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（建甌市金土地勘察測繪有限公司 福建建甌 353100）

地下管線建設(shè)是城市建設(shè)的重要組成部分，與城市建設(shè)發(fā)展緊密相關(guān)。地下管線具有數(shù)量多、功能復(fù)雜的特點。目前，部分舊的地下管線被廢棄或改造，新的數(shù)字化地下管線不斷增加。新舊地下管線在地下橫縱交叉，布局十分復(fù)雜，形成了大規(guī)模的地下管網(wǎng)。地下管道已被供電、供水、供氣、電信等部門廣泛使用，它們在地下所占空間大小不同，埋設(shè)具體位置各不相同，布局情況相當復(fù)雜，為有效的避免管道事故的發(fā)生所造成不必要的損失，又加之智慧城市的建立對地下管線的測量勢在必行，提高測量地下管線的測量精度已成為當今地下管線測量中所必須認真對待的問題。筆者擬對數(shù)字化地下管線測量的誤差進行分析，將測量所得的精度與理論精度進行比較，探討出提高地下管線測量精度的方法。

1 地下管線測量

地下管線測量主要是指測量技術(shù)人員對地下管道的位置、分布情況進行測量，測量主要分為兩步，首先是對地下管線的起點、終點、轉(zhuǎn)點、分支、變徑等特征點進行物理勘測，測量地下管道的特征點到地表的實際距離，也就是測量地下管道的掩埋深度，接著測量地下特征點的坐標與高程。數(shù)字化地下管線的測量，在城鎮(zhèn)地區(qū)受地物遮蔽影響，一般采用GPS—RTK 布設(shè)控制，并利用全站儀使用極坐標方法對管線點、相關(guān)地物點進行數(shù)字測量采集。此外，在進行相關(guān)測量時，地下管線測量人員應(yīng)全面地檢查管線的種類、大小、材質(zhì)及管徑等管線性質(zhì)。

地下管線的勘測一般使用地下管線探測儀來進行，為滿足城市建設(shè)需要，查清復(fù)雜地下管線，及時準確測定地下管線的位置與分布情況，我國已經(jīng)生產(chǎn)或引進了許多不同類型的地下管線勘測儀器，經(jīng)多年生產(chǎn)勘測單位的經(jīng)驗累積及多種勘測方法的相互配合，已可以較準確地勘測出地下管線的位置及埋深。本文主要討論勘測定位后的平面座標和高程數(shù)據(jù)采集精度，以滿足最后提供數(shù)字圖件的要求。

在實際測量中，測量技術(shù)人員可根據(jù)測區(qū)地理景觀的需要選擇不同的測量儀器。由于全站儀憑借其具有成本低、操作簡單、使用方便的優(yōu)點，深受廣大生產(chǎn)者的喜愛，已經(jīng)被廣泛的使用在數(shù)字地下管線的測量中，并取得了較好的測量效果。目前，通常使用的全站儀的測角精度為5，測距精度為5mm+5ppm·D。

2 數(shù)字地下管線的測量誤差分析

地下管線的數(shù)字采集測量誤差主要是指測量儀器的誤差，測量觀測誤差，筆者擬對全站儀極坐標法管線測量的精度進行分析。

2.1 全站儀的觀測中誤差

全站儀的觀測中的誤差主要包括全站儀的水平角觀測中誤差和垂直角觀測中的誤差。其中，全站儀的水平角觀測中誤差主要由目標偏心誤差、對中誤差、照準誤差構(gòu)成。垂直角觀測中誤差主要由照準誤差與儀器自動補償誤差構(gòu)成。

全站儀的觀測中誤差m 主要由水平角觀測中誤差m1和垂直角觀測中誤差m2構(gòu)成，全站儀的觀測誤差也包括外界環(huán)境影響引起的誤差m3、儀器自身誤差m4、儀器讀數(shù)誤差m5。儀器自身誤差主要是指垂直軸誤差，據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，在通常情況下，m=±1.5＂，外界環(huán)境的影響主要是溫度變化的影響，儀器讀數(shù)的誤差大致為m±1.5＂。

1.全站儀的水平角觀測誤差。在使用全站儀對地下管測點坐標進行測量時，應(yīng)將全站儀照準對中桿，對中桿可產(chǎn)生0.01m 的對中誤差，目標偏心誤差m11為可使用

公式(1)計算，其中e=0.01，s 為邊長。

在測量過程中，對中誤差一般為0.005m，利用公式(1)計算對中誤差m12，其中e=0.005，邊長為s，ρ=206265。

其中，m13為照準誤差，是觀測本身的誤差，一般是指望遠鏡的照準誤差，與望遠鏡的使用放大倍數(shù)有關(guān)。

其中，m21為照準誤差，與水平角觀測時的照準誤差相同，m22為儀器中液體補償器的實償精度。

因此，全站儀的觀測中誤差為

2.2 全站儀距離觀測誤差

距離觀測的誤差主要包括儀器誤差、對中桿偏離誤差及棱鏡半徑誤差。距離觀測誤差的公式為

其中，d1為儀器誤差，其是全站儀的標稱精度，d2為對中桿偏心所產(chǎn)生的誤差，d2±10mm，棱鏡半徑誤差為d3±20mm。

2.3 測點的平面點位精度

測量過程中應(yīng)對管線測點中心位置進行嚴格的標定，確保測點的平面點位準確，減少誤差。對與一固定觀測點P，可使用公式（2）計算其坐標，

其中，xA,yA為測站坐標，S 為水平距離，α0為起始方位角，β 為左轉(zhuǎn)折角。

對(2)式子進行微分整理可得，

其中，ms為測距中誤差，mβ為半測回中誤差，S為距離，ρ=206265。

因此，通過式即可求出mp，即測點的平面點位中誤差相對與起算點的距離。

3 數(shù)字地下管線的測量精度分析與思考

前面對數(shù)字地下管線的測量誤差進行分析與研究，總結(jié)了造成地下管線數(shù)字采集的測量誤差的相關(guān)因素，其中，測量儀器本身、外部環(huán)境及觀測位置等都會對地下管道的測量工作產(chǎn)生很大的影響，左右測量精度。

在數(shù)字地下管線的測量過程中，測點的距離最好控制在150m。應(yīng)對地下管線的測點點位精度做如下要求，將全站儀的測角精度定位5＂，測距精度為5mm+5ppm·D，觀測照準精度為2，對中誤差為5mm，目標偏心誤差為20mm。同時，在測量過程中應(yīng)對管線測點中心位置進行嚴格的標定，確保測點的平面點位精度，詳見表1。

表1 點位精度一覽表

通過對數(shù)字地下管線數(shù)字采集的測量誤差來源與大小、數(shù)字地下管線數(shù)字采集的測量精度的分析，使我們知道影響地下管線探測精度的因素很多，并且十分復(fù)雜。在使用全站儀對地下管線進行測量時，布設(shè)合適密度控制點，控制測距邊長，嚴格按照測量步驟與測量要求進行測量，有效的使探測地下管線的平面位置誤差控制在15cm 內(nèi)，探測地下管線的埋深誤差控制在10cm 范圍內(nèi)，盡可能使測量的每個環(huán)節(jié)的測量結(jié)果準確，這樣就可使測量精度滿足國家城市地下管線探測技術(shù)的要求，將測量誤差控制在允許的范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

地下管線的測量對我國建設(shè)發(fā)展和智慧城市具有重要的意義，雖然地下管道的測量工作較為困難，在實際測量中存在很多問題，但只要我們能夠嚴格控制測量的質(zhì)量，選擇適合于測區(qū)的測量儀器，并采取相關(guān)的措施提高地下管道的測量精度，糾正重勘探輕測量的慣性思維，就能取得很好的測量成果。

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