GPS ve Nivelman ölçüleriyle deformasyonlarin belirlenmesi
Determination of deformations with GPS and levelling measurements
Yazar: SERDAR EROL
Danışman: PROF. DR. TEVFİK AYAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Deformasyon analizi = Deformation analysis

Özet:
Bu çalışmanın temel motivasyonu, presizyonlu nivelman tekniği ile GPS tekniğinin matematiksel ve stokastik kombinasyonunun sağlanması ve iki ölçü grubuna ait gerçekçi ve güvenilir varyans-kovaryans matrislerinin elde edilmesinde varyans bileşeni tahmini tekniklerinin kullanılmasıdır. Geliştirilen tek boyutlu (1B) ve üç boyutlu (3B) bütünleşik dengeleme modelleri ile presizyonlu nivelman tekniğinin, GPS tekniğinden elde edilen tek boyutlu (1B-yükseklik), iki boyutlu (2B-yatay) ve üç boyutlu (3B-uzaysal) doğruluklara, bilinmeyenlere ve deformasyon vektörlerine olan olumlu etkileri araştırılmış ve daha gerçekçi, güvenilir 1B, 3B deformasyon analizi işlemleri gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, çalışmanın bir diğer amacıda GPS tekniğinin deformasyon belirleme çalışmalarında kullanılabilirliğinin sınanmasıdır. Bu amaçlar doğrultusunda, Karasu viyadüğünün zeminden kaynaklanan deformasyonlarının araştırılması ve mevcut stabilizasyonunun ortaya çıkartılması için tesis edilen 30 noktalı jeodezik kontrol ağında, iki yıl boyunca gerçekleştirilen dört ölçme kampanyasından elde edilen GPS ve presizyonlu nivelman ölçüleri kullanılmıştır. Çalışmanın sonucunda, Karasu viyadüğünün deformasyonlarının değerlendirilmesinin ve ortaya konmasının yanı sıra, büyük mühendislik yapılarındaki deformasyonların araştırılmasında uygulanacak ölçme ve analiz yöntemleri konusunda gelecek çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur. Sonuç olarak, presizyonlu nivelman ölçülerinin GPS tekniğinden elde edilen 1B ve 3B doğruluklara, bilinmeyenlere ve deformasyon vektörlerine dikkate değer olumlu etkilerinin olduğu görülmektedir. Buna karşın presizyonlu nivelman ölçülerinin iki boyutlu konum doğruluklarına, herhangi bir etkisi görülmemiştir fakat iki boyutlu bilinmeyenlere ve deformasyon vektörlerine oldukça küçük bir etkisinin olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıca GPS tekniğinin, bazı özel önlemlerin alınması şartıyla milimetre mertebesindeki deformasyonların belirlenmesinde kullanılabileceği de çalışmanın önemli bir sonucudur. Ancak GPS tekniğinin presizyonlu nivelman tekniği ile desteklenmesiyle daha küçük deformasyonların saptanabileceği de görülmüştür.

Abstract:
The major motivation of this study is to provide mathematical and stochastic combination of the data derived from GPS and precise levelling measurement techniques employing the variance component estimation techniques. Thus, possible contribution of levelling technique to the accuracies of the heights, 2D and 3D coordinates from GPS technique, the unknown parameters and deformation vectors was clarified and more realistic deformation analysis results could be possible. In addition to this, investigating the performance of GPS technique in determination of the deformation is the second aim of this study. With the purposes, GPS and levelling measurements were done to investigate the deformations of Karasu viaduct. Four measurement campaigns were done employing the 30-point geodetic control network in 2 years. In the result, other than determining deformations of Karasu viaduct, suggestions were done for investigating the deformations of large engineering structures. It is seen that the precise levelling measurements has considerable contribution to the improvement of the 1D and 3D accuracies, unknown parameters and the deformation vectors derived from GPS technique. Although, precise levelling measurements contributed too little to the improvement of 2D unknowns and deformation vectors derived from GPS technique, they do not have significant effect on 2D positioning accuracy. GPS technique was proved to be used for determining deformations in millimeter level when some special precautions are applied. Anyway, it must be considered that combining GPS technique with precise levelling technique provides opportunity to determine even smaller deformations in a structure.