Application de la méthode GPS de localisation par satellite à la

Application de la méthode GPS de localisation par satellite à la

Jean-Paul DURANTHON
Chef de la section Télésurveillance - Mesures
Groupe Mécanique des Roches
Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Lyon
Introduction
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RÉSUMÉ
Parmi les moyens d’investigation utilisés pour la
mesure des mouvements de la surface de la
Terre (topométrie terrestre classique, photogrammétrie, extensométrie et autres outils de localisation spatiale), le système militaire américain de
localisation par satellites NAVSTAR GPS est
devenu, depuis de nombreuses années, un outil
incontournable.
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Les modes de surveillance des sites instables
Son application à la surveillance de sites naturels
instables s’est tout naturellement développée au
cours des dernières années et elle offre une
réponse souvent pertinente aux problèmes posés
par la configuration géométrique de certains
sites.
Définitions
La première partie de l’article présente un bref
état de l’art des solutions satellitaires GPS adaptées à la surveillance de massifs rocheux instables, puis décrit les performances actuelles du
système GPS et les différents systèmes pouvant
être mis en place.
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La seconde partie présente un exemple d’application de cette méthode à la surveillance du site
de Séchilienne (Isère) et analyse les problèmes
associés à la mise en œuvre de l’outil GPS, de la
méthodologie retenue et des calculs.
MOTS CLÉS : 41 - Global positioning system Mesure - Contrôle - Roche - Mouvement - Stabilité - Glissement (terrain).
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BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 228 - SEPTEMBRE-OCTOBRE 2000 - RÉF. 4332 - PP. 47-57
47
Surveillance des ouvrages et des s
Application de la méthode GPS de localisation
par satellite à la surveillance de sites naturels
instables
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Les besoins de localisation
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Les possibilités du système GPS
Performances actuelles
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Nature des phénomènes adaptés
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Les emplois du système GPS
dans la surveillance des sites
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Surveillance permanente continue
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Conditions de mise en œuvre
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Exemples
Surveillance périodique discontinue
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49
Fig. 1 - Exemples d’instrumentation pour le suivi par méthode GPS.
Commentaires
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Généralités
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BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 228 - SEPTEMBRE-OCTOBRE 2000 - RÉF. 4332 - PP. 47-57
Fig. 3 - Site de Séchilienne (Isère).
a - Vue générale.
c - Canevas d’observation de base.
Fig. 2 - Surveillance d’un mouvement de terrain par GPS en mode continu.
Schéma de fonctionnement de principe.
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b - Plan de situation.
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Principe des calculs
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BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 228 - SEPTEMBRE-OCTOBRE 2000 - RÉF. 4332 - PP. 47-57
Fig. 4 - Graphe des mouvements XY avec les ellipses de tolérance et la mention de la signification des vecteurs (mouvements significatifs).
53
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54
Fig. 5 - Graphe des mouvements dZ/dXY avec les intervalles
de tolérance et la mention de la signification des vecteurs
(mouvements significatifs).
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Exemple de calculs
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BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 228 - SEPTEMBRE-OCTOBRE 2000 - RÉF. 4332 - PP. 47-57
TABLEAU I
Exemple de résidus de l’adaptation du réseau d’une opération n
sur les coordonnées de l’opération n-1
Point
dX (mm)
dY (mm)
dZ (mm)
Poids XY
Poids Z
201
–1
+4
–5
1
1
203
+2
0
0
1
1
204
+3
+2
+ 10
1
1
205
0
–3
+3
1
1
206
+1
–3
–3
1
1
207
–5
–1
–4
1
1
208
0
+2
0
1
1
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TABLEAU II
Exemple d’écart d’une opération n par rapport aux coordonnées
utilisées lors de l’opération n-1
Point
dX (mm)
dY (mm)
201
–1
+1
0
203
+2
+1
0
208
0-1
–1
–1
dZ (mm)
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Conclusion
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Fig. 6 - Graphe d’ensemble des mouvements planimétriques.
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BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 228 - SEPTEMBRE-OCTOBRE 2000 - RÉF. 4332 - PP. 47-57
ABSTRACT
Application of the Navstar Global Positioning System to the monitoring of unstable natural sites
J.-P. DURANTHON
The American military satellite-based NAVSTAR Global Positioning System (GPS) has for many years been an indispensable addition to techniques for investigating movements on the earth's surface (conventional terrestrial topometry, photogrammetry, strain measurements and other spatial measurement techniques).
Use of the system to monitor unstable natural sites has increased in recent years and it is frequently able to solve the problems posed by the geometrical configuration of some sites.
The first part of the paper provides a brief survey of the GPS-based systems which are suitable for monitoring unstable rock
masses and then describes the current performance of the GPS system and the various systems which could be introduced.
The second part presents the application of this technique to monitoring a site at Séchilienne (Département of Isère) and
describes the problems encountered in implementing the GPS tool, the methodology adopted and some calculations.
BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 228 - SEPTEMBRE-OCTOBRE 2000 - RÉF. 4332 - PP. 47-57
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