似大地水準面精化在地下管線測量中的應用

摘 要：隨著城市建設進程不斷加快的步伐，地下管線的敷設工作相對更加復雜。為更好地從根本上提升地下管線建設水平，需要相關部門使用更加先進的似大地平面精化技術，保障地下管線測量數值的精準度以及全面性，為地下管線施工工作提供更加精準的參考依據。文章就針對此，分析似大地平面精化在地下管線測量工作中的具體應用，以期為相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：似大地水準面精化;地下管線測量;應用

一、 引言

就目前來看，似大地平面精化技術被廣泛應用在各領域測量工作中。似大地平面精化分為天文水準、衛星測高等方式，因此，在將該技術應用到地下管線測量過程中，需要結合地下管線測量要求，應用似大地平面精化方法。

二、 概述似大地平面精化原理

大地水準面是指靜止海平面向大陸延伸形成的不規則封閉曲線，在物體沿重力等位面運動時，重力不做功。大地水準面是與全球平均海平面相重合的水準面，可更好應用方案描述地球形狀上，同時也是測量海拔高程系統的起算面。大地水準面的確定需要通過計算出水準面與參考橢球面的間距，獲得水準面差距值。

從地面點沿正常重力線量取正常高所得端點構成的封閉曲線，被稱之似大地水準面。從實質上來講，似大地水準面并不是精準的水準面，而是主要用作計算輔助面。似大地水準面與大地水準面并不完全重合，所得差值為正常高與正高之差。下圖為似大地水準面高程關系。

在似大地平面精化工作中，需要建立起一個精度高、功能性強的國家空間坐標基準框架、國家高層基準框架等，結合全球定位系統、水準與重力等綜合技術，對似大地水準面進行精化處理。開展似大地平面精化工作對城市基礎測繪、數字中國地理空間基礎框架結構、環境預報與交通建設等測繪工作具有重要意義。

三、 似大地平面精化數學模型的構建

似大地平面精化數學模型構建需要使用大地高系統，以橢球面為基準點，設置高程系統。大地高屬于幾何量，并不具有傳統意義上的物理性質，因此需要配合使用全球定位系統，測量大地高數值。

正高系統主要就是以大地水準面為基準點的高程系統，地面沿垂直方向到大地水準平面的距離被稱之為正高，用其可表述地球實際形狀。

在建設似大地平面精化數學模型過程中，主要就是設置全球定位系統的水準點。具體來說，似大地平面精化數學模型主要可分為以下幾種形式。

第一，加權平均擬合模型。此種建模方式較為簡單，可以被應用到小范圍工程測量以及精度要求不高的地下管線工程建設中。在構建加權平均擬合模型過程中，需要將大地水準面看作與橢球面平行。確保測量區域內各點高程異常值保持一致。在測量區僅需要設置一個已知的全球定位值就可以，實際測量效率顯著。

第二，曲線擬合模型。在全球定位水準點呈線狀布設時，可以延似大地水準面繪制一條連續光滑的曲線。根據平面坐標以及高程異常情況，構件出一個插值函數擬合測線方向的似大地水準面曲線，通過其他平面坐標點確定，構成高程異常值。

四、 似大地平面精化在地下管線測量中的具體應用

（一）確定全球定位系統水準點

為確保似大地平面精化技術能夠在地下管線測量工作中發揮出重要作用，確定地區似大地水準面，需要在指定區域布置多個全球定位系統水準點。采用虛擬參考站的動態定位技術測定全球定位系統水準點坐標以及大地高度。具體來說，利用虛擬參考站網絡以及雙頻接收裝置，確保水準面觀測時間大于30分鐘，衛星高度大于15。要求采集多組全球定位系統水準點的坐標以及大地高，取平均值獲得最終坐標以及大地高數據，構造出一個插值函數來擬合測線方向的大地水準面曲線，確保所獲得的測量數據全面精準。

（二）計算二次曲面擬合數值

借助全球定位系統數據處理軟件，對測量地點的全球定位系統控制點的高程異常值進行計算，獲得二次曲面擬合數值。

（三）精度測定

要求對似大地水準面文件精度進行測定，確保文件內容內部與外部符合精度要求，從根本上提升地下管線測量精準度，確保獲得的大地高、水準高、實際高程異常、擬合高程等數據能夠在地下管線建設過程中滿足地下管線測繪工作要求。

在開展似大地水準面精化過程中，需要使用雙頻接收裝置，消除電離層折射的延遲誤差，加強大地水準面圖形強度控制水平，延長有效的實質面觀測時間。結合更加先進的動態定位技術，獲得全球定位系統水準點坐標以及大地高度，全面檢驗數據的精度，確保該數據能夠更好滿足擬合要求，地下管線施工技術方案編制工作奠定堅實的理論基礎。

五、 結語

綜上所述，為從根本上提升地下管線測量水平，確保地下管線測量數據精準全面，需要相關工作人員使用先進的似大地平面精化手段。結合地下管線具體要求，制訂出更加適宜的似大地平面精化方案。對于地勢較平坦的小區域，似大地水準面精化中的重力資料只起到提高分辨率作用，可以在加大全球定位系統水準點密度的基礎不考慮重力因素，更加適宜中小型測繪單位，通過積極引進更加先進的動態定位技術以及相關檢測設備，應用大地水準面理論和計算方法，獲取地下管線測量精準數據，擴大地下管線測量覆蓋面，使測量數據能夠在繪制地下管線圖紙、保障地下管線相關項目有序規范開展過程中發揮出重要作用，從根本上提升地下管線建設水平。

參考文獻：

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作者簡介：李坤久，南京市測繪勘察研究院股份有限公司。