Gerçek zamanlı GPS PPP ve VADASE yöntemlerinin düşey yönlü dinamik hareketlerin izlenmesinde kullanılabilirliğinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde mühendislik yapılarına etki eden dinamik yüklerin hem yatay hem de düşey yönlü deplasmanların izlenmesinde ve tespitinde GNSS (Global Navigation Satellite System) sensörü yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında yapıların maruz kalmış olduğu dinamik yüklerin, düşey yönlü hareketlerini yakalayabilmek için yüksek frekanslı GNSS tabanlı sensörler kullanılarak kinematik modda RT-PPP (Real Time- Precise Point Positioning) ve RT-VADASE (Real Time-Variometric Approach for Displacement Analysis Stand-Alone Engine) yöntemleriyle çözümler yapılmıştır. Bununla birlikte hem gerçek zamanlı IGS-RT hem de sonradan değerlendirme IGS-Final ürünleri kullanılarak PPP tabanlı çözümler ile RT-PPP, RT-VADASE çözümleri zaman ve frekans alanında karşılaştırılmıştır. Bu dört yöntemi karşılaştırırken bağıl konum belirleme yöntemi referans alınmıştır. Deneylerde, düşey harmonik hareketler üretebilen yassı çelik çubuk üzerinde 100, 90, 80 ve 70 cm konsol boylarında sırasıyla 1.4, 1.6, 1.9 ve 2.4 Hz olacak şekilde harmonik salınımlar üretilmiştir. Tez kapsamında sadece-GPS gözlemleri ile 5 farklı yöntemin çözümleri filtreleme yapılmadan epok farkı ve filtreleme yapıldıktan sonra deplasman zaman serileri ve buna karşılık FFT (Fast Fourier Transform) spektrum sonuçları incelenmiştir. Ayrıca daha detaylı karşılaştırma yapılabilmesi için istatistiksel değerlendirmeler yapılmıştır. Sonuçlara bakıldığında referans alınan yönteme göre, RT-PPP ve RT VADASE yöntemlerinin düşey harmonik hareketlerin baskın frekans değerlerinin aynı olduğu ve bu baskın frekanslara karşılık gelen genlik değerlerinde milimetre/milimetre altında farklılıklar elde edilmiştir. Zaman alanında harmonik hareketlerin yakalanması için yapılan değerlendirmede ise milimetre seviyesinde birbiri ile tutarlı sonuçlar elde edilmiştir. Sonuçlar RT-PPP ve RT-VADASE yöntemlerinin yapı sağlığı izlemelerinde yapıda meydana gelen düşey yönlü titreşimlerin genlik ve frekanslarının güvenilir bir şekilde tespit edilebileceğini açıkça göstermiştir.Nowadays, GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor is widely used in the monitoring and detection of both horizontal and vertical displacements of dynamic loads affecting engineering structures. In this thesis, solutions have been made with RT-PPP (Real Time- Precise Point Positioning) and RT-VADASE (Real Time Variometric Approach for Displacement Analysis Stand-Alone Engine) methods in kinematic mode by using high-frequency GNSS sensors in order to capture the vertical motions of the dynamic loads that the structures are exposed to. However, using both real-time IGS-RT and post-process IGS-Final products, PPP-based solutions and RT PPP, RT-VADASE solutions are compared in time and frequency domain. The Relative Positioning (RP) method was taken as reference when comparing these four methods. In the experiments, harmonic oscillations of 1.4, 1.6, 1.9 and 2.4 Hz were produced on a flat steel bar, which can produce vertical harmonic motions, at beam lengths of 100, 90, 80 and 70 cm, respectively. In this thesis, the solutions of 5 different methods with only-GPS observations, epoch difference without filtering, and after filtering, displacement time series and FFT (Fast Fourier Transform) spectrum results were examined. In addition, statistical evaluations were made in order to make a more detailed comparison. When we look at the results, according to the reference method, the dominant frequency values of the vertical harmonic motions of the RT-PPP and RT-VADASE methods are the same, and differences in the amplitude values corresponding to these dominant frequencies are millimeters/sub-millimeters. In the evaluation made for the detection of harmonic motions in the time domain, consistent results were obtained at the millimeter level. The results clearly showed that the amplitude and frequency of vertical vibrations occurring in the structure can be reliably detected in the structural health monitoring of the RT-PPP and RT-VADASE methods.