруд.
Широко розповсюдженою різновидністю екзогенних процесів є зсуви. Прогнозування зсувів пропонується виконувати за двома схемами. Перша схема полягає у визначенні моделі прогнозування для деякого періоду часу, а потім, визначивши параметри кожного періоду, формувати загальні параметри моделі. Для даного випадку прогнозування модель має вигляд:
 . (42)
Друга прогнозна модель складається для явищ, які протікають плавно і змінюються періодично в залежності від пори року, геологолітологічних особливостей, рельєфу місцевості. Для конкретного прикладу запропонована модель, що описується формулою
 . (43)
Розглянута методика прогнозування застосовується для визначення зсувів на трасах нафтопроводу “Дружба”.
Важливу роль при прогнозуванні зсувів має визначення поверхні ковзання. Нами запропоновано методику визначення поверхні ковзання за геодезичними спостереженнями.
В роботі також запропоновано комплексний підхід до вивчення геодинамічних явищ при даних параметрах моделі, при якому одержують додаткові статистичні характеристики явища в цілому та для кожного конкретного вимірювання.
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
В дисертації отримані такі основні результати:
1. Пошуками шляхів розв'язання важливої народногосподарської проблеми – забезпечення нормальної безаварійної роботи АЕС– встановлено, що безальтернативним методом її реалізації є створення геодинамічних полігонів на територіях станцій, важливою складовою частиною яких є геодезичний моніторинг– основа кількісної і якісної інформації про просторові рухи земної поверхні, споруд та технологічного обладнання АЕС. Аналіз сучасних можливостей чотиривимірної геодезії показав, що враховуючи малі просторові деформації на територіях АЕС України, проблема може бути розв'язана тільки при умові підвищення точності геодезичних вимірювань до 1х10-7 та 1х10-8 лінійних вимірювань і нівелювання в 2,5-3 рази вищою, ніж передбачено чинною інструкцією нівелювання.
2. Розроблено методологічні принципи оцінки впливу екзогенних і ендогенних геодинамічних та техногенних процесів на територіях розміщення АЕС України, а саме:
- доведена необхідність прогнозування взаємодії верхніх шарів літосфери (грунтів) і збудованих споруд при експлуатації АЕС, оскільки в більшості випадків руйнування інженерних споруд викликане втратою несучої здатності грунтів, що розташовані в основі фундаментів цих споруд;
- подано літолого-геологічні розрізи шарів територій АЕС України з аналізом несучої здатності грунтів в основі фундаментів споруд;
- виявлені важливі просторово-часові зміни фізико-геологічних властивостей інженерних грунтів на основі спостережень за гідрогеологічними умовами та змінами рівнів грунтових вод. Аналіз цих змін дає можливість встановити місця нерівномірних площинних горизонтальних і вертикальних рухів;
- розроблена шкала стійкості опорних геодезичних знаків на ГДП в залежності від місця їх закладання і показано, що найбільш надійні дані про кількісні та якісні зміни стану земної поверхні, споруд і технологічного устаткування дають спостереження за мобільністю геодезичних знаків;
- запропоновано ряд конструкцій динамічних геодезичних знаків, які є одночасно знаками висотного і планового положення при різних методах геодезичних вимірювань.
3. Виконано теоретичні і практичні дослідження планово-висотного моніторингу та створена програма спостережень за горизонтальними і вертикальними рухами земної поверхні, споруд та технологічного устаткування. Суть цих досліджень полягає в наступному:
- встановлено, що найдоцільнішими методами планового моніторингу на АЕС є спостереження GPS-приймачами, трилатерація новітніми світловіддалемірами, світловіддалемірна полігонометрія, а методами висотного моніторингу – геометричне нівелювання;
- розроблена теорія апріорної оцінки точності визначення векторів горизонтальних рухів найдосконалішими сучасними світловіддалемірами;
- проведено теоретичні розрахунки з питань можливостей застосування GPS-приймачів при визначенні горизонтальних векторів руху земної поверхні в залежності від швидкості цих рухів;
- розроблена теорія апріорної оцінки точності, яку можна досягнути найсучаснішими нівелірами, рейками і методами виконання робіт при визначенні векторів вертикальних рухів;
- на основі теоретичних розрахунків встановлено, що застосування нових методів та засобів дає можливість вести нівелірні роботи з більш високою точністю, ніж нівелювання І класу за чинною інструкцією. Такі класи нівелювання названо: прецизійним з плечами до 50м, яке характеризується на окремій станції параметрами:  мм і  мм; прецизійним з плечами нівелювання до 25м та з відповідними параметрами  мм і  мм; нівелюванням І класу коротким променем до 25м з параметрами  мм і  мм. В той же час нівелювання І класу характеризується такими параметрами  мм і  мм. Таким чином, точність прецизійних методів відповідно вища майже в 2,0 і 3,5 рази порівняно з нівелюванням І класу;
- одержано граничні похибки визначення векторів вертикальних рухів різними методами нівелювання в залежності від довжини ходу та кількості станцій в ході;
- розроблена методика визначення доцільної частоти проведення циклів вимірювань з наперед заданою ймовірністю та з врахуванням фактичних векторів швидкостей рухів;
- запропонована методика розрахунку допустимої тривалості повторних циклів спостережень в залежності від абсолютних величин рухів;
- подана загальна теоретична та практична методика планово-висотного моніторингу АЕС;
4. Виконано теоретичні дослідження та розроблені методи, які розв'язують проблему оптимізації найменшої дії атмосферної неоднорідності та електромагнітних полів на світловіддалемірні і супутникові спостереження та геометричне нівелювання. Так:
- розроблено новий метод визначення інтегрального значення показника заломлення повітря на основі вимірювання розмахів коливань зображень візирних цілей, що дає можливість врахувати атмосферні впливи на результати світловіддалемірних вимірювань;
- проведено теоретичні дослідження впливу електрооптичних та магнітооптичних явищ на розповсюдження електромагнітних хвиль і доведено, що найбільш суттєвим є електрооптичний ефект Керра;
- запропонована теорія поширення електромагнітних хвиль в атмосфері при наявності електричного поля;
- розроблена теорія визначення поправок за нерівномірності та непрямолінійності розповсюдження електромагнітних хвиль внаслідок впливу електричного поля на кутові та лінійні вимірювання;
- виведені формули врахування впливу електричного поля однопровідної однофазної та трипровідної трифазної ліній електропередач;
- одержано формули, які враховують вплив атмосфери на супутникові спостереження і, на основі дослідження зміни густини атмосфери в залежності від широти, показано можливі зміни супутникової рефракції;
- розроблена методика геометричного нівелювання з врахуванням атмосферних впливів або їх мінімізації.
5. Набуто першого досвіду комплексного підходу до проведення геодезичних робіт на ГДП АЕС:
- зроблено висновок, що проектувати планові і висотні геодезичні мережі на ГДП АЕС необхідно з врахуванням факторів, які впливають на оптимальність мережі. При цьому необхідно застосовувати математичну оптимізацію мережі;
- запропоновано програму світловіддалемірних спостережень з розміщеннями серій на протязі доби при мінімальних вертикальних градієнтах температури та симетрично відносно нульових вертикальних градієнтів температури;
- подано методику проектування пунктів GPS-спостережень в залежності від розміщення і висоти споруд з побудовою зон різних кутів відсічок сузір'я супутників. Зроблено висновок, що на ГДП АЕС має бути обов'язкове поєднання світло- та GPS-вимірювань.
6. Розв'язано ряд задач теоретичного і практичного характеру з питань прогнозування рухів споруд і земної поверхні в просторі та часі. Основні з них полягають в наступному:
- доведено, що без знання причинно-наслідкових зв'язків та особливостей природи і структури досліджуваного об'єкта неможливо правильно вибрати конкретну модель для прогнозування рухів споруд і земної поверхні;
- розроблено і впроваджено у виробництво методика короткострокового прогнозу вертикальних рухів земної поверхні та споруд;
- здійснено ефективне математичне моделювання вертикальних рухів фундаментів споруд в залежності від зміни просторово-часових характеристик;
- створено нову методику визначення положення фундаменту як системи точок з просторово-часовими характеристиками, з рекомендаціями про необхідний інженерний захист споруди;
- запропоновано методику моделювання вертикальних рухів споруд лінійного типу та відповідний метод дослідження і прогнозу просторових рухів земної поверхні та інженерних споруд, в основі якого покладено представлення математичними залежностями складових руху по осях просторових координат;
- запропоновано методику сумісної обробки результатів спостережень, виконаних на майданчиках атомних станцій в різні епохи;
- розроблено методику прогнозування зсувів земної поверхні за геодезичними спостереженнями та визначення поверхні ковзання;
- розроблено новий статистичний метод дослідження результатів спостережень за геодинамічними явищами з детальною оцінкою впливу різного роду факторів на перебіг даного процесу і вибором прогнозної моделі явища;
- вдосконалено методику визначення компонентів деформації земної поверхні при наявності зсувних процесів.
7. Впровадження результатів досліджень виконувались на протязі з 1987 по 1999 роки в організаціях, які ведуть роботи, пов'язані з проблемою досліджень: Рівненська, Хмельницька та інші АЕС України, Київський державний інститут інженерних вишукувань та досліджень “Енергопроект”, Управління нафтопроводу “Дружба”, Державний комітет України по водному господарству.
Загалом в дисертації виконано методологічне, теоретичне і практичне розв'язання важливої народногосподарської проблеми: передбачення аварійних ситуацій, викликаних дією геотектонічних і техногенних процесів, та забезпечення нормальної роботи АЕС.
Результати виконаних досліджень забезпечують проектування і реалізацію геодезичного моніторингу ГДП АЕС з проведенням діагностичних робіт і прогнозуванням в просторі та часі явищ природного і техногенного характеру для інженерного захисту споруд та технологічного обладнання атомних станцій.
ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ ПРАЦЬ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ
Статті у наукових виданнях
1. Черняга П.Г. Вибір методів побудови мереж для геодезичного моніторингу на геодинамічних полігонах атомних електричних станцій//Інженерна геодезія.- Вип.40.- 1998. С.220-223.
2. Черняга П.Г. Вибір місць закладання геодезичних знаків на геодинамічних полігонах АЕС//Вісник геодезії та картографії.- 1998.- №4 (11).- С.14-17.
3. Черняга П.Г. Вплив електричного поля на точність геодезичних вимірювань//Інженерна геодезія.- Вип.42.- 2000. - С.219-227.
4. Черняга П.Г. Вплив електричного поля однопровідної однофазної лінії електропередачі на результати геодезичних вимірювань//Вісник Рівненського державного технічного університету.-Рівне.-1999.-Вип.№2.-С.264-267.
5. Черняга П.Г. Врахування атмосферних впливів на світловіддалемірні виміри при побудові геодинамічних полігонів АЕС//Вісник геодезії та картографії.- 1998.- №4 (11).- С.17-20.
6. Черняга П.Г. Метод дослідження просторових рухів земної поверхні та інженерних споруд на основі геодезичних спостережень//Інженерна геодезія.-Вип.41.- 1999.- С.179-184.
7. Черняга П.Г. Об изменяемости спутниковой рефракции в атмосфере северного полушария//Геодезия, картография и аэрофотосъёмка.- Вып.35.- 1982. С.113-115.
8. Черняга П.Г. Об определении спутниковой рефракции// Геодезия, картография и аэрофотосъёмка.- Вып.34.- 1981.- С.92-97.
9. Черняга П.Г. Передбачення деформаційних процесів на геодинамічних полігонах АЕС з урахуванням динаміки гідрогеологічних умов//Інженерна геодезія.- Вип.43.- 2000.- С.208-215.
10. Черняга П.Г. Проектування точності планових мереж для геодезичного моніторингу на ГДП АЕС//Геодезія, картографія и аерофотознімання.- Вип.№59.- 1999.- С.44-55.
11. Черняга П.Г. Розрахунок оптимальних частот та тривалості циклів повторних вимірювань на ГДП АЕС//Інженерна геодезія.- 1998.- Вип.40.- С.215-219.
12. Касянчук А.Г., Черняга П.Г. Изменение осадок гидротехнических сооружений при разгрузке системы водоохлаждения АЕС// Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- 1990.- №51.- С.40-43.
13. Клим С.А., Новосад В.М., Черняга П.Г. Оцінка та підвищення точності геометричного нівелювання// Вісник Рівненського державного технічного університету.– Рівне.-Вип.№2(4).–2000.–С.257-267.
14. Куцерыб Н.А., Лебедь Г.И., Черняга П.Г. Опыт прогнозирования смещения оползня по геодезическим данным// Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- 1984.- №39.- С.35-38.
15. Куцерыб Н.А., Черняга П.Г., Лебедь Г.И. Определение поверхности скольжения оползня по геодезическим наблюдениям// Геодезия и картография.- №2.-1981.-С.22-23.
16. Малярчук С.А., Черняга П.Г., Янчук Р.М. Вибір місць закладання пунктів GPS-спостережень на території проммайданчиків для розвитку мереж згущення // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – Львів. – 2000. – С.196-200.
17. Черняга П.Г., Бялик М.В., Степанченко О.М. Моделювання атмосферної рефракції при супутникових спостереженнях//Волинський математичний вісник.-2000.-Вип.№7.-С.327-332.
18. Черняга П.Г., Касянчук А.Г., Сяський В.А. Учет гидрогеологических условий при исследовании деформаций сооружений АЭС//Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- 1992.- №54.- С.61-66.
19. Черняга П.Г., Орленко В.Ф., Бялик М.В. Вплив електромагнітного поля на точність кутових геодезичних вимірювань//Вісник геодезії та картографії.- 1996.- №2.- С.52-57.
20. Черняга П.Г., Сяський В.А., Касянчук А.Г. Оценка положения фундамента сооружения по геодезическим измерениям//Геодезия, картография и аэрофотосъёмка.- 1991.- Вып.53.-С.96-99.
21. Черняга П.Г., Сяський В.А., Касянчук А.Г. Прогнозирование деформаций сооружений АЭС//Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- 1990.- Вып.52.-С.83-87.
22. Черняга П.Г., Сяський В.О., Грицюк П.М. Математичне моделювання вертикальних рухів фундаментів споруд в залежності від зміни їх просторово – часових характеристик//Волинський математичний вісник.- 1999.- Вип.№6.- С.164-167.
23. Черняга П.Г., Тадеев А.А. Изучение современных движений земной поверхности в районе крупного инженерного объекта//В кн.:Изучение земли как планеты методами геофизики, геодезии и астрономии.– К.:Наукова думка.– 1988.–С.192-193.
24. Chernyaga P. Forecasting deformations of the Earth surfase and structures at atomic power stations sites // Reports on Geodesy.– Politechnika Warszawska.– 1999.– №4 (45).– P.205-209.
25. Chernyaga P. Problems of geodetic monitoring at atomic power stations // Reports on Geodesy. – Politechnika Warszawska.– 1997.– №3 (26).– P.203-205.
26. Bahovets B., Buds M., Klymenco M., Sergienko N., Chernyaga P. Comprehensive monitoring of atomic power stations // Reports on Geodesy.– Politechnika Warszawska.–1999. – №4 (45). – P.209-213.
27. Ostrovsky A., Tretyak K., Chernyaga P. Development of geodesic monitoring on geodynamic test fields of atomic power stations of Ukraine // Geodesy and Cartography at the beginning of the 21 st century.– Poland.–1997.– P.1-13.
Праці в збірниках наукових доповідей симпозіумів та конференцій
28. Черняга П.Г. Деякі складові комплексного моніторингу на АЕС//Сучасні досягнення геодезичної науки і виробництва в Україні.- Львів, 1997.- С.112-115.
29. Черняга П.Г. Короткостроковий прогноз вертикальних рухів інженерних споруд АЕС. // Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища – GPS і GIS – технології.- Алушта - Львів, 1999.- С.94-96.
30. Черняга П.Г. Проблемы прогнозирования движения объектов и земной поверхности в зонах крупных инженерных сооружений. // Повышение эффективности определения осадок инженерных сооружений и геодинамических исследований.- Воронеж,- 1988.- С.94-95.
31. Черняга П.Г. Геодезичний моніторинг на атомних електричних станціях (АЕС): проблеми та шляхи вирішення // Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища.- Алушта-Львів,- 1996.- С.5.
32. Черняга П.Г. Комплексний метод обробки геодезичної інформації на техногеннних геодинамічних полігонах//Геодинаміка гірських систем Європи. Матеріали міжнародного симпозіуму.- Яремче, 1994.-С.11.
33. Черняга П.Г., Басюк М.Ю. З досвіду дослідження питань з обробки геодезичних вимірювань різних епох // Матеріали н.-т. конференції проф.-викл. складу.- Рівне, 1996.-С.32-33.
34. Черняга П.Г., Бялик М.В. Вплив електромагнітного поля на точність світловіддалемірних вимірювань. // Сучасні досягнення геодезичної науки і виробництва в Україні.- Львів, 1996.- С.85.
35. Черняга П.Г., Бялик М.В., Бялик І.М., Лагоднюк О.А. Аналіз впливу електричного і магнітного полів на точність геодезичних вимірювань // Геомоніторинг- 99.- Львів, 1999.- С.124-128.
36. Черняга П.Г., Касянчук А.Г. Визначення осідань споруд геодезичними методами і врахування особливостей їх змін // Гідромеліоративне будівництво і сільськогосподарське використання земель.- Рівне, 1992.- С.52-53.
37. Черняга П.Г., Мальчук Н.П., Кахнич П.Ф., Остапчук С.М. Учёт деформаций сооружений и земной поверхности на мелиоративных системах. // Мелиорация и освоение тяжелых минеральных почв.- Ровно, 1990.- С.63.
38. Черняга П.Г., Орленко В.Ф., Бялик М.В. Вплив електростатичного ефекту в атмосфері на геодезичні виміри// Матеріали н.-т. конференції проф.-викл. складу.-Рівне, 1995.- С.27-30.
39. Черняга П.Г., Остапчук С.М., Басюк М.Е. Особенности динамики топографической поверхности мелиоративных систем // Новые технические решения при производстве мелиоративных работ.- Ровно, 1992.- С.59.
40. Черняга П.Г., Сяський В.О., Касянчук А.Г. Дослідження геодезичних спостережень різних епох на техногенних геодезичних полігонах // Геодинаміка гірських систем Європи.- Яремче.- 1994.- С.41.
41. Черняга П.Г., Сяський В.О., Касянчук А.Г., Пньовський П.І. Вплив вітру на результати вимірювань нівеліром Ni 002//Матеріали н.-т. конференції проф. викл. складу та студентів.- Рівне, 1996,- С.31-32.
42. Черняга П.Г., Тадеев А.А. Статистический метод изучения деформаций инженерных сооружений // Повышение эффективности определения осадок инженерных сооружений и геодинамических исследований.- Воронеж, 1988.- С.53-54.
43. Черняга П.Г., Тадєєв О.А. Про дослідження деформованого стану земної поверхні за результатами геодезичних спостережень // Сучасні досягнення геодезії, геодинаміки та геодезичного виробництва.- Львів, 1999.- С.167-168.
АНОТАЦІЯ
Черняга П.Г. Геодезичний моніторинг територій атомних електричних станцій: теорія і практика.
Дисертація є рукопис на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.24.01 – геодезія. Державний університет “Львівська політехніка”.
Запропоновано новий комплексний підхід до вирішення проблеми геодезичного моніторингу на територіях атомних електричних станцій, як системи міроприємств, які включають питання методологічного, теоретичного і практичного розв'язання важливої народногосподарської проблеми. Вони грунтуються на розробленні нових методологічних принципах оцінки впливу геодинамічних процесів на територіях розміщення АЕС України та оптимізації розміщення геодезичних знаків на геодинамічних полігонах, будівлях та спорудах; теоретичних і практичних дослідженнях планово-висотного моніторингу та створенні програм спостережень за горизонтальними і вертикальними рухами; теоретичних дослідженнях, які забезпечують успішну розробку проблеми мінімізації атмосферної дії на світловіддалемірні та супутникові спостереження та врахування електрооптичної рефракції на геодезичні вимірювання; методологічних підходах до технології геодезичних робіт на геодинамічних полігонах; розв'язанні ряду задач теоретичного і практичного характеру з питань прогнозування рухів споруд і земної поверхні.
Ключові слова: геодезичний моніторинг, геодинамічний полігон, атомні електричні станції, геодинамічні процеси, електрооптичні рефракції, прогнозування рухів.
АННОТАЦИЯ
Черняга П.Г. Геодезический мониторинг территорий атомных электрических станций: теория и практика.
Диссертация является рукописью на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.24.01 - геодезия. Государственный университет "Львовская политехника".
Предлагается новый комплексный подход к решению проблемы геодезического мониторинга на территориях атомных электрических станций как системы мероприятий, которые включают вопросы методологического, теоретического и практического решения важной народнохозяйственной проблемы. Они основаны на разработке новых методологических принципов оценки влияния геодинамических процессов на территориях размещения АЭС Украины и оптимизации размещения геодезических знаков на геодинамических полигонах, строениях и сооружениях; теоретических и практических исследованиях планово-высотного мониторинга и создании программы наблюдений над горизонтальными и вертикальными движениями. Разработана теория априорной оценки точности определения векторов горизонтальных движений усовершенствованными современными светодальномерами; проведены расчеты возможностей применения GPS-наблюдений при определении горизонтальных движений; на основании теоретических расчетов доказано, что применение новых способов и приборов при высокоточном нивелировании дает возможность проводить нивелирные работы с более высокой точностью чем нивелирование І класса, выполняемое по действующей Инструкции. Такие классы нивелирования названы: прецизионным с плечами нивелирования до 50м, которому соответствуют параметры на отдельной станции:  мм и  мм; прецизионным с плечами до 25м с параметрами  мм и  мм; нивелированием І класса с плечами до 25м с параметрами  мм и  мм. Точность предложенных методов превышает точность нивелирования І класса в 2,0-3,5 раза. Выполнены теоретические исследования и разработаны методы оптимизации наименьшего воздействия атмосферной неоднородности и электромагнитных полей на светодальномерные и спутниковые наблюдения, а также нивелирование. Разработаны: новый метод определения интегрального значения показателя преломления воздуха на основании измерений колебаний изображений визирных целей; теория определения поправок в угловые и линейные геодезические измерения при прохождении визирного луча через электромагнитные поля. Получены формулы учета влияния электрического поля однопроводной однофазной и трехпроводной трехфазной линий электропередач; формулы учета влияния атмосферы на спутниковые наблюдения. Решены ряд задач теоретического и прикладного характера по вопросам прогнозирования движений в пространстве и времени сооружений и земной поверхности. Разработана и внедрена в производство методика краткосрочного прогноза вертикальных движений земной поверхности и сооружений; проведено эффективное математическое моделирование вертикальных движений фундаментов сооружений в зависимости от изменения их пространственно-временных характеристик; предложена новая методика определения положения фундамента как системы точек с пространственно-временными характеристиками, даны рекомендации по инженерной защите сооружений; сформулирована методика моделирования вертикальных движений сооружений линейного типа; усовершенствована методика определения компонент деформаций земной поверхности при оползневых явлениях, а также предложены варианты моделирования оползневых явлений в пространстве и времени. Результаты исследований внедрены в различных организациях, которые проводят работы, касающиеся рассматриваемой проблемы. Полученные результаты дают возможность обеспечить проектирование и реализацию геодезического мониторинга ГДП АЭС с проведением диагностических работ и прогнозированием в пространстве и времени явлений природного и техногенного характера, необходимых для инженерной защиты сооружений, а также технологического оборудования атомных станций.
Ключевые слова: геодезический мониторинг, геодинамический полигон, атомные электрические станции, геодинамические процессы, электрооптические рефракции, прогнозирование движений.
| 
