RTK技术在建筑基坑监测中的应用探讨

文/王克春 安徽省淮河河道管理局测绘院 安徽蚌埠 233000

城市化进程的加快，使得城市用地越发紧张。因此，城市内的建筑空间不断向地上或地下拓展，建筑的基坑深度在逐渐加大。为了保证建筑基坑工程的质量，避免出现支护结构变形或沉降问题，施工人员必须加强建筑基坑监测，实现对基坑环境和状态的实时监控。建筑基坑具有空间狭小，施工环境复杂的特点，使用常规光学仪器进行监测，工作效率低且监测精度往往受到作业条件的限制，因此，可将RTK技术融入该项工作之中。

1、RTK技术的应用原理

RTK技术即实施动态差分技术，是一种较为常用的GPS测量方法。将GPS技术应用在变形监测中，可呈现周期性监测模式和连续性检测模式。对于建筑基坑监测而言，连续性GPS监测模式更为适用，而这种模式又有静态测量和动态测量之分。RTK技术就是可以被应用在基坑监测中的连续性动态GPS测量方法，是一种基于载波相位观测的实施动态定位技术。应用RTK技术，可以迅速地确定定位结果，获得定位点厘米级别的三维坐标，是GPS应用的里程碑式技术革新[1]。

在该技术应用过程中，将基准站建立在某个已知或未知点上，借助于RTK技术，将站点收到的载波相位差分改正信号经由数据链传送给流动站，流动站会在接收到基站信号的同时，完成GPS卫星信号采集，并对其进行实时处理。通常可使用固化软件完成差分计算，然后对空间内基准站和流动站的相对位置关系进行精准判定。这种空间关系并非施工使用坐标空间关系，所以工作人员需要利用投影技术，将GPS测量结果转换为平面坐标，然后通过借助已知数据完成平面位置的计算，并通过平面拟合模型来完成高程转换。

2、RTK技术在建筑基坑监测中的应用和不足

2.1 RTK技术在基坑监测中的具体应用

2.1.1 增强监测站点布设的合理性。

借助于RTK技术，施工人员可以更为科学合理地开展基坑监测工作。在实践当中，应该先做好基准站和流动站的布设。相关工作人员可以依据基准站对卫星信号的接受要求来确定基准站位置，应尽量将站点设置在基坑的重点监测位置附近，这样才可以确保流动站处于基准站的数据链覆盖面中。为了实现对基坑围护顶部的有效监测，施工人员必须在阳角以及周边中部设置流动站监测点，而且其水平间距不应超过20m。在对地面沉降问题进行有效监测时，施工人员应将监测站设置在周边的道路上，然后根据该区域的实际情况，布设监测点的位置和数量。

基准点上应该设有基准站接收机，为保证使用效果必须使其与电源线和电台准确连接。开机后，应对该设备进行必要的系统设置。比如，应按照得到的转换参数、基准站的方位坐标以及无线电和天线的设置高度等问题。然后，施工人员进行流动站的初始化设置，完成监测准备工作。作业前，应该选择已知点并对其进行检测，比对检测结果和当地坐标。检测点位若为高等控制点，那么互差应该在0-5cm之间；检测点若为同等控制点，那么互差应该在0-7cm之间。使用RTK技术观测流动站时，应每隔1秒完成一次采样，如果进行放样操作，那么需提前在RTK手簿之中输入放样点的坐标，以保证工作开展的精确度。

2.1.2 实时处理对外观测数据

将RTK技术应用在建筑基坑监测中，可以通过RTK对观测点进行三维坐标采集，快速获知观测点和基准站点之间的水平距离和高差。处理数据时，应综合考虑数据采样率、坐标转换合理性等影响因素，提升数据处理工作的有效性。比如，在进行坐标转换时，应充分考虑坐标转换所用转换参数的区域性，还应考虑其时间性和完整性问题[2]。工作人员需确保数据具有实用性，尽量避免数据处理误差的产生。在实践工作中，工作人员需要依照特定步骤完成坐标转换工作。首先，基准站应为流动站传输数据，数据内容为测站信息和卫星信号，流动站借助于无线电台接收到基准站信息后，应对该信息和卫星信号一同进行差分处理并解算出整周未知数。其次，确保流动站初始化完成后，得出流动站和参考站的基线向量解，进而算出流动站的坐标。最后，根据已知数据，求出转换参数。工作人员需要谨慎选取和应用相关数据，并使用规定方程或公式，对其进行有效处理，保障数据转换工作质量。

2.2 RTK技术的应用缺陷

RTK技术在建筑基坑监测中的应用，帮助施工人员实现了工作质量和效率的提升。在实践中，该技术的应用可以让基坑监测具有全天候实时监测的能力，同时提高了观测精度的均匀性和数据采集和处理的便捷性。但是，由于作业环境等因素的影响，该项技术在应用中仍存在一些不足。主要表现在两个方面。

一方面，将RTK技术应用在基坑监测之中的观测条件存在不匹配问题。若要应用这种技术，必须保证观测站可以接收5颗及以上卫星的信号。但是，当建筑基坑位于拥有庞大建筑群的城区时，其信号接收会受到遮挡，使得这一条件就难以满足，从而对RTK技术的应用起到阻碍作用。另一方面，RTK技术应用时的观测误差影响因素较多，会对监测精度造成影响。比如，监测站的信号干扰或气象因素干扰，卫星轨道误差、信号传播误差等都会影响监测精度。因此，工作人员需要对技术应用方案以及基础设施建设进行优化和完善，消减误差影响因素提升监测质量。

结论：

总而言之，将RTK技术应用在建筑基坑监测工作中，可以为基坑施工提供准确、可靠的监测数据，从而提高施工有效性，使得基坑工程质量以及建筑的整体施工质量都得到提升。相关工作人员明晰RTK技术的应用原理，并总结该技术在基坑监测应用中表现出的不足，减小其应用中的受限影响因素，并不断实现技术优化，可让该技术能更好地服务于建筑基坑监测工作。