Апробація інтегрованого методу TLS-GNSS-ETS для моніторингу деформацій техногенних відвалів у кар’єрі
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2026-1(97)-444-452Ключові слова:
наземне лазерне сканування, GNSS RTK, електронна тахеометрія, техногенні відвали, деформації, геомоніторинг, УСК-2000Анотація
У статті представлено результати апробації інтегрованого методу моніторингу деформацій техногенних відвалів і бортів кар’єру, що поєднує наземне лазерне сканування (TLS), GNSS-вимірювання у режимі RTK та тахеометричні спостереження електронним тахеометром (ETS). Метою дослідження є перевірка точності, відтворюваності та практичної придатності методу для багаточасового аналізу зсувних проявів у складних гірничих умовах за ускладненого доступу до небезпечних зон. Експериментальні роботи виконано протягом січня–грудня 2025 року у форматі 12 епох спостережень із принциповою умовою виконання TLS, GNSS та ETS в один день. Координатне забезпечення реалізовано в системі УСК-2000 на основі 10 опорних пунктів поза зоною деформацій та 50 контрольних мішеней/точок у потенційно нестабільних ділянках. TLS-знімання виконувалось сканером Leica RTC360 (8 станцій, середня дальність ~ 80 м) із реєстрацією у Cyclone REGISTER 360; GNSS-RTK забезпечував абсолютну прив’язку (Leica GS18T), а ETS (Topcon ES-105) застосовано для незалежної метрологічної верифікації та профільного контролю. За результатами реєстрації TLS отримано RMS/Residual 5–15 мм. Порівняння GNSS-RTK і тахеометричних визначень для контрольних точок підтвердило сантиметровий рівень узгодженості (оцінково RMSE_2D близько 3,1 см; RMSE_3D близько 3,4 см), достатній для задач геомоніторингу. Додатково досліджено вплив дальності сканування (0–50; 50–90; 90–130 м) на інформативність і ризики інтерпретації: ближній діапазон є оптимальним для фіксації локальних тріщин і дрібних терас, середній – базовим для регулярного моніторингу, дальній – доцільним переважно для оглядових моделей. Отримані результати обґрунтовують доцільність впровадження інтегрованого підходу TLS–GNSS–ETS як контрольованого та практично придатного інструменту моніторингу техногенних масивів у кар’єрах.
Посилання
Kunytska, M.S. and Kotenko, V.V. (2025), «Vykorystannia systemy koordynat USK-2000 ta MSK-18 u hirnychii spravi», Tekhnichna inzheneriia, No. 2 (96), рр. 231–236, doi: 10.26642/ten-2025-2(96)-231-236.
Kunytska, M.S. (2025), «GNSS-monitorynh deformatsii bortiv karieriv pry rozrobtsi rodovyshch nerudnykh korysnykh kopalyn», Tekhnichna inzheneriia, No. 2 (96), рр. 226–230, doi: 10.26642/ten-2025-2(96)-226-230.
Bazarnik, M. (2018), «Slope stability monitoring in open pit mines using 3D terrestrial laser scanning», E3S Web of Conferences, Vol. 66, doi: 10.1051/e3sconf/20186601020.
Deo, M. and El-Mowafy, A. (2020), «Precise point positioning with decimetre accuracy using wide-lane ambiguities and triple-frequency GNSS data», Journal of Applied Geodesy, Vol. 14, No. 3, рр. 263–284, doi: 10.1515/jag-2019-0068.
Guma, E.P., Agada, D.U. and Johnson, N.G. (2023), «Detecting errors in GNSS-precise point positioning controls using total station technique», COOU African Journal of Environmental Research, Vol. 4, No. 1, рр. 83–93, [Online], available at: https://www.researchgate.net/publication/369033690_DETECTING_ERRORS_IN_GNSS-PRECISE_POINT_POSITIONING_CONTROLS_USING_TOTAL_STATION_TECHNIQUE
Huang, G., Du, S. and Wang, D. (2023), «GNSS techniques for real-time monitoring of landslides: a review», Satellite Navigation, Vol. 4, doi: 10.1186/s43020-023-00095-5.
Hussain, A., Ahmed, A., Magsi, H. and Tiwari, R. (2020), «Adaptive GNSS receiver design for highly dynamic multipath environments», IEEE Access, Vol. 8, рр. 172481–172497, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3024890.
Jaboyedoff, M., Oppikofer, T., Abellán, A. et al. (2012), «Use of LiDAR in landslide investigations: a review», Natural Hazards, doi: 10.1007/s11069-010-9634-2.
Krawczyk, A. (2023), «Influence of reference stations on the stability of the geodetic control network during deformation determination in the area of Kadzielnia in Kielce», Reports on Geodesy and Geoinformatics, рр. 19–26, doi: 10.2478/rgg-2023-0003.
Lague, D., Brodu, N. and Leroux, J. (2013), «Accurate 3D comparison of complex topography with terrestrial laser scanner: application to the Rangitikei canyon (N-Z)», ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 82, рр. 10–26, doi: 10.1016/j.isprsjprs.2013.04.009.
Telling, J., Lyda, A., Hartzell, P. and Glennie, C. (2017), «Review of Earth science research using terrestrial laser scanning», Earth-Science Reviews, Vol. 169, рр. 35–68, doi: 10.1016/j.earscirev.2017.04.007.
Tretyak, K. and Kukhtar, D. (2025), «Time Series Analysis of GNSS, InSAR, and Robotic Total Station Measurements for Monitoring Vertical Displacements of the Dniester HPP Dam (Ukraine)», Geomatics, Vol. 5, No. 4, doi: 10.3390/geomatics5040073.
Vincent, F., Vilà-Valls, J., Besson, O. et al. (2020), «Doppler-aided positioning in GNSS receivers: a performance analysis», Signal Processing, Vol. 176, doi: 10.1016/j.sigpro.2020.107713.
Voordendag, A.B., Goger, B., Klug, C. et al. (2022), «The Stability of Reference Points for Multi-Temporal Terrestrial Laser Scanning», The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, рр. 1093–1099, doi: 10.5194/isprs-archives-XLIII-B2-2022-1093-2022.
Wheaton, J.M., Brasington, J., Darby, S.E. and Sear, D.A. (2010), «Accounting for uncertainty in DEMs from repeat topographic surveys: improved sediment budgets», Earth Surface Processes and Landforms, Vol. 35, No. 2, рр. 136–156, doi: 10.1002/esp.1886.
Список використаної літератури:
Куницька М.С. Використання системи координат УСК-2000 та МСК-18 у гірничій справі / М.С. Куницька, В.В. Котенко // Технічна інженерія. – 2025. – № 2 (96). – С. 231–236. DOI: 10.26642/ten-2025-2(96)-231-236.
Куницька М.С. GNSS-моніторинг деформацій бортів кар’єрів при розробці родовищ нерудних корисних копалин / М.С. Куницька // Технічна інженерія. – 2025. – № 2 (96). – С. 226–230. DOI: 10.26642/ten-2025-2(96)-226-230.
Bazarnik M. Slope stability monitoring in open pit mines using 3D terrestrial laser scanning / M.Bazarnik // E3S Web of Conferences. – 2018. – Vol. 66. DOI: 10.1051/e3sconf/20186601020.
Deo M. Precise point positioning with decimetre accuracy using wide-lane ambiguities and triple-frequency GNSS data / M.Deo, A.El-Mowafy // Journal of Applied Geodesy. – 2020. – Vol. 14, № 3. – P. 263–284. DOI: 10.1515/jag-2019-0068.
Guma E.P. Detecting errors in GNSS-precise point positioning controls using total station technique / E.P. Guma, D.U. Agada, N.G. Johnson // COOU African Journal of Environmental Research. – 2023. – Vol. 4, № 1. – P. 83–93. [Electronic resource]. – Access mode : https://www.researchgate.net/publication/369033690_DETECTING_ERRORS_IN_GNSS-PRECISE_POINT_POSITIONING_CONTROLS_USING_TOTAL_STATION_TECHNIQUE.
Huang G. GNSS techniques for real-time monitoring of landslides: a review / G.Huang, S.Du, D.Wang // Satellite Navigation. – 2023. – Vol. 4. DOI: 10.1186/s43020-023-00095-5.
Adaptive GNSS receiver design for highly dynamic multipath environments / A.Hussain, A.Ahmed, H.Magsi, R.Tiwari // IEEE Access. – 2020. – Vol. 8. – P. 172481–172497. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3024890.
Use of LiDAR in landslide investigations: a review / M.Jaboyedoff, T.Oppikofer, A.Abellán and other // Natural Hazards. – 2012. DOI: 10.1007/s11069-010-9634-2.
Krawczyk A. Influence of reference stations on the stability of the geodetic control network during deformation determination in the area of Kadzielnia in Kielce / A.Krawczyk // Reports on Geodesy and Geoinformatics. – 2023. – P. 19–26. DOI: 10.2478/rgg-2023-0003.
Lague D. Accurate 3D comparison of complex topography with terrestrial laser scanner: application to the Rangitikei canyon (N-Z) / D.Lague, N.Brodu, J.Leroux // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. – 2013. – Vol. 82. – P. 10–26. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2013.04.009.
Review of Earth science research using terrestrial laser scanning / J.Telling, A.Lyda, P.Hartzell, C.Glennie // Earth-Science Reviews. – 2017. – Vol. 169. – P. 35–68. DOI: 10.1016/j.earscirev.2017.04.007.
Tretyak K. Time Series Analysis of GNSS, InSAR, and Robotic Total Station Measurements for Monitoring Vertical Displacements of the Dniester HPP Dam (Ukraine) / K.Tretyak, D.Kukhtar // Geomatics. – 2025. – Vol. 5, № 4. DOI: 10.3390/geomatics5040073.
Doppler-aided positioning in GNSS receivers: a performance analysis / F.Vincent, J.Vilà-Valls, O.Besson and other // Signal Processing. – 2020. – Vol. 176. DOI: 10.1016/j.sigpro.2020.107713.
The Stability of Reference Points for Multi-Temporal Terrestrial Laser Scanning / A.B. Voordendag, B.Goger, C.Klug and other // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2022. – P. 1093–1099. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLIII-B2-2022-1093-2022.
Accounting for uncertainty in DEMs from repeat topographic surveys: improved sediment budgets / J.M. Wheaton, J.Brasington, S.E. Darby, D.A. Sear // Earth Surface Processes and Landforms. – 2010. – Vol. 35, № 2. – P. 136–156. DOI: 10.1002/esp.1886.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Дмитро Володимирович Мітченко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
