馬彥鳳，常夢雅，樊海青，肖 紅

（1. 廣東省測繪工程有限公司，廣東 廣州 510700；2. 廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510700）

深基坑工程由于自身風(fēng)險(xiǎn)性較高，需布設(shè)大量監(jiān)測點(diǎn)對其進(jìn)行高密度監(jiān)測作業(yè)，導(dǎo)致傳統(tǒng)人工監(jiān)測工作量較大、效率較低，且很難對基坑施工引發(fā)的安全問題進(jìn)行及時(shí)反饋[1]，因此基于測量機(jī)器人的基坑三維形變自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)能實(shí)時(shí)獲取基坑變形信息，并自動上傳至云端[2]，無需人工干預(yù)，具有較高的時(shí)效性和量測便捷性。現(xiàn)階段，已有較多自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到基坑工程項(xiàng)目監(jiān)測中，但大多未與施工工況進(jìn)行有效結(jié)合，設(shè)站點(diǎn)變形對監(jiān)測結(jié)果影響較大[3]，且未對該影響進(jìn)行校驗(yàn)修正，也未考慮氣象條件和施工環(huán)境對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響[4]，自動化監(jiān)測成果可靠性較差。本文從現(xiàn)有基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)的不足出發(fā)，設(shè)計(jì)了顧及基準(zhǔn)網(wǎng)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的優(yōu)化算法，對氣象環(huán)境參數(shù)未知條件下的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了差分改正，并通過實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目應(yīng)用進(jìn)行精度驗(yàn)證。結(jié)果表明，優(yōu)化后的自動化監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)精度顯著提升，可為基坑施工安全提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支撐。

1 基準(zhǔn)網(wǎng)穩(wěn)定性檢驗(yàn)

1.1 平均間隙法原理

三維形變自動化監(jiān)測系統(tǒng)通常以測量機(jī)器人為核心設(shè)備，采用極坐標(biāo)法測量原理[5]，但當(dāng)設(shè)站點(diǎn)或后視基準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)生變形時(shí)，往往無法自動識別，從而導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性降低，影響施工安全判斷。為解決該問題，本文采用平均間隙法對基準(zhǔn)網(wǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行檢核。平均間隙法主要包括整體檢驗(yàn)和局部檢驗(yàn)，整體檢驗(yàn)是檢測基準(zhǔn)網(wǎng)中是否存在動點(diǎn)，局部檢驗(yàn)是確定動點(diǎn)位置。平均間隙法的基本思路為：將兩個(gè)等精度觀測周期的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)值作為一組雙觀測值，利用雙觀測值之差計(jì)算觀測值的單位權(quán)方差驗(yàn)后估值；再對兩個(gè)觀測周期圖形進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[6]，判斷是否存在動點(diǎn)，如存在，則依次去掉一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；然后計(jì)算兩個(gè)觀測周期圖形差異性降低的程度，降低最大的點(diǎn)則為動點(diǎn)[7]；重復(fù)上述過程，直至所有動點(diǎn)均被剔除為止。

1.2 基準(zhǔn)網(wǎng)動點(diǎn)檢查

假設(shè)i、j為兩個(gè)觀測周期的等精度監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用平差改正數(shù)獲取其單位權(quán)方差的估值，則有：

式中，、分別為i、j的單位權(quán)方差驗(yàn)后估值；σ2為聯(lián)合單位權(quán)方差估值；v為觀測值的改正數(shù)；p為觀測值的權(quán)矩陣；fi、fj分別為i、j的自由度。

假設(shè)兩個(gè)觀測周期的基準(zhǔn)網(wǎng)無動點(diǎn)，利用兩期基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)差計(jì)算另一方差估值，即

式中， ΔX為兩期基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)差；θ2為方差估值；PΔX=QΔX-1=(QXj+QXi）-1；fΔX為獨(dú)立個(gè)數(shù)。

對σ2和θ2進(jìn)行F檢驗(yàn)，如式（3）所示，檢驗(yàn)是否存在動點(diǎn)。

原假設(shè)H0為兩期觀測的基準(zhǔn)網(wǎng)無動點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)量F則服從自由度為fΔX、f的F分布，則有：

式中，α為置信水平，取值通常為0.05 或0.01；分位值F1-α(fΔX'f) 可從F分布表中查找獲取，若F＜F1-α(fΔX'f)，則H0成立，基準(zhǔn)網(wǎng)無動點(diǎn)，反之，則拒絕H0，基準(zhǔn)網(wǎng)中存在動點(diǎn)。

1.3 基準(zhǔn)網(wǎng)動點(diǎn)定位

當(dāng)整體檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)網(wǎng)中存在動點(diǎn)時(shí)，可采用間隙分塊法對動點(diǎn)進(jìn)行精確定位[8]。將基準(zhǔn)網(wǎng)中的基準(zhǔn)點(diǎn)隨機(jī)分為穩(wěn)定點(diǎn)組M和不穩(wěn)定點(diǎn)組N，采用圖形一致性檢驗(yàn)法對M進(jìn)行動點(diǎn)檢查，若無動點(diǎn)，則再對N進(jìn)行檢查。將ΔX、PΔX按照M和N進(jìn)行排序并分塊，即

由于ΔXM和ΔXN相關(guān)，則PMN=≠0，且受N影響，PMMΔXM無法檢驗(yàn)M圖形一致性，因此需要對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，則有：

ΔXMΔXM能對M的圖形一致性進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)，因此其方差估值為：

對M進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，其統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算公式為：

原假設(shè)H1為M中無動點(diǎn)存在，則有：

若F1＜Fα(fF'f1+f2)，表示H1成立，M中無動點(diǎn)；反之，則拒絕H1，M中存在動點(diǎn)，需對其再次分組檢測，分離出穩(wěn)定點(diǎn)組。此時(shí)，除N外，其他基準(zhǔn)點(diǎn)均為穩(wěn)定點(diǎn)，但N中可能存在多個(gè)動點(diǎn)，需對其進(jìn)行逐個(gè)搜索，排查出一個(gè)動點(diǎn)后，再對剩余的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，直至剩余基準(zhǔn)點(diǎn)無動點(diǎn)為止。

若基準(zhǔn)網(wǎng)中的不穩(wěn)定點(diǎn)為后視基準(zhǔn)點(diǎn)，則進(jìn)行剔除，后續(xù)觀測過程中同步觀測不穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，將其視為監(jiān)測點(diǎn)歸入基準(zhǔn)網(wǎng)擴(kuò)展網(wǎng)，采用經(jīng)典平差方法對其進(jìn)行平差計(jì)算，多次監(jiān)測穩(wěn)定后再作為新的后視基準(zhǔn)點(diǎn)存儲[9]；若不穩(wěn)定點(diǎn)為測量機(jī)器人設(shè)站點(diǎn)，則采用間接平差方法重新計(jì)算設(shè)站點(diǎn)三維坐標(biāo)，在系統(tǒng)內(nèi)自動更新。

1.4 基準(zhǔn)網(wǎng)校核實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證平均間隙法基準(zhǔn)網(wǎng)校核算法的可靠性，本文在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)動點(diǎn)測試實(shí)驗(yàn)，采用測角精度為0.5″ 、測距精度為0.8 mm+1 ppm 的高精度SOKKIA NET05AXⅡ測量機(jī)器人進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)，設(shè)站點(diǎn)、后視基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)均采用強(qiáng)制對中裝置降低對中誤差，后視基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)站點(diǎn)均安置具有精密刻度的可微調(diào)整平基座，便于控制點(diǎn)位位移。本次實(shí)驗(yàn)在多云無風(fēng)天氣下進(jìn)行，分別僅移動后視基準(zhǔn)點(diǎn)、僅移動設(shè)站點(diǎn)、同時(shí)移動后視基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)站點(diǎn)，對比分析基準(zhǔn)網(wǎng)校核前后各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)相對真值的變化情況，結(jié)果見表1，可以看出：①后視基準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)生位移變形時(shí)，基準(zhǔn)網(wǎng)校核后監(jiān)測點(diǎn)平差結(jié)果與真值之差均在1 mm以內(nèi)，基準(zhǔn)網(wǎng)校核前監(jiān)測點(diǎn)存在一定程度的變化，但相較于后視基準(zhǔn)點(diǎn)自身的變形值，監(jiān)測點(diǎn)變形較小，但仍超過規(guī)范限差要求；②設(shè)站點(diǎn)發(fā)生位移變形時(shí)，基準(zhǔn)網(wǎng)校核后監(jiān)測點(diǎn)平差結(jié)果與真值之差也在1 mm以內(nèi)，基準(zhǔn)網(wǎng)校核前設(shè)站點(diǎn)發(fā)生位移對監(jiān)測點(diǎn)的影響與設(shè)站點(diǎn)自身變形值基本一致，監(jiān)測點(diǎn)誤差較大；③后視基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)生位移變形時(shí)，基準(zhǔn)網(wǎng)校核后監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)值與真值基本一致，最大差值僅為-0.3 mm，基準(zhǔn)網(wǎng)校核前監(jiān)測點(diǎn)誤差與設(shè)站點(diǎn)變形值較接近。

表1 后視基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)站點(diǎn)變形校核前后數(shù)據(jù)變化分析

因此，相對于后視基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)站點(diǎn)位移變形對監(jiān)測結(jié)果的影響更大，但后視基準(zhǔn)點(diǎn)變形對監(jiān)測結(jié)果的影響同樣不可忽視；采用平均間隙法可以有效識別監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)中的動點(diǎn)，并對其進(jìn)行修正處理，從而降低基準(zhǔn)點(diǎn)變形對監(jiān)測結(jié)果的影響，最大程度地保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2 環(huán)境因素誤差差分改正

測量機(jī)器人自動化監(jiān)測過程易受大氣折光、溫濕度、大氣壓等環(huán)境因素影響，且多安裝在露天環(huán)境下，采用厚度3 mm 的亞克力透明罩進(jìn)行防雨防塵；但透明板材會對測量機(jī)器人激光束傳播路徑產(chǎn)生影響，隨板材受損程度加重誤差影響也會變化，且該誤差屬于動態(tài)未知環(huán)境變量，無法利用傳感器獲取。因此，本文采用固定參考基準(zhǔn)差分改正方法對環(huán)境誤差影響進(jìn)行實(shí)時(shí)改正。

2.1 固定參考基準(zhǔn)差分改正

在基坑三維形變自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，后視基準(zhǔn)點(diǎn)、設(shè)站點(diǎn)和形變監(jiān)測點(diǎn)共同構(gòu)成監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)，由于測量機(jī)器人測速較快，在同一監(jiān)測輪次內(nèi)氣象環(huán)境因素相對穩(wěn)定，可將其視為不變量，以固定參考基準(zhǔn)對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)差分改正[10]。同一監(jiān)測輪次內(nèi)測得的后視基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)均存在氣象和環(huán)境誤差，但后視基準(zhǔn)點(diǎn)為已知監(jiān)測基準(zhǔn)，假定已知數(shù)據(jù)不存在誤差[11]。因此，自動化監(jiān)測前先測量后視基準(zhǔn)點(diǎn)，并將實(shí)測的斜距、高差和水平角與已知數(shù)據(jù)作差，求出該測量輪次單位尺度下的斜距、高差和水平角改正數(shù)，從而對每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的測量結(jié)果進(jìn)行差分改正。

1）斜距差分改正的計(jì)算公式為：

式中，ds為該監(jiān)測輪次下單位長度斜距差分改正數(shù)；為設(shè)站點(diǎn)和后視基準(zhǔn)點(diǎn)間的已知固定斜距；SJ、Si分別為該監(jiān)測輪次下測量機(jī)器人對后視基準(zhǔn)點(diǎn)和某監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測斜距；為該監(jiān)測輪次下利用ds對Si進(jìn)行差分改正后的監(jiān)測點(diǎn)斜距。

2）高差差分改正的計(jì)算公式為：

式中，dh為該監(jiān)測輪次下單位距離高差差分改正數(shù)；為設(shè)站點(diǎn)到后視基準(zhǔn)點(diǎn)之間的已知固定高差；hJ為該監(jiān)測輪次下設(shè)站點(diǎn)與后視點(diǎn)的實(shí)測高差；hi為該監(jiān)測輪次下測量機(jī)器人對某監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測高差；為該監(jiān)測輪次下利用dh對hi進(jìn)行差分改正后的監(jiān)測點(diǎn)高差。

3）水平角差分改正的計(jì)算公式為：

式中，ΔL為該監(jiān)測輪次下水平角差分改正數(shù)；LJ0為設(shè)站點(diǎn)與后視基準(zhǔn)點(diǎn)之間的已知固定水平角；LJ為該監(jiān)測輪次下設(shè)站點(diǎn)與后視點(diǎn)的實(shí)測水平角；LP為該監(jiān)測輪次下測量機(jī)器人對某監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)測水平角；L'P為該監(jiān)測輪次下利用ΔL對LP修正后的監(jiān)測點(diǎn)水平角。

2.2 差分改正實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證固定參考基準(zhǔn)差分改正的可行性，本文在空曠具有硬化地面的室外場地內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，布設(shè)1個(gè)設(shè)站點(diǎn)（CZD）、1個(gè)后視基準(zhǔn)點(diǎn)（HSD）和1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)（JCD），均澆筑混凝土觀測墩，采用強(qiáng)制對中盤降低對中誤差[12]，設(shè)計(jì)3 種實(shí)驗(yàn)方案模擬高溫和光線折射環(huán)境，在多云無風(fēng)天氣下選用SOKKIA NET05AXⅡ測量機(jī)器人對實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行多次重復(fù)觀測，統(tǒng)計(jì)測量數(shù)據(jù)。

方案一：理想測量環(huán)境，光照和環(huán)境溫度均不做改變，在多云無風(fēng)天氣條件下對后視基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行多次重復(fù)測量；方案二：高溫測量環(huán)境，在測量機(jī)器人和實(shí)驗(yàn)點(diǎn)旁邊放置小太陽取暖器，提高測量過程中的環(huán)境溫度，對基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行多次重復(fù)觀測，研究高溫環(huán)境對監(jiān)測結(jié)果的影響；方案三：折光測量環(huán)境，采用透明亞克力罩遮住測量機(jī)器人，模擬監(jiān)測過程中增設(shè)透明保護(hù)罩環(huán)境，研究激光束傳播速度和傳播途徑的改變對監(jiān)測結(jié)果的影響。3 種方案的實(shí)驗(yàn)原始測量數(shù)據(jù)見表2，CZD與HSD之間的已知斜距、高差、水平角分別為58.357 5 m、4.286 6 m和104°35′32.21″；CZD與JCD之間的已知斜距、高差、水平角分別為24.859 4 m、3.741 5 m和104°35′32.21″ ，可以看出，方案一為理想測量環(huán)境，連續(xù)5輪測量結(jié)果變化較小，與各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)已知數(shù)據(jù)的差值較小，最大斜距、高差、水平角差異分別為0.3 mm、0.4 mm和-0.27″ ；方案二改變了測量環(huán)境溫度，測量結(jié)果與已知數(shù)據(jù)差異較明顯，最大斜距、高差、水平角差異分別為-10 mm、-11.8 mm和-0.93″ ；方案三增設(shè)了透明防護(hù)罩，導(dǎo)致測量機(jī)器人激光束傳播過程發(fā)生變化，測量結(jié)果與已知數(shù)據(jù)偏差較大，最大斜距、高差、水平角差異分別為-10.6 mm、-8.2 mm和-1.17″。

表2 差分改正實(shí)驗(yàn)原始測量數(shù)據(jù)

受限于實(shí)驗(yàn)場地面積，設(shè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)之間的距離較近，但方案二和方案三的測量結(jié)果仍產(chǎn)生了較大偏差，說明溫度和透明擋板會對測量結(jié)果造成較大影響，在自動化監(jiān)測過程中不可忽視氣象和環(huán)境因素的影響，需對其進(jìn)行修正處理。本次實(shí)驗(yàn)采用固定參考基準(zhǔn)差分改正方法對方案二和方案三中的JCD 數(shù)據(jù)進(jìn)行差分改正，以方案一中較理想條件下的監(jiān)測數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，分別計(jì)算方案二和方案三差分修正后的斜距、高差和水平角，并與修正前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比（表3），可以看出，經(jīng)過差分改正后，兩種方案CZD 與JCD 之間5 輪觀測數(shù)據(jù)的實(shí)測斜距和單向三角高差與已知數(shù)據(jù)的差值均小于0.5 mm，水平角較差均小于0.5"，觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性得到大幅提升，因此利用后視基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對每輪觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行差分改正處理，能大大降低氣象條件和環(huán)境因素的影響，削弱測量誤差，提高監(jiān)測精度。

表3 方案二和方案三差分改正前后數(shù)據(jù)對比

3 項(xiàng)目應(yīng)用分析

3.1 項(xiàng)目概況

為驗(yàn)證平均間隙法基準(zhǔn)網(wǎng)校核和固定參考基準(zhǔn)差分改正算法應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目的可靠性，本文利用某基坑自動化監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行分析研究。該項(xiàng)目為跨海隧道盾構(gòu)始發(fā)井深基坑，基坑長度約為156 m，寬度約為46.2～58.5 m；基坑開挖深度約為28.4～40.1 m，基坑深度范圍存在填石、淤泥、砂層和粘性土，采用地下連續(xù)墻和6～8 層鋼筋混凝土內(nèi)支撐的支護(hù)形式。由于基坑開挖深度較深，基坑安全等級為一級，且基坑位于海邊，地質(zhì)條件較差，附近多為堆場，在基坑可視范圍內(nèi)基本無長期穩(wěn)定區(qū)域，若采用人工監(jiān)測方法，監(jiān)測頻率較低，難以滿足基坑變形信息實(shí)時(shí)監(jiān)控需求；若采用常規(guī)三維形變自動化監(jiān)測方法，則無法對后視基準(zhǔn)網(wǎng)的位移變形進(jìn)行實(shí)時(shí)校核，需采用人工監(jiān)測方法從遠(yuǎn)處城市高等級基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行頻繁聯(lián)測，大大增加了監(jiān)測工作量，降低了監(jiān)測效率，因此項(xiàng)目采用本文優(yōu)化后的測量機(jī)器人自動化監(jiān)測系統(tǒng)對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂三維形變進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，每次自動化監(jiān)測前均對后視基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，以保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。項(xiàng)目采用SOKKIA NET05AXⅡ測量機(jī)器人進(jìn)行自動化監(jiān)測，利用透明亞克力罩進(jìn)行防護(hù)，在基坑主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)共布設(shè)17 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在3 倍基坑開挖深度范圍外的穩(wěn)定區(qū)域布設(shè)4 個(gè)后視基準(zhǔn)點(diǎn)（圖1）。本文在數(shù)據(jù)庫中提取自動化監(jiān)測系統(tǒng)差分改正前后的監(jiān)測點(diǎn)原始測量數(shù)據(jù)，采用相同設(shè)備對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行人工測量，取測量數(shù)據(jù)的多次算數(shù)平均值作為真值。

圖1 測點(diǎn)分布示意圖

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

測量機(jī)器人自動化監(jiān)測頻率默認(rèn)為2 h/輪，監(jiān)測數(shù)據(jù)量較大，本文選取MWD-ZQS-11 監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行分析，將監(jiān)測點(diǎn)差分改正前后的原始觀測數(shù)據(jù)與真值進(jìn)行對比（表4），測量機(jī)器人設(shè)站點(diǎn)與穩(wěn)定性較高的HS1后視基準(zhǔn)點(diǎn)之間的已知固定斜距、高差、水平角分別為408.741 6 m、3.651 7 m 和91°18′17.38″；測量機(jī)器人設(shè)站點(diǎn)與MWD-ZQS-11 監(jiān)測點(diǎn)之間的已知固定斜距、高差、水平角分別為113.265 7 m、3.216 9 m和173°51′45.19″。

表4 差分改正前后與已知數(shù)據(jù)偏差

由表4 可知，差分改正前監(jiān)測點(diǎn)原始觀測數(shù)據(jù)與已知數(shù)據(jù)偏差較大，遠(yuǎn)超過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差值，主要是由于項(xiàng)目現(xiàn)場工況較復(fù)雜，影響監(jiān)測結(jié)果的環(huán)境因素較多，且監(jiān)測距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致差分改正前監(jiān)測數(shù)據(jù)精度較差。在基于已知后視固定參考基準(zhǔn)差分改正前，斜距、高程、水平角的觀測最大偏差分別為-48.13 mm、-18.29mm和-7.49"，已超過項(xiàng)目監(jiān)測預(yù)警值；差分改正后，監(jiān)測數(shù)據(jù)精度得到了較大幅度的提升，斜距、高程、水平角的觀測最大偏差分別為0.88 mm、-0.89 mm 和-0.90"，與已知數(shù)據(jù)偏差較小，監(jiān)測結(jié)果較可靠，由此表明基于后視固定參考基準(zhǔn)的差分改正算法能大幅降低溫度、濕度、大氣壓、陰雨霧霾和透光板等外界環(huán)境因素對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性，為深基坑工程施工安全提供數(shù)據(jù)支撐。

基坑施工過程中，采用人工校核方法每月對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，嚴(yán)格按照規(guī)范要求從城市高等級基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行控制點(diǎn)復(fù)核，結(jié)果表明控制網(wǎng)中一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)變化較明顯，且設(shè)站點(diǎn)受施工影響一直在變動。將某一期基準(zhǔn)網(wǎng)人工復(fù)核結(jié)果與自動化監(jiān)測系統(tǒng)中基準(zhǔn)網(wǎng)校核后的基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果見表5，可以看出，測量機(jī)器人設(shè)站點(diǎn)SZD和基準(zhǔn)點(diǎn)HS2均出現(xiàn)厘米級變形，變化較大，若不進(jìn)行基準(zhǔn)網(wǎng)檢校則會使得監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大變形，影響基坑施工安全分析；而采用本文設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)網(wǎng)校核方法，能夠較準(zhǔn)確地識別更新基準(zhǔn)網(wǎng)中的動點(diǎn)，且檢校成果與人工復(fù)核數(shù)據(jù)基本一致，說明采用平均間隙法進(jìn)行基準(zhǔn)網(wǎng)動態(tài)校核的實(shí)際應(yīng)用效果較理想，能有效識別并校正監(jiān)測過程中基準(zhǔn)網(wǎng)變形，大大提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度。

表5 基準(zhǔn)網(wǎng)校核成果分析/m

4 結(jié) 語

隨著深基坑工程的大量涌現(xiàn)，傳統(tǒng)人工監(jiān)測難以實(shí)時(shí)獲取基坑安全信息，基于測量機(jī)器人的自動化監(jiān)測系統(tǒng)越來越成為深基坑實(shí)時(shí)監(jiān)測的主要發(fā)展方向。本文分析研究了基坑自動化監(jiān)測過程中基準(zhǔn)網(wǎng)變形和外界環(huán)境因素對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響，采用平均間隙法對監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的動態(tài)變化進(jìn)行檢核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)網(wǎng)變形并進(jìn)行修正，保障監(jiān)測過程中基準(zhǔn)網(wǎng)的準(zhǔn)確性；并基于已知固定參考基準(zhǔn)對監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分改正，有效解決了氣象參數(shù)未知條件下的氣象和環(huán)境因素修正問題，提高了監(jiān)測成果精度。通過設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩種算法的可行性與可靠性，并成功應(yīng)用于基坑自動化監(jiān)測項(xiàng)目中，取得了較理想的應(yīng)用效果，為基坑自動化監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定以及高精度數(shù)據(jù)獲取提供了參考。