RTK技術在建筑基坑監測中的應用探討

【摘要】建筑基坑監測是基坑工程施工中的關鍵性環節，也是施工安全和工程質量的重要保證。科學合理的基坑監測技術可以保證監測精度，提高監測效率。本文對RTK技術在建筑基坑監測中的應用問題進行了探究，闡述了該項技術的作業原理及其在建筑基坑監測中的應用要點和不足。

【關鍵詞】RTK技術;建筑工程;基坑監測

城市化進程的加快，使得城市用地越發緊張。因此，城市內的建筑空間不斷向地上或地下拓展，建筑的基坑深度在逐漸加大。為了保證建筑基坑工程的質量，避免出現支護結構變形或沉降問題，施工人員必須加強建筑基坑監測，實現對基坑環境和狀態的實時監控。建筑基坑具有空間狹小，施工環境復雜的特點，使用常規光學儀器進行監測，工作效率低且監測精度往往受到作業條件的限制，因此，可將RTK技術融入該項工作之中。

1、RTK技術的應用原理

RTK技術即實施動態差分技術，是一種較為常用的GPS測量方法。將GPS技術應用在變形監測中，可呈現周期性監測模式和連續性檢測模式。對于建筑基坑監測而言，連續性GPS監測模式更為適用，而這種模式又有靜態測量和動態測量之分。RTK技術就是可以被應用在基坑監測中的連續性動態GPS測量方法，是一種基于載波相位觀測的實施動態定位技術。應用RTK技術，可以迅速地確定定位結果，獲得定位點厘米級別的三維坐標，是GPS應用的里程碑式技術革新[1]。

在該技術應用過程中，將基準站建立在某個已知或未知點上，借助于RTK技術，將站點收到的載波相位差分改正信號經由數據鏈傳送給流動站，流動站會在接收到基站信號的同時，完成GPS衛星信號采集，并對其進行實時處理。通常可使用固化軟件完成差分計算，然后對空間內基準站和流動站的相對位置關系進行精準判定。這種空間關系并非施工使用坐標空間關系，所以工作人員需要利用投影技術，將GPS測量結果轉換為平面坐標，然后通過借助已知數據完成平面位置的計算，并通過平面擬合模型來完成高程轉換。

2、RTK技術在建筑基坑監測中的應用和不足

2.1 RTK技術在基坑監測中的具體應用

2.1.1增強監測站點布設的合理性。

借助于RTK技術，施工人員可以更為科學合理地開展基坑監測工作。在實踐當中，應該先做好基準站和流動站的布設。相關工作人員可以依據基準站對衛星信號的接受要求來確定基準站位置，應盡量將站點設置在基坑的重點監測位置附近，這樣才可以確保流動站處于基準站的數據鏈覆蓋面中。為了實現對基坑圍護頂部的有效監測，施工人員必須在陽角以及周邊中部設置流動站監測點，而且其水平間距不應超過20m。在對地面沉降問題進行有效監測時，施工人員應將監測站設置在周邊的道路上，然后根據該區域的實際情況，布設監測點的位置和數量。

基準點上應該設有基準站接收機，為保證使用效果必須使其與電源線和電臺準確連接。開機后，應對該設備進行必要的系統設置。比如，應按照得到的轉換參數、基準站的方位坐標以及無線電和天線的設置高度等問題。然后，施工人員進行流動站的初始化設置，完成監測準備工作。作業前，應該選擇已知點并對其進行檢測，比對檢測結果和當地坐標。檢測點位若為高等控制點，那么互差應該在0-5cm之間;檢測點若為同等控制點，那么互差應該在0-7cm之間。使用RTK技術觀測流動站時，應每隔1秒完成一次采樣，如果進行放樣操作，那么需提前在RTK手簿之中輸入放樣點的坐標，以保證工作開展的精確度。

2.1.2實時處理對外觀測數據

將RTK技術應用在建筑基坑監測中，可以通過RTK對觀測點進行三維坐標采集，快速獲知觀測點和基準站點之間的水平距離和高差。處理數據時，應綜合考慮數據采樣率、坐標轉換合理性等影響因素，提升數據處理工作的有效性。比如，在進行坐標轉換時，應充分考慮坐標轉換所用轉換參數的區域性，還應考慮其時間性和完整性問題[2]。工作人員需確保數據具有實用性，盡量避免數據處理誤差的產生。在實踐工作中，工作人員需要依照特定步驟完成坐標轉換工作。首先，基準站應為流動站傳輸數據，數據內容為測站信息和衛星信號，流動站借助于無線電臺接收到基準站信息后，應對該信息和衛星信號一同進行差分處理并解算出整周未知數。其次，確保流動站初始化完成后，得出流動站和參考站的基線向量解，進而算出流動站的坐標。最后，根據已知數據，求出轉換參數。工作人員需要謹慎選取和應用相關數據，并使用規定方程或公式，對其進行有效處理，保障數據轉換工作質量。

2.2 RTK技術的應用缺陷

RTK技術在建筑基坑監測中的應用，幫助施工人員實現了工作質量和效率的提升。在實踐中，該技術的應用可以讓基坑監測具有全天候實時監測的能力，同時提高了觀測精度的均勻性和數據采集和處理的便捷性。但是，由于作業環境等因素的影響，該項技術在應用中仍存在一些不足。主要表現在兩個方面。

一方面，將RTK技術應用在基坑監測之中的觀測條件存在不匹配問題。若要應用這種技術，必須保證觀測站可以接收5顆及以上衛星的信號。但是，當建筑基坑位于擁有龐大建筑群的城區時，其信號接收會受到遮擋，使得這一條件就難以滿足，從而對RTK技術的應用起到阻礙作用。另一方面，RTK技術應用時的觀測誤差影響因素較多，會對監測精度造成影響。比如，監測站的信號干擾或氣象因素干擾，衛星軌道誤差、信號傳播誤差等都會影響監測精度。因此，工作人員需要對技術應用方案以及基礎設施建設進行優化和完善，消減誤差影響因素提升監測質量。

結論：

總而言之，將RTK技術應用在建筑基坑監測工作中，可以為基坑施工提供準確、可靠的監測數據，從而提高施工有效性，使得基坑工程質量以及建筑的整體施工質量都得到提升。相關工作人員明晰RTK技術的應用原理，并總結該技術在基坑監測應用中表現出的不足，減小其應用中的受限影響因素，并不斷實現技術優化，可讓該技術能更好地服務于建筑基坑監測工作。

參考文獻：

[1]王曉梅.RTK技術在城市測量中的應用及質量控制[J].工程建設與設計，2019（10）：253-254.

[2]丁喜華.GPS RTK技術在房產測繪中的應用[J].黑龍江科學，2019，10（10）：94-95.

作者簡介：

王克春（1965-），男，安徽淮南人，高級工程師，本科，主要從事：水利工程管理，測繪技術。