RTK技术在建筑基坑监测中的应用分析

RTK技术在建筑基坑监测中的应用分析

樊琦

武汉洪东方建设工程质量检测有限公司 湖北武汉 430070

摘要：当前城市用地资源日趋紧张，为在限定资源内扩大建筑规模，需要纵深式开发地下空间。然而建筑基坑施工风险较高，基坑施工期间，施工人员应借助相关技术动态监测基坑变化情况，做到风险早发现、早防控，避免产生不必要的经济损失。RTK技术凭借环境适应性强、测量精度高等优势广泛用于建筑基坑监测，使得基坑施工任务又好又快完成。可见，本文分析RTK技术在建筑基坑监测中的应用，其现实性意义不言而喻。
关键词：RTK技术；建筑基坑；监测；应用

1RTK技术的测量优势分析

1.1RTK具有工作效率较高的优势

在RTK使用过程中，RTK具备明显的系统应用优势，可以全面实现动态监测，以便更好的完成数据测量。并且在野外测量时，可以定位厘米级别的精准程度。此方法一经发明，便使测绘领域产生了较大改变，极大提升了测绘领域自动化以及数字化的建设水准。RTK工作效率极高，在测绘工作开展中，通过RTK测量技术的应用，可以极大提升测量工作业效率。在一般地形应用时，可以通过高质量的RTK设站，完成在相关测区范围内的测绘工作，一次性高效、精准的完成测绘流程。

1.2RTK具有工作条件要求较低的优势

RTK测量技术可以对作业的整体要求明显降低，例如，RTK可以实现全天候、不停歇作业，此优势是以往人工作业无法到达的顶点。在测量作业过程中，RTK测量技术不需要控制两点之间，便可以满足光学透视，其仅需要形成电磁波通视以及对天基本通视即可。RTK测量技术具有极大的应用优点，传统测量技术对通视条件、能见度、季节等外在要求极多。而RTK测量技术在工作中，其基本不受外力因素干扰，可以在恶劣情况下完成测绘工作。

1.3RTK具有定位精准度较高、操作便捷的优势

在后续测量中，RTK技术可以实现定位精准度较高的应用优势。RTK测量技术是一种实时的动态监测技术，具有极高的定位需求，以满足后续的定。在传统的检测测量中，如经过多次搬站后，其均会出现不同程度的误差积累。而RTK技术可以克服此类缺陷，在满足RTK基础工作条件下，实现极高的平面测量度精准。在实际测量过程中，通过该技术的应用，可以有效减少测量误差的出现，完成有效处理。此外，RTK测量技术自动化水准较高，其操作简单。RTK技术其自身的测绘功能在行业当中实现了广泛推广，流动站可以利用RTK内附加的软件，降低人工的参与模式，保证多种测试测绘结果精准。在测绘技术当中，其自动化水准较高，无需过多人工辅助便可以顺利、精准的完成测量。作为测量精准度较高的测量技术，RTK可以减少人为测量所造成的严重误差。在测绘工作开展中，通过RTK测量技术的应用，可以在RTK测绘基站无任何设施的前提下，完成移动站的准确测量。实现移动测量，完成坐标放样，自动化程度极高，具有较多的集成功能。可以实现相关数据的准确输入、储存以及处理具备极高的数据互换能力，在其他仪器测量通讯中占有绝对优势。

2GPSＲTK技术工作原理

GPS定位原理是根据空中卫星发射的信号，通过观测GPS卫星和用户接收机天线之间的距离，确定空中卫星的轨道参数，计算出被锁定的卫星在空中的瞬时坐标。ＲTK测量时有一个基准站和一个流动站，基准站是不动的，操作人员通过流动站来测定需要点的坐标。基准站坐标已知，基准站和流动站均有GPS接收机，GPS信号从卫星到基准站和流动站的传播速度，受大气影响会产生很多误差，因为电磁信号在真空中的传播速度才是定值，在空气中的传播速度要慢一些，慢多少跟空气的密度、温度等都有关系，并且这个误差无法实际测定(因为气温气压都是实时变化的)，因此实际上基准站和流动站的实际准确位置都无法测定。但是由于卫星离我们的距离相对于基准站和流动站之间的距离是非常大的，可以认为信号从卫星传到基准站跟从卫星传到流动站的路径是一样的，误差也是一样的，这样误差常数就可以抵消，这时可以得到流动站到基准站的一个距离向量(可认为是三维坐标差)。而基准站的坐标已知，那么流动站的坐标就是基准站的坐标加上这个坐标差，这种方法就是差分技术。而基准站和流动站之间通过电台信号或GPＲS等数据链进行通信，实时解算这个坐标差值，这就是ＲTK测量的基本原理。

3建筑基坑监测中RTK技术的具体应用

3.1测区案例

某城市住宅建筑项目占地550亩，多个楼座基础应用开挖式施工法，夏季降雨频繁，并且可能导致雨量较多，一定程度上增加了基坑防雨难度，并且基坑建筑工程延期。为全面掌握基坑施工质量，势必要做好基坑监测工作。在案例工程中使用RTK技术，能够直观、精准的监测基坑变形情况。

3.2技术实践要求

3.2.1确定监测点

方案实施阶段，确定流动站、基准站位置，这要求RTK技术人员做好现场勘查工作，了解区域自然环境、人文环境，并做好记录，为流动站、基准站布设提供资料，确保信号稳定传输，真实反映基坑变形情况。考虑到基坑监测环节存在影响因素，所以监测点位置与基坑位置的间距尽量缩小，保证信号质量，实现有效监测的目的。由于基坑较隐蔽，一旦监测盲区的基坑信息无从得知，那么监测工作价值将大打折扣，最终得到的监测结果难以真实反映建筑基坑变形情况，导致监测设备资源、人力资源大大浪费。对此，应大量设置监测点，并以流动方式完成基坑监测任务，同时，在阳角、周边道路等位置确定监测点，保证监测信息完整性。基准点定位后，准备接收机设备，并准确无误的安装，使其与基准点信息传输工作紧密配合，为基坑动态监测提供可靠保障。需注意的是，参照相关要求及规范合理设置参数，使流动站保持正常的工作状态。实际监测前，通过预测比较实际数值的误差范围，当差值不超过规定值，方可正式进入基坑监测环节。否则，要重新设置参数，调节基准站、流动站位置。对于GPS-RTK测量模式，单个监测点连续观测60s，记录所观测到的数据。之后联用常规测量法、机械化测量法，真实获得测量数据，使其与RTK数据比较，从而得知实际数据是否真实可用。监测时间为2019年10月15号am8：00，连续监测三天，并对监测数据有效处理。

3.2.2数据处理

获取基坑基准站传递的信息，通过相关软件分析载波相位信号，从而获知基准站与观测站间隔距离，真实掌握高程信息。处理流动站观测数据的过程中，获取间隔3s、20s、60s的数据，计算平面坐标，得知各点对应的高差。接下来对比差值，根据差值分析建筑基坑变形情况、位移情况。处理监测数据的过程中，优选适合的作业法，实现快速、准确采集监测数据的目标。为有效控制数据误差，应遵循数据传递顺序，数据由流动站传至基准站，循环传递模式形成后，结算整体位置数据。当流动站初始化设置后，记录参考站向量值，据此确定转换参数。对比两组测量数据，得知RTK数据与水准数据同步情况，第一组监测点1的RTK数据为8.240，水准数据为7.955；第一组监测点15的RTK数据为8.275，水准数据为7.989；第二组监测点1的RTK数据为8.230，水准数据为7.942；第二组监测点15的RTK数据为8.263，水准数据为7.909。同组数据对比可知，RTK数据与水准数据高差变化一致，如第一组监测点1的RTK数据与第一组监测点15的RTK数据差值为0.035，第一组监测点的水准数据与第一组监测点15的水准数据差值为0.034。说明RTK技术用于观察建筑基坑沉降变化，其实用性较强，所得到的监测数据真实、有效。
结语

GPS－ＲTK技术的应用加快了测绘工作的发展，使整个测绘行业取得长足进步，标志着测绘工作从“传统测绘”发展为“数字化测绘”。

参考文献

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［2］王亚甫．数字化地形测量中GPS技术的应用分析与研究［J］．资源信息与工程，2017，32(5):137－138．

［3］黄再兴．GPSＲTK技术在图根控制测量的应用［J］．低碳世界，2016(6):100－101．