RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探討

【摘要】建筑基坑監(jiān)測(cè)是基坑工程施工中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，也是施工安全和工程質(zhì)量的重要保證?？茖W(xué)合理的基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)可以保證監(jiān)測(cè)精度，提高監(jiān)測(cè)效率。本文對(duì)RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探究，闡述了該項(xiàng)技術(shù)的作業(yè)原理及其在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)和不足。

【關(guān)鍵詞】RTK技術(shù);建筑工程;基坑監(jiān)測(cè)

城市化進(jìn)程的加快，使得城市用地越發(fā)緊張。因此，城市內(nèi)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(zhì)量，避免出現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形或沉降問(wèn)題，施工人員必須加強(qiáng)建筑基坑監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑環(huán)境和狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。建筑基坑具有空間狹小，施工環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)，使用常規(guī)光學(xué)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作效率低且監(jiān)測(cè)精度往往受到作業(yè)條件的限制，因此，可將RTK技術(shù)融入該項(xiàng)工作之中。

1、RTK技術(shù)的應(yīng)用原理

RTK技術(shù)即實(shí)施動(dòng)態(tài)差分技術(shù)，是一種較為常用的GPS測(cè)量方法。將GPS技術(shù)應(yīng)用在變形監(jiān)測(cè)中，可呈現(xiàn)周期性監(jiān)測(cè)模式和連續(xù)性檢測(cè)模式。對(duì)于建筑基坑監(jiān)測(cè)而言，連續(xù)性GPS監(jiān)測(cè)模式更為適用，而這種模式又有靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量之分。RTK技術(shù)就是可以被應(yīng)用在基坑監(jiān)測(cè)中的連續(xù)性動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量方法，是一種基于載波相位觀測(cè)的實(shí)施動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。應(yīng)用RTK技術(shù)，可以迅速地確定定位結(jié)果，獲得定位點(diǎn)厘米級(jí)別的三維坐標(biāo)，是GPS應(yīng)用的里程碑式技術(shù)革新[1]。

在該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，將基準(zhǔn)站建立在某個(gè)已知或未知點(diǎn)上，借助于RTK技術(shù)，將站點(diǎn)收到的載波相位差分改正信號(hào)經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈傳送給流動(dòng)站，流動(dòng)站會(huì)在接收到基站信號(hào)的同時(shí)，完成GPS衛(wèi)星信號(hào)采集，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。通?？墒褂霉袒浖瓿刹罘钟?jì)算，然后對(duì)空間內(nèi)基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行精準(zhǔn)判定。這種空間關(guān)系并非施工使用坐標(biāo)空間關(guān)系，所以工作人員需要利用投影技術(shù)，將GPS測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)，然后通過(guò)借助已知數(shù)據(jù)完成平面位置的計(jì)算，并通過(guò)平面擬合模型來(lái)完成高程轉(zhuǎn)換。

2、RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和不足

2.1 RTK技術(shù)在基坑監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用

2.1.1增強(qiáng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布設(shè)的合理性。

借助于RTK技術(shù)，施工人員可以更為科學(xué)合理地開展基坑監(jiān)測(cè)工作。在實(shí)踐當(dāng)中，應(yīng)該先做好基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的布設(shè)。相關(guān)工作人員可以依據(jù)基準(zhǔn)站對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的接受要求來(lái)確定基準(zhǔn)站位置，應(yīng)盡量將站點(diǎn)設(shè)置在基坑的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)位置附近，這樣才可以確保流動(dòng)站處于基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)鏈覆蓋面中。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑圍護(hù)頂部的有效監(jiān)測(cè)，施工人員必須在陽(yáng)角以及周邊中部設(shè)置流動(dòng)站監(jiān)測(cè)點(diǎn)，而且其水平間距不應(yīng)超過(guò)20m。在對(duì)地面沉降問(wèn)題進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)時(shí)，施工人員應(yīng)將監(jiān)測(cè)站設(shè)置在周邊的道路上，然后根據(jù)該區(qū)域的實(shí)際情況，布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)量。

基準(zhǔn)點(diǎn)上應(yīng)該設(shè)有基準(zhǔn)站接收機(jī)，為保證使用效果必須使其與電源線和電臺(tái)準(zhǔn)確連接。開機(jī)后，應(yīng)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行必要的系統(tǒng)設(shè)置。比如，應(yīng)按照得到的轉(zhuǎn)換參數(shù)、基準(zhǔn)站的方位坐標(biāo)以及無(wú)線電和天線的設(shè)置高度等問(wèn)題。然后，施工人員進(jìn)行流動(dòng)站的初始化設(shè)置，完成監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備工作。作業(yè)前，應(yīng)該選擇已知點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，比對(duì)檢測(cè)結(jié)果和當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)。檢測(cè)點(diǎn)位若為高等控制點(diǎn)，那么互差應(yīng)該在0-5cm之間;檢測(cè)點(diǎn)若為同等控制點(diǎn)，那么互差應(yīng)該在0-7cm之間。使用RTK技術(shù)觀測(cè)流動(dòng)站時(shí)，應(yīng)每隔1秒完成一次采樣，如果進(jìn)行放樣操作，那么需提前在RTK手簿之中輸入放樣點(diǎn)的坐標(biāo)，以保證工作開展的精確度。

2.1.2實(shí)時(shí)處理對(duì)外觀測(cè)數(shù)據(jù)

將RTK技術(shù)應(yīng)用在建筑基坑監(jiān)測(cè)中，可以通過(guò)RTK對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行三維坐標(biāo)采集，快速獲知觀測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)站點(diǎn)之間的水平距離和高差。處理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)綜合考慮數(shù)據(jù)采樣率、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換合理性等影響因素，提升數(shù)據(jù)處理工作的有效性。比如，在進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)充分考慮坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所用轉(zhuǎn)換參數(shù)的區(qū)域性，還應(yīng)考慮其時(shí)間性和完整性問(wèn)題[2]。工作人員需確保數(shù)據(jù)具有實(shí)用性，盡量避免數(shù)據(jù)處理誤差的產(chǎn)生。在實(shí)踐工作中，工作人員需要依照特定步驟完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作。首先，基準(zhǔn)站應(yīng)為流動(dòng)站傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容為測(cè)站信息和衛(wèi)星信號(hào)，流動(dòng)站借助于無(wú)線電臺(tái)接收到基準(zhǔn)站信息后，應(yīng)對(duì)該信息和衛(wèi)星信號(hào)一同進(jìn)行差分處理并解算出整周未知數(shù)。其次，確保流動(dòng)站初始化完成后，得出流動(dòng)站和參考站的基線向量解，進(jìn)而算出流動(dòng)站的坐標(biāo)。最后，根據(jù)已知數(shù)據(jù)，求出轉(zhuǎn)換參數(shù)。工作人員需要謹(jǐn)慎選取和應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)，并使用規(guī)定方程或公式，對(duì)其進(jìn)行有效處理，保障數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作質(zhì)量。

2.2 RTK技術(shù)的應(yīng)用缺陷

RTK技術(shù)在建筑基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，幫助施工人員實(shí)現(xiàn)了工作質(zhì)量和效率的提升。在實(shí)踐中，該技術(shù)的應(yīng)用可以讓基坑監(jiān)測(cè)具有全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)的能力，同時(shí)提高了觀測(cè)精度的均勻性和數(shù)據(jù)采集和處理的便捷性。但是，由于作業(yè)環(huán)境等因素的影響，該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中仍存在一些不足。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

一方面，將RTK技術(shù)應(yīng)用在基坑監(jiān)測(cè)之中的觀測(cè)條件存在不匹配問(wèn)題。若要應(yīng)用這種技術(shù)，必須保證觀測(cè)站可以接收5顆及以上衛(wèi)星的信號(hào)。但是，當(dāng)建筑基坑位于擁有龐大建筑群的城區(qū)時(shí)，其信號(hào)接收會(huì)受到遮擋，使得這一條件就難以滿足，從而對(duì)RTK技術(shù)的應(yīng)用起到阻礙作用。另一方面，RTK技術(shù)應(yīng)用時(shí)的觀測(cè)誤差影響因素較多，會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)精度造成影響。比如，監(jiān)測(cè)站的信號(hào)干擾或氣象因素干擾，衛(wèi)星軌道誤差、信號(hào)傳播誤差等都會(huì)影響監(jiān)測(cè)精度。因此，工作人員需要對(duì)技術(shù)應(yīng)用方案以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化和完善，消減誤差影響因素提升監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

結(jié)論：

總而言之，將RTK技術(shù)應(yīng)用在建筑基坑監(jiān)測(cè)工作中，可以為基坑施工提供準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而提高施工有效性，使得基坑工程質(zhì)量以及建筑的整體施工質(zhì)量都得到提升。相關(guān)工作人員明晰RTK技術(shù)的應(yīng)用原理，并總結(jié)該技術(shù)在基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)用中表現(xiàn)出的不足，減小其應(yīng)用中的受限影響因素，并不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化，可讓該技術(shù)能更好地服務(wù)于建筑基坑監(jiān)測(cè)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉梅.RTK技術(shù)在城市測(cè)量中的應(yīng)用及質(zhì)量控制[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（10）：253-254.

[2]丁喜華.GPS RTK技術(shù)在房產(chǎn)測(cè)繪中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2019，10（10）：94-95.

作者簡(jiǎn)介：

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