摘要：目前似大地水准面的确定方法主要有几何方法（天文水准、卫星测高、GPS水准等）、重力学方法、几何和重力联合方法。在当前省市级似大地水准面的确定上一般采用几何和重力联合方法（亦称组合法），即以GPS水准确定的高精度但分辨率较低的几何似大地水准面作为控制，将重力学确定的高分辨率但精度较低的重力似大地水准面与之拟合，以达到确定省市级似大地水准面的目的。基于此，本文探讨了局部似大地水准面精化技术在地下管线测绘中的应用，以供相关人员的参考。
关键词：地下管线测绘；局部大地水准面精化技术
1地下管线测绘的重要意义
城市的发展，需要不断解决人们日益提高的生活中的各样问题，地下管线的发展，需要以最经济、合理的方式来顺应城市的规划要求，建立现代化可续的管理模式，满足人们日常生活、生产中的需求，保证城市的正常运行，地下管线的系统化管理会影响着施工的质量和进度，因此，需要重视施工的每个环节，从规划到设计，再到管理，都需要完善的准备，确保万无一失，避免对人们的生活造成不必要的损失，从而提升了人们生活的水平和质量。
2局部大地水准面精化的现状及其发展前景
近20年来，虽然大地测量边值问题的理论有了很大发展，但仍然是以莫洛金斯基问题为中心展开的，提出了非经典(纯量)莫洛金斯基问题，包括纯量固定和纯量自由边值;边值问题的非线性理论，非线性解和二次逼近理论;测高-重力混合边值;重力梯度边值;超定边值等问题。
但是，这些基础理论成果的大部分都还没有在实用上得到反映，实用上仍然是以克拉鲁普给出的线性化莫洛金斯基问题边值条件为基础，大都采用莫洛金斯基级数零阶项(斯托克斯积分)加一阶项(考虑地形效应的G1项积分)。包括我国在内的世界上许多的国家，都采用了由该理论导出的似大地水准面，高程异常和正常高高程系统，其中回避了地壳密度的输入以及正高不可测的难题。
似大地水准面无物理意义(有幸的是在海洋上与大地水准面一致)，不能直接用于陆地地学研究，建立大地测量参考系仍然以大地水准面为基础，似大地水准面还要转换为大地水准面。目前，采用布格异常表达的一次近似公式，山区要考虑二次项，转换公式中又重新包含了地壳密度，二次项中还含重力异常梯度。因此，实用上目前还未考虑此项可能引起厘米级水平的误差。边值问题基础理论的另一重要进展，是在重力场表达和分析中，引入了随机过程概念和统计方法，提出和发展了重力场逼近的最小二乘配置法，并已在理论上完成了配置法与解析法多种等价性证明，实用上已得到广泛应用，确立了牢固的地位。
3地下管线测量目前存在的问题
随着人们生活质量和水平的提高，在对城市地下管线进行测绘的过程中，要求和需求在不断的变化。传统的地下管线测绘由于技术以及设备仪器的影响，通常是向相关的单位对施工所需的材料和文件进行搜集，然后利用开井或者开挖少量测量洞的方式进行测量。随着城市化的发展，地下管线系统具有多元化、复杂化、隐蔽化以及动态化的特点。因此，对于城市化的发展有着不利的影响，对城市地下管线的探测、测量以及发展有着阻碍作用。
4局部似大地水准面精化技术在地下管线测绘中的应用案例探讨
4.1项目概况
基于JHCORS的2000国家大地坐标基准框架的基础上，建立与2000国家大地坐标系相联系的某2000坐标系，并根据A市区经济建设、社会发展需要，全面改造升级A市GPSC级控制网，建设A市二等水准高程控制网，精化厘米级精度似大地水准面，为A市的整体协调发展，空间产业布局，交通、水利、资源开发等领域提供基础性测绘服务。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆A市似大地水准面精化项目目标如下:(1)全面改造升级A市区及各县市区GPSC级控制网;(2)建立覆盖整个A市区及各个县市区的二等水准高程控制网;(3)确定A市厘米级精度似大地水准面模型;(4)在A市推广2000国家大地坐标系，确立与2000国家大地坐标相联系的某2000坐标系。
4.2GNSS网、二等水准网数据处理
4.2.1A市似大地水准面精化GPS框架网基线检核
（1）同步环闭合差
由于GAMIT软件采用的是网解(即全组合解)，其同步环闭合差在基线解算时已经进行了分配。对于GAMIT软件基线解的同步环检核，可以把解的nrms值作为同步环质量好坏的一个指标，一般要求nrms值不能大于1.0。CORS网计算了46个同步时段，全部nrms值均小于0.2，最大的为0.194。这说明GPS网的整体外业观测质量较高，基线解的精度较好。
（2）异步环
对于CORS网，共检核由平差所用的独立基线构成的最简异步环973个。在检核的异步环中，所有的异步环闭合差都小于国家GPS规范的要求。其中，相对异步环闭合差最大的为bjfs->shez(2060)bjfs->shez(2350)(括弧中的数字前三位为年积日，第四位为时段号)，其相对闭合差为0.032ppm，X分量的闭合差为0.0201m，Y分量的闭合差为-0.0292m，Z分量的闭合差为-0.0158m，位置闭合差为0.039m，而位置的限差3.384m;绝对异步环闭合差最大的为bjfs->shez(2060)bjfs->shez(2350)(括弧中的数字前三位为年积日，第四位为时段号)，闭合差为0.039m，X分量的闭合差为0.0201m，Y分量的闭合差为-0.0292m，Z分量的闭合差为-0.0158m，位置闭合差为0.039m，而位置的限差3.384m，其相对精度为0.032ppm。
（3）三维约束平差精度
CGCS2000坐标系下三维约束平差后，CORS网具有极高的精度，其最弱点的点位精度优于0.005m，满足CORS运行维护的需求。
4.2.2区域水准网布设
经过A市本级、B市辖区内的国家二等水准路线，2004年布设的A市本级三等高程水准控制网、经过测区范围的三等水准路线等其他水准路线，根据普查结果作为A市二等高程水准控制网布设之用。重力基准为2000国家重力基准，正常重力采用IAG75椭球相应公式。按照规范要求加入标尺长度误差改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正。水准网平差后应进行与原有水准成果的比较，对有高程异常的点位进行分析，排查其可能错误的原因。二等水准实测水准路线共计2466.2km，计算所得最大闭合差为13.5mm，允许限差为:±38.9mm，最小闭合差为:-0.1mm，允许限差为:±28.5mm。最弱点点位高程中误差:JINH±6.78mm。二等水准测量每公里偶然中误差为:±0.53mm/km，二等水准测量每公里全中误差为:±0.76mm/km，完全符合一、二等水准测量国家规范技术要求。
目前，在我国经济发达地区及中、小城市，在地形图的测绘方面，对高精度大地水准面的需求十分迫切。高精度的大地水准面结合GPS定位技术所获得的三维坐标中的大地高分离求解正常高或正高，可以改变传统高程测量作业模式，以满足目前1∶1万、1∶5千大比例尺测图的迫切需要，不仅加快了“数字中国”、“数字区域”、“数字城市”等工程的建设，节约大量人力、物力，产生巨大经济效益，而且具有特别重要的科学意义和社会效益。
参考文献
[1]魏颖.城市地下管线的测绘及数据管理分析[J].建设科技，2013（15）：85~86.
[2]宁津生,罗志才,李建成.我国省市级大地水准面精化的现状和技术模式[J].大地测量与地球动力学,2004(2),第24卷第1期：4-7
论文作者:杨永胜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：水准论文; 大地论文; 管线论文; 高程论文; 重力论文; 地下论文; 测量论文; 《基层建设》2019年第19期论文;