高程控制是水利勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及工程建設(shè)的重要測(cè)繪基礎(chǔ)工作，統(tǒng)一的高程系統(tǒng)和準(zhǔn)確的高程成果尤其對(duì)堤防建設(shè)、水情測(cè)報(bào)、防汛調(diào)度至關(guān)重要。吳淞高程系統(tǒng)自1900年建立以來(lái)，一直為長(zhǎng)江的水位觀測(cè)、防汛調(diào)度以及水利建設(shè)所采用。1957年以青島驗(yàn)潮站1950～1956年測(cè)定的平均海水面為基準(zhǔn)面（零點(diǎn)），建立了“1956年黃海高程系統(tǒng)”。1985年又以青島驗(yàn)潮站1952～1979年潮汐觀測(cè)計(jì)算的平均海水面為基準(zhǔn)面，建立了“1985國(guó)家基準(zhǔn)”以替代“1956年黃海高程系統(tǒng)”。長(zhǎng)江流域水利建設(shè)曾采用的高程系統(tǒng)繁多，但主要采用“吳淞高程系統(tǒng)”、“1956年黃海高程系統(tǒng)”和“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”。其中“1956年黃海高程系統(tǒng)”和“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”為國(guó)家法定的高程系統(tǒng)，資料較為完善，但吳淞高程系統(tǒng)是長(zhǎng)江流域所特有的，沒(méi)有專門機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)更新、維護(hù)?？紤]到吳淞高程系統(tǒng)在長(zhǎng)江流域建設(shè)中起到的重要作用，有必要對(duì)吳淞高程系統(tǒng)建立、發(fā)展及目前存在的問(wèn)題進(jìn)行了解。
1 吳淞高程系統(tǒng)介紹
采用上海吳淞口驗(yàn)潮站1871～1900年實(shí)測(cè)的低潮位所確定的海面作為基準(zhǔn)面，所建立的高程系統(tǒng)稱為“吳淞高程系統(tǒng)”。
1.1 吳淞高程系統(tǒng)起源
鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)以后，1854年6月英、美、法駐滬公使、領(lǐng)事決定引進(jìn)外國(guó)勢(shì)力與征稅機(jī)關(guān)，組織了關(guān)稅管理委員會(huì)，由英、美、法三國(guó)領(lǐng)事與滬道締結(jié)關(guān)于上海海關(guān)之約九條……于是就有了外國(guó)人管理我國(guó)海關(guān)之先河。為了保證艦船安全通過(guò)吳淞內(nèi)沙淺灘，舊海關(guān)就在長(zhǎng)江口內(nèi)東距海濱40余千米處的吳淞口設(shè)立了驗(yàn)潮站（又稱測(cè)潮站），即吳淞口驗(yàn)潮站。
1871年或以前，舊海關(guān)（吳淞海關(guān)港務(wù)司署）設(shè)立吳淞零點(diǎn)水尺，供航行及測(cè)量之用，當(dāng)時(shí)名“信號(hào)站”；自1871年起即有潮汛資料供給浚浦局，經(jīng)長(zhǎng)期記載定出1871～1900年之間出現(xiàn)的低潮位為零點(diǎn)，當(dāng)時(shí)稱為“吳淞海關(guān)零點(diǎn)”簡(jiǎn)稱“吳淞零點(diǎn)”，是吳淞零點(diǎn)高程系統(tǒng)的起算依據(jù)。
約在1900年，在黃浦江口左岸附近的吳淞海關(guān)港務(wù)司署內(nèi)設(shè)立一個(gè)土中石質(zhì)水準(zhǔn)基點(diǎn)，測(cè)定石質(zhì)水準(zhǔn)基點(diǎn)的吳淞零點(diǎn)高程作為基準(zhǔn)。
1.2 吳淞高程系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)的變遷
每一個(gè)高程系統(tǒng)均須有一水準(zhǔn)原點(diǎn)，并依據(jù)基準(zhǔn)面決定水準(zhǔn)原點(diǎn)高程，以作為高程控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，為與國(guó)家高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)原點(diǎn)相區(qū)別，吳淞高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)原點(diǎn)改稱為基準(zhǔn)點(diǎn)（基點(diǎn)）。基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位須穩(wěn)定，標(biāo)志要能長(zhǎng)期保存。由于上海地區(qū)地面沉陷，致使吳淞高程系統(tǒng)幾易基點(diǎn)，了解基點(diǎn)的變遷，對(duì)正確使用吳淞高程系統(tǒng)的高程資料是很有裨益的。
1.2.1 張華浜基點(diǎn)的設(shè)置
1921年浚浦局在距海關(guān)吳淞信號(hào)站基準(zhǔn)標(biāo)石不到300m處，打入一根7.32m長(zhǎng)的鋼筋混凝土樁，樁頂嵌有銅頭，地面筑成陰井，加水泥蓋板。測(cè)得高程為吳淞零點(diǎn)5.1054m.該點(diǎn)稱之為“張華浜基點(diǎn)”。
由于該點(diǎn)距離長(zhǎng)江江岸較近，1922年揚(yáng)子江技術(shù)委員會(huì)就從此點(diǎn)出發(fā)，引測(cè)而上直至宜昌，測(cè)程近1800km，成為長(zhǎng)江流域普遍使用的吳淞高程系統(tǒng)。這個(gè)“基點(diǎn)”一直使用到20世紀(jì)50年代初期。由于確定該點(diǎn)已隨上海陸地沉降而發(fā)生嚴(yán)重沉陷，因此失去作為水準(zhǔn)“基點(diǎn)”的作用。
1.2.2 佘山基點(diǎn)的設(shè)測(cè)
1922年6月，浚浦局在長(zhǎng)江三角洲沖積平原外，離吳淞約60km的松江縣西北面的佘山半坡天主教堂右側(cè)天然巖石石壁上，用水泥鑲嵌一個(gè)直徑76.2mm、長(zhǎng)約254mm的銅棒（露出端部分為圓球狀），作為永久性的吳淞水準(zhǔn)基點(diǎn)，其上附設(shè)有銅牌，刻有“浚浦局佘山水準(zhǔn)基點(diǎn)”文字，其頂部高程為吳淞零點(diǎn)上46.0647m.
該點(diǎn)較為穩(wěn)固可靠，一向被視為吳淞水準(zhǔn)原點(diǎn)，只因距長(zhǎng)江較遠(yuǎn)，引測(cè)不便，故長(zhǎng)江流域很少引用此點(diǎn)高程。
1.2.3 鎮(zhèn)江308′標(biāo)點(diǎn)的設(shè)測(cè)
長(zhǎng)江流域的吳淞高程，都是以1922～1926年前揚(yáng)子江技術(shù)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱揚(yáng)委會(huì)）所測(cè)的吳淞—宜昌精密水準(zhǔn)高程（由張華浜基點(diǎn)引測(cè)）為基礎(chǔ)，然后用普通干線水準(zhǔn)向干、支流單線傳遞，由于輾轉(zhuǎn)施測(cè)推算，加之觀測(cè)質(zhì)量較差，又加上標(biāo)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)間過(guò)久，標(biāo)石難免有不同程度的變動(dòng)。解放初期，由于歷史條件的限制，長(zhǎng)江流域各地區(qū)所測(cè)的地形圖及各水文站基點(diǎn)等高程都是引測(cè)附近各水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)的舊吳淞高程作為依據(jù)。而區(qū)域性高程，都存在不同程度的誤差，因之相互連接發(fā)生了矛盾，需要有一個(gè)較正確的統(tǒng)一高程系統(tǒng)。
1951～1955年，長(zhǎng)江水利委員會(huì)（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)委會(huì)）先后完成了長(zhǎng)江干線（吳淞—宜賓）及漢江、嘉陵江、岷江等主要干、支流的精密水準(zhǔn)測(cè)量工作，具備了進(jìn)行長(zhǎng)江流域的吳淞高程水準(zhǔn)網(wǎng)統(tǒng)一平差計(jì)算條件。
由于全國(guó)統(tǒng)一高程系統(tǒng)尚未建立，因此需要有一個(gè)較穩(wěn)定的原揚(yáng)委會(huì)埋設(shè)的精密水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)高程，作為暫時(shí)統(tǒng)一的吳淞高程系統(tǒng)的起算基點(diǎn)。
張華浜基點(diǎn)沉陷不能使用；佘山基點(diǎn)雖較穩(wěn)定，但距長(zhǎng)江又遠(yuǎn)，引測(cè)不便；為了盡可能減少1922～1926年揚(yáng)委會(huì)所測(cè)高程誤差的累積，曾在下游地區(qū)另選一個(gè)高程起算基點(diǎn)，經(jīng)與其他水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)相互比較，其穩(wěn)定性皆次于鎮(zhèn)江308′，通過(guò)分析討論，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)部門批準(zhǔn)，確定相對(duì)穩(wěn)定的鎮(zhèn)江308′標(biāo)點(diǎn)的校測(cè)高程9.391m，作為長(zhǎng)江流域暫時(shí)統(tǒng)一的吳淞零點(diǎn)高程的起算基點(diǎn)。
1.3 資用吳淞高程與“七環(huán)”平差
1951～1955年，長(zhǎng)江干流自吳淞至宜賓及漢江、嘉陵江、岷江、洞庭湖流域等處已先后施測(cè)了精密水準(zhǔn)路線；同時(shí)下游江陰、鎮(zhèn)江、蕪湖、彭郎磯、武漢、城陵磯、沙市、宜昌等8處進(jìn)行了跨河水準(zhǔn)測(cè)量，連接長(zhǎng)江左、右兩岸水準(zhǔn)路線，組成了7個(gè)簡(jiǎn)單鎖鏈形的水準(zhǔn)網(wǎng)。
經(jīng)過(guò)“七環(huán)”平差，江陰—宜昌長(zhǎng)江兩岸水準(zhǔn)高程有了可靠的聯(lián)系，以鎮(zhèn)江308′作為新的起算基點(diǎn)，并按原揚(yáng)委會(huì)所校測(cè)的高程9.391m推算長(zhǎng)江流域新的吳淞高程。為了區(qū)別于過(guò)去的吳淞系統(tǒng)，提供以資暫時(shí)使用的高程，又稱為資用吳淞高程。根據(jù)歷史資料的記載，資用吳淞高程與“七環(huán)”平差前的吳淞高程，不同的區(qū)域存在不同的改正，改正范圍在0.06～0.43m之間。
現(xiàn)在我們使用的吳淞高程，就是“七環(huán)”平差后的吳淞高程，亦即是長(zhǎng)江委1959、1973年正式出版的《長(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果表》（一、二、三、四、五冊(cè)）中的吳淞高程，自此，長(zhǎng)江流域吳淞高程系統(tǒng)開(kāi)始統(tǒng)一。
1.4 凍結(jié)吳淞高程
1950年前，長(zhǎng)江流域各水文站沿用的水準(zhǔn)點(diǎn)引據(jù)的基面較為復(fù)雜，有吳淞、海防、山河堰、坎門、趕水及假定等多種基面。1950年后，陸續(xù)建立的新水文站引用舊吳淞、海防、舊黃海和長(zhǎng)委會(huì)接測(cè)吳淞“七環(huán)”平差前、后高程，以及假定基面等。但由于各水文站水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)設(shè)來(lái)源不一，系統(tǒng)較多，雖均稱吳淞基面，其絕對(duì)高程仍有一定誤差。為了保證本站水位連續(xù)性，根據(jù)水利部規(guī)定：從刊布1956年資料起，各測(cè)站水準(zhǔn)點(diǎn)原用的基面高程凍結(jié)不變，新建站凍結(jié)在開(kāi)始引用基面高程上。由于各水文站基面凍結(jié)的時(shí)間不同和引據(jù)高程系統(tǒng)的不同，使得各水文基面是一些各自獨(dú)立的，相互之間沒(méi)有邏輯關(guān)系的離散點(diǎn)（下游點(diǎn)的高程可能比上游的高），因此“凍結(jié)吳淞高程”僅為“吳淞高程系統(tǒng)”的高程點(diǎn)，并不是高程系統(tǒng)。隨著“吳淞高程系統(tǒng)”和國(guó)家法定的高程系統(tǒng)的變遷，水文測(cè)量高程控制系統(tǒng)的內(nèi)涵也隨之變化。
1.5 吳淞高程（資用）與1956年黃海高程的轉(zhuǎn)換
長(zhǎng)辦于1959年正式出版的《長(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果表》（一～四冊(cè)）中的“吳淞高程”與“1959年平差值”所采用的觀測(cè)成果基本相同，但由于平差計(jì)算的環(huán)線區(qū)域大小與采用的權(quán)數(shù)不同（“七環(huán)”平差，用的是距離倒數(shù)1/L為權(quán)，東南部平差用的是中誤差平方倒數(shù)1/m2 為權(quán)），因之計(jì)算各路線的改正值不同，高程差之差亦不同，所以不能用一個(gè)地區(qū)的差數(shù)，來(lái)改正另一個(gè)地區(qū)的高程。也就是說(shuō)，不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的常差或用簡(jiǎn)單的公式來(lái)?yè)Q算。上述“吳淞高程”與“1959年平差值”的差值雖然不是一個(gè)常數(shù)，但卻有一些規(guī)律可遵循，如長(zhǎng)江干流從吳淞起，沿江而上其差值逐漸減少。各支流亦有類似的規(guī)律。
不同時(shí)期的平差值，同一地區(qū)兩系統(tǒng)的差值亦不相同。這是因?yàn)椋翰煌瑫r(shí)期由于觀測(cè)儀器、觀測(cè)精度等諸多因素的不同，因此觀測(cè)高差不同；還由于平差計(jì)算路線不同，高差的改正數(shù)也不相同；因此在轉(zhuǎn)換時(shí)，要注意資料的分析，科學(xué)的利用。
2 資用吳淞高程（2003）基準(zhǔn)
2.1 2002年長(zhǎng)江中下游干流高程控制測(cè)量簡(jiǎn)介
1998年，長(zhǎng)江流域發(fā)生特大洪水，國(guó)家投入了大量的資金用于大江大河的治理。作為堤防建設(shè)必須的高程基準(zhǔn)存在如下兩個(gè)方面的問(wèn)題：一方面，由于長(zhǎng)江中下游大部分水準(zhǔn)點(diǎn)在1973年以前測(cè)量后，近30a未復(fù)測(cè)。水準(zhǔn)點(diǎn)均存在著較大的沉降。為了檢驗(yàn)堤防工程建設(shè)是否滿足設(shè)計(jì)要求，需有統(tǒng)一準(zhǔn)確的高程基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行衡量。另一方面，沿江各省市均應(yīng)按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署的堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行堤防建設(shè)。因此沿江需有統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)，以便在堤防建設(shè)竣工驗(yàn)收時(shí)有統(tǒng)一的核定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，長(zhǎng)江水利委員會(huì)綜合勘測(cè)局于2002年4月至2003年5月進(jìn)行了長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)的復(fù)測(cè)重建工作。測(cè)區(qū)范圍為宜昌至上海段的長(zhǎng)江南北兩岸，組成15條二等水準(zhǔn)測(cè)線，共4107.3km.接測(cè)具有1985國(guó)家高程基準(zhǔn)成果的國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)16個(gè)，起算點(diǎn)均進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)情況滿足規(guī)范要求；外業(yè)選點(diǎn)、埋標(biāo)、觀測(cè)均嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)范及作業(yè)規(guī)程執(zhí)行，往返測(cè)高差不符值優(yōu)良率為87%，其余13%的測(cè)段均在規(guī)范要求的限差之內(nèi)；每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差大為±0.62mm.中二等水準(zhǔn)每千米水準(zhǔn)高差中數(shù)的偶然中誤差為±0.43mm，滿足規(guī)范±1.0mm的要求；符合路線符合差均小于限差要求。說(shuō)明本次觀測(cè)外業(yè)質(zhì)量?jī)?yōu)良，成果質(zhì)量可靠。該項(xiàng)目通過(guò)嚴(yán)密平差計(jì)算，需要計(jì)算水準(zhǔn)路線所有水準(zhǔn)標(biāo)石的1956年黃海高程成果以及1985國(guó)家高程基準(zhǔn)成果。
本項(xiàng)目為了對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選點(diǎn)埋標(biāo)時(shí)，利用紅本第一～四冊(cè)中舊水準(zhǔn)標(biāo)石192座，還聯(lián)測(cè)了大量的水文基點(diǎn)。
2.2 吳淞高程成果的計(jì)算
吳淞高程在長(zhǎng)江流域防汛、水位觀測(cè)、堤防建設(shè)、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中有著廣泛的運(yùn)用，為了滿足不同的需要，需要計(jì)算一套吳淞高程成果。
2.2.1 構(gòu)成水準(zhǔn)環(huán)線
復(fù)測(cè)成果的吳淞高程部分，因無(wú)一等吳淞高程成果，為進(jìn)行平差處理，利用一等水準(zhǔn)黃海高程成果的高差值，賦予兩倍于復(fù)測(cè)觀測(cè)值的權(quán)，和復(fù)測(cè)高差值一并組成水準(zhǔn)環(huán)線進(jìn)行平差。如圖1所示。該環(huán)線因?yàn)槠讲钚枰鴺?gòu)成，稱為復(fù)測(cè)混合環(huán)線。
2.2.2 自由網(wǎng)平差
1959年長(zhǎng)江水利委員會(huì)進(jìn)行“七環(huán)平差”時(shí)，是采用鎮(zhèn)江YRCBM308′的吳淞高程為高程網(wǎng)的起算點(diǎn)。由于本次復(fù)測(cè)時(shí)，YRCBM308′已遭破壞，其明標(biāo)YRCBM308尚存，因此我們采用鎮(zhèn)江YRCBM308的吳淞高程值為平差起算高程值，對(duì)復(fù)測(cè)混合環(huán)線進(jìn)行平差。平差成果與七環(huán)平差的資用吳淞成果比較，其互差值離YRCBM308越遠(yuǎn)就越大。說(shuō)明原吳淞高程成果中有明顯的系統(tǒng)誤差，其系統(tǒng)誤差是來(lái)源于資用吳淞成果還是2002～2003年水準(zhǔn)復(fù)測(cè)成果？為此，我們以YRCBM308的1956年黃海高程值作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行了自由網(wǎng)平差，得出2002年復(fù)測(cè)成果的1956年黃海高程成果，并與1959年平差成果比較。
經(jīng)比較分析發(fā)現(xiàn)，資用吳淞高程成果存在明顯的系統(tǒng)誤差。如果采用一個(gè)點(diǎn)（鎮(zhèn)江YRCBM308）為起算數(shù)據(jù)，其平差成果與資用吳淞高程成果存在較大的差異，這就給用戶帶來(lái)干擾和不便。為了使用方便，和保持資料的連續(xù)性，給出一個(gè)數(shù)據(jù)處理原則：即水準(zhǔn)點(diǎn)位穩(wěn)定，則吳淞高程值應(yīng)基本保持不變，即使有差別，其差值也在二等水準(zhǔn)觀測(cè)誤差的允許范圍內(nèi)。要達(dá)到其目的，就必須尋找穩(wěn)定水準(zhǔn)點(diǎn)作為吳淞高程值計(jì)算的起算點(diǎn)。
2.2.3 水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定分析
在上述以YRCBM308的1956黃海高程成果為起算數(shù)據(jù)的自由網(wǎng)平差結(jié)果與1959年版的1956年黃海高程值的差，從理論上講為參照YRCBM308的沉降量，對(duì)192個(gè)老點(diǎn)的沉降量的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1.
2.2.4 資用吳淞高程（2003年）基準(zhǔn)的建立
2002～2003年水準(zhǔn)復(fù)測(cè)精度顯然要高于1959年水準(zhǔn)成果精度，如果將眾多的認(rèn)為穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)作為已知點(diǎn)進(jìn)行平差，則它們的平差值與“七環(huán)平差”一致，說(shuō)明這眾多的認(rèn)為穩(wěn)定水準(zhǔn)點(diǎn)在復(fù)測(cè)后精度未受益。為了讓更多的水準(zhǔn)點(diǎn)通過(guò)復(fù)測(cè)，提高水準(zhǔn)成果的精度，已知點(diǎn)不能選得太多，但如果選得太少，由于資用成果存在系統(tǒng)誤差，兩期成果的差異將較大而不便于使用。
通過(guò)上述自由網(wǎng)的計(jì)算和分析，在YRCBM308的1956年黃海高程的自由網(wǎng)平差值與原成果的差值較小的點(diǎn)中，我們優(yōu)先考慮選取位于丘陵地區(qū)高程值較大的點(diǎn)作為吳淞高程起算點(diǎn)的候選點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上考慮到起算點(diǎn)的均勻分布等情況，經(jīng)過(guò)認(rèn)真篩選，確定以下9個(gè)點(diǎn)作為吳淞高程的起算點(diǎn)：寶塔河基巖點(diǎn)、Ⅱ朱埠6-1、YRCBM308、Ⅱ小浦42基、Ⅰ武漢基巖點(diǎn)、Ⅱ宜沙10、Ⅱ武九50、Ⅱ武小10基、Ⅱ銅蕪12.寶塔河基巖點(diǎn)在“長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)區(qū)二、三、四等水準(zhǔn)移測(cè)復(fù)建”項(xiàng)目中亦進(jìn)行了利用，并計(jì)算了吳淞高程成果。本次復(fù)測(cè)時(shí)利用Ⅱ朱埠6-1、Ⅱ宜沙10的吳淞高程對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，其較差僅為2mm.為了使長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)區(qū)和長(zhǎng)江中下游的吳淞成果保持一致，在計(jì)算長(zhǎng)江中下游水準(zhǔn)點(diǎn)的吳淞高程成果時(shí)將寶塔河基巖點(diǎn)作為吳淞系統(tǒng)的起算點(diǎn)之一。
可以看出，各點(diǎn)相對(duì)于YRCBM308在考慮測(cè)量誤差的基礎(chǔ)上，比較穩(wěn)定，可作為吳淞成果計(jì)算的起算點(diǎn)。
2.2.5 復(fù)測(cè)混合環(huán)線平差
通過(guò)以上分析，寶塔河基巖點(diǎn)、Ⅱ朱埠6-1、YRCBM308、Ⅱ小浦42基、Ⅰ武漢基巖點(diǎn)、Ⅱ宜沙10、Ⅱ武九50、Ⅱ武小10基、Ⅱ銅蕪12九點(diǎn)可作為長(zhǎng)江中下游干流吳淞高程成果的平差計(jì)算的起算點(diǎn)。平差后所得結(jié)果與原吳淞成果之差與用黃海成果所計(jì)算的新老成果的差基本一致，說(shuō)明本次計(jì)算所選的起算點(diǎn)基本穩(wěn)定，既保證了吳淞高程成果的連續(xù)一致性，又使眾多的水準(zhǔn)點(diǎn)在2002年的高精度測(cè)量中受益。
3 建議
高程控制是水利勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及工程建設(shè)的重要基礎(chǔ)，統(tǒng)一的高程系統(tǒng)和準(zhǔn)確的高程成果尤其對(duì)堤防建設(shè)、水情測(cè)報(bào)、防汛調(diào)度至關(guān)重要。從20世紀(jì)初開(kāi)始，長(zhǎng)江的水位觀測(cè)、防汛及其水利工程建設(shè)，其高程控制一直沿用吳淞高程。吳淞高程系統(tǒng)自1860年開(kāi)始設(shè)置以來(lái)，由于上海地區(qū)地面沉陷，曾幾易其基點(diǎn)，加之各部門、不同期所從事的水準(zhǔn)測(cè)量成果精度不一，致使各地區(qū)、各部門不同期的水準(zhǔn)成果之間存在較嚴(yán)重差異。為消除水準(zhǔn)成果之間的矛盾并統(tǒng)一高程系統(tǒng)，1956年長(zhǎng)江水利委員會(huì)對(duì)20世紀(jì)50年代在長(zhǎng)江中下游地區(qū)施測(cè)的精密水準(zhǔn)成果進(jìn)行了整體平差（因水準(zhǔn)網(wǎng)由7個(gè)環(huán)組成，這次平差又稱《七環(huán)平差》），平差時(shí)改以鎮(zhèn)江308′標(biāo)點(diǎn)為吳淞高程系統(tǒng)的新起算點(diǎn)，其平差成果被稱為“資用吳淞高程”，該成果一直使用至今，在長(zhǎng)江防洪、水利規(guī)劃、工程建設(shè)和工程管理中得到廣泛的應(yīng)用?！堕L(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果》（第五冊(cè)）自1973年出版至今已30余年，水準(zhǔn)點(diǎn)的毀點(diǎn)率達(dá)60%以上。1973年復(fù)測(cè)成果在經(jīng)過(guò)30a后，水準(zhǔn)點(diǎn)大都發(fā)生了不同程度的沉降，猶以江漢平原和江蘇省、上海市內(nèi)的水準(zhǔn)點(diǎn)下沉量大。由于大的毀點(diǎn)率和大的沉降，原《長(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果》（第一、二、三、四冊(cè)）中宜昌—上海段長(zhǎng)江南北兩岸的成果已不能滿足流域規(guī)劃和堤防建設(shè)的要求。
為此，長(zhǎng)江水利委員會(huì)于2002～2003年對(duì)長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)嚴(yán)格按《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)規(guī)范》實(shí)施，使用先進(jìn)的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀觀測(cè)，采用電子記錄，對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行了的整體平差，觀測(cè)精度和成果質(zhì)量符合國(guó)家二等水準(zhǔn)要求。
在進(jìn)行長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)的同時(shí)，開(kāi)展了《長(zhǎng)江中下游干流高程系統(tǒng)之間相互關(guān)系的分析與論證》的課題研究。研究發(fā)現(xiàn)《七環(huán)平差》成果存在以下問(wèn)題：
（1）《七環(huán)平差》采用鎮(zhèn)江308′水準(zhǔn)點(diǎn)的吳淞高程作為起算數(shù)據(jù)，用近期精密水準(zhǔn)資料核實(shí)，該起算高程的高程誤差為0.26m，也就是說(shuō)資用吳淞高程值和吳淞高程值（由佘山基點(diǎn)推算的高程）相差0.26m.
（2）資用吳淞高程成果與近期精密水準(zhǔn)測(cè)量成果比較，存在從下游向上游逐漸變化的系統(tǒng)誤差，致使資用吳淞高程與黃海高程的較差有由下游的1.90m（鎮(zhèn)江）到中游的1.74m（宜昌）的變化。
50a來(lái)資用吳淞高程成果的工程應(yīng)用證明，以上問(wèn)題不影響資用吳淞高程成果的應(yīng)用，因?yàn)榈?個(gè)問(wèn)題是由平差起算點(diǎn)不一引起，不會(huì)給《七環(huán)平差》中各水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差值帶來(lái)影響。一個(gè)水利工程的高程控制均使用資用吳淞高程成果，而不是既使用資用吳淞高程又使用其它名目的吳淞高程，以上第1個(gè)問(wèn)題就不會(huì)給水利工程帶來(lái)影響。第2個(gè)問(wèn)題是由水準(zhǔn)測(cè)量誤差產(chǎn)生的，只要每一個(gè)地區(qū)的資用吳淞高程與黃海高程的較差不經(jīng)常變化，也不會(huì)給使用帶來(lái)不便。
由于資用吳淞高程成果使用時(shí)間長(zhǎng)，是近50a來(lái)長(zhǎng)江中下游水位觀測(cè)的高程依據(jù)，也是防洪、堤防建設(shè)的高程依據(jù)；資用吳淞高程成果的使用范圍也很廣，長(zhǎng)江中下游的水利建設(shè)幾乎都是采用資用吳淞高程。為了保持資料的連續(xù)性以方便使用，長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)所提供的吳淞高程成果在精度允許范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能與資用吳淞高程成果相接近。如果僅考慮復(fù)測(cè)水準(zhǔn)成果平差采用與《七環(huán)平差》相同的高程起算點(diǎn)（鎮(zhèn)江308′），雖在起算點(diǎn)附近復(fù)測(cè)成果與資用吳淞高程成果相差甚微，但離起算點(diǎn)越遠(yuǎn)，由于測(cè)量誤差的積累，兩者之間的相差就越大，因此復(fù)測(cè)成果平差僅考慮采用鎮(zhèn)江308′作為高程起算點(diǎn)是不夠的，必須在《七環(huán)平差》網(wǎng)中有一組分布均勻、點(diǎn)位穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)作為復(fù)測(cè)成果平差的起算點(diǎn)，才能保證在長(zhǎng)江中下游干流范圍內(nèi)二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)所提供的吳淞高程成果與資用吳淞高程成果基本保持一致。
根據(jù)多期水準(zhǔn)觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析和水準(zhǔn)點(diǎn)所在地的地質(zhì)情況，已選擇了一組點(diǎn)位穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)（寶塔河基巖點(diǎn)、Ⅱ朱埠6-1、YRCBM308、Ⅱ小浦42基、Ⅰ武漢基巖點(diǎn)、Ⅱ宜沙10、Ⅱ武九50、Ⅱ武小10基、Ⅱ銅蕪12）作為長(zhǎng)江中下游干流二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)成果平差的高程起算點(diǎn)。顯然，所選用的這組起算水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)便成為資用吳淞高程（2000年）的基準(zhǔn)點(diǎn)，稱為“資用吳淞高程（2003年）基準(zhǔn)”，要求在今后的使用過(guò)程中能長(zhǎng)期保持點(diǎn)位穩(wěn)定不變，以便作為以后水準(zhǔn)網(wǎng)每期復(fù)測(cè)成果平差的高程起算點(diǎn)，這樣就可以保證資用吳淞高程成果長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和連續(xù)性，以方便使用。但這次選用的水準(zhǔn)起算點(diǎn)，其標(biāo)型多達(dá)不到水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的要求，因此有必要考慮設(shè)立長(zhǎng)江中下游吳淞高程基準(zhǔn)點(diǎn)，其做法是在每一個(gè)所選定的高程起算點(diǎn)附近重選兩個(gè)點(diǎn)作為副點(diǎn)并按水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的要求埋標(biāo)，有的還需要設(shè)保護(hù)設(shè)施（例如標(biāo)點(diǎn)保護(hù)房），待標(biāo)石穩(wěn)定后，再與附近的水準(zhǔn)起算點(diǎn)進(jìn)行連測(cè)，以求定其高程。
1 吳淞高程系統(tǒng)介紹
采用上海吳淞口驗(yàn)潮站1871～1900年實(shí)測(cè)的低潮位所確定的海面作為基準(zhǔn)面，所建立的高程系統(tǒng)稱為“吳淞高程系統(tǒng)”。
1.1 吳淞高程系統(tǒng)起源
鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)以后，1854年6月英、美、法駐滬公使、領(lǐng)事決定引進(jìn)外國(guó)勢(shì)力與征稅機(jī)關(guān)，組織了關(guān)稅管理委員會(huì)，由英、美、法三國(guó)領(lǐng)事與滬道締結(jié)關(guān)于上海海關(guān)之約九條……于是就有了外國(guó)人管理我國(guó)海關(guān)之先河。為了保證艦船安全通過(guò)吳淞內(nèi)沙淺灘，舊海關(guān)就在長(zhǎng)江口內(nèi)東距海濱40余千米處的吳淞口設(shè)立了驗(yàn)潮站（又稱測(cè)潮站），即吳淞口驗(yàn)潮站。
1871年或以前，舊海關(guān)（吳淞海關(guān)港務(wù)司署）設(shè)立吳淞零點(diǎn)水尺，供航行及測(cè)量之用，當(dāng)時(shí)名“信號(hào)站”；自1871年起即有潮汛資料供給浚浦局，經(jīng)長(zhǎng)期記載定出1871～1900年之間出現(xiàn)的低潮位為零點(diǎn)，當(dāng)時(shí)稱為“吳淞海關(guān)零點(diǎn)”簡(jiǎn)稱“吳淞零點(diǎn)”，是吳淞零點(diǎn)高程系統(tǒng)的起算依據(jù)。
約在1900年，在黃浦江口左岸附近的吳淞海關(guān)港務(wù)司署內(nèi)設(shè)立一個(gè)土中石質(zhì)水準(zhǔn)基點(diǎn)，測(cè)定石質(zhì)水準(zhǔn)基點(diǎn)的吳淞零點(diǎn)高程作為基準(zhǔn)。
1.2 吳淞高程系統(tǒng)基準(zhǔn)點(diǎn)的變遷
每一個(gè)高程系統(tǒng)均須有一水準(zhǔn)原點(diǎn)，并依據(jù)基準(zhǔn)面決定水準(zhǔn)原點(diǎn)高程，以作為高程控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，為與國(guó)家高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)原點(diǎn)相區(qū)別，吳淞高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)原點(diǎn)改稱為基準(zhǔn)點(diǎn)（基點(diǎn)）。基準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位須穩(wěn)定，標(biāo)志要能長(zhǎng)期保存。由于上海地區(qū)地面沉陷，致使吳淞高程系統(tǒng)幾易基點(diǎn)，了解基點(diǎn)的變遷，對(duì)正確使用吳淞高程系統(tǒng)的高程資料是很有裨益的。
1.2.1 張華浜基點(diǎn)的設(shè)置
1921年浚浦局在距海關(guān)吳淞信號(hào)站基準(zhǔn)標(biāo)石不到300m處，打入一根7.32m長(zhǎng)的鋼筋混凝土樁，樁頂嵌有銅頭，地面筑成陰井，加水泥蓋板。測(cè)得高程為吳淞零點(diǎn)5.1054m.該點(diǎn)稱之為“張華浜基點(diǎn)”。
由于該點(diǎn)距離長(zhǎng)江江岸較近，1922年揚(yáng)子江技術(shù)委員會(huì)就從此點(diǎn)出發(fā)，引測(cè)而上直至宜昌，測(cè)程近1800km，成為長(zhǎng)江流域普遍使用的吳淞高程系統(tǒng)。這個(gè)“基點(diǎn)”一直使用到20世紀(jì)50年代初期。由于確定該點(diǎn)已隨上海陸地沉降而發(fā)生嚴(yán)重沉陷，因此失去作為水準(zhǔn)“基點(diǎn)”的作用。
1.2.2 佘山基點(diǎn)的設(shè)測(cè)
1922年6月，浚浦局在長(zhǎng)江三角洲沖積平原外，離吳淞約60km的松江縣西北面的佘山半坡天主教堂右側(cè)天然巖石石壁上，用水泥鑲嵌一個(gè)直徑76.2mm、長(zhǎng)約254mm的銅棒（露出端部分為圓球狀），作為永久性的吳淞水準(zhǔn)基點(diǎn)，其上附設(shè)有銅牌，刻有“浚浦局佘山水準(zhǔn)基點(diǎn)”文字，其頂部高程為吳淞零點(diǎn)上46.0647m.
該點(diǎn)較為穩(wěn)固可靠，一向被視為吳淞水準(zhǔn)原點(diǎn)，只因距長(zhǎng)江較遠(yuǎn)，引測(cè)不便，故長(zhǎng)江流域很少引用此點(diǎn)高程。
1.2.3 鎮(zhèn)江308′標(biāo)點(diǎn)的設(shè)測(cè)
長(zhǎng)江流域的吳淞高程，都是以1922～1926年前揚(yáng)子江技術(shù)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱揚(yáng)委會(huì)）所測(cè)的吳淞—宜昌精密水準(zhǔn)高程（由張華浜基點(diǎn)引測(cè)）為基礎(chǔ)，然后用普通干線水準(zhǔn)向干、支流單線傳遞，由于輾轉(zhuǎn)施測(cè)推算，加之觀測(cè)質(zhì)量較差，又加上標(biāo)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)間過(guò)久，標(biāo)石難免有不同程度的變動(dòng)。解放初期，由于歷史條件的限制，長(zhǎng)江流域各地區(qū)所測(cè)的地形圖及各水文站基點(diǎn)等高程都是引測(cè)附近各水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)的舊吳淞高程作為依據(jù)。而區(qū)域性高程，都存在不同程度的誤差，因之相互連接發(fā)生了矛盾，需要有一個(gè)較正確的統(tǒng)一高程系統(tǒng)。
1951～1955年，長(zhǎng)江水利委員會(huì)（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)委會(huì)）先后完成了長(zhǎng)江干線（吳淞—宜賓）及漢江、嘉陵江、岷江等主要干、支流的精密水準(zhǔn)測(cè)量工作，具備了進(jìn)行長(zhǎng)江流域的吳淞高程水準(zhǔn)網(wǎng)統(tǒng)一平差計(jì)算條件。
由于全國(guó)統(tǒng)一高程系統(tǒng)尚未建立，因此需要有一個(gè)較穩(wěn)定的原揚(yáng)委會(huì)埋設(shè)的精密水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)高程，作為暫時(shí)統(tǒng)一的吳淞高程系統(tǒng)的起算基點(diǎn)。
張華浜基點(diǎn)沉陷不能使用；佘山基點(diǎn)雖較穩(wěn)定，但距長(zhǎng)江又遠(yuǎn)，引測(cè)不便；為了盡可能減少1922～1926年揚(yáng)委會(huì)所測(cè)高程誤差的累積，曾在下游地區(qū)另選一個(gè)高程起算基點(diǎn)，經(jīng)與其他水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)相互比較，其穩(wěn)定性皆次于鎮(zhèn)江308′，通過(guò)分析討論，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)部門批準(zhǔn)，確定相對(duì)穩(wěn)定的鎮(zhèn)江308′標(biāo)點(diǎn)的校測(cè)高程9.391m，作為長(zhǎng)江流域暫時(shí)統(tǒng)一的吳淞零點(diǎn)高程的起算基點(diǎn)。
1.3 資用吳淞高程與“七環(huán)”平差
1951～1955年，長(zhǎng)江干流自吳淞至宜賓及漢江、嘉陵江、岷江、洞庭湖流域等處已先后施測(cè)了精密水準(zhǔn)路線；同時(shí)下游江陰、鎮(zhèn)江、蕪湖、彭郎磯、武漢、城陵磯、沙市、宜昌等8處進(jìn)行了跨河水準(zhǔn)測(cè)量，連接長(zhǎng)江左、右兩岸水準(zhǔn)路線，組成了7個(gè)簡(jiǎn)單鎖鏈形的水準(zhǔn)網(wǎng)。
經(jīng)過(guò)“七環(huán)”平差，江陰—宜昌長(zhǎng)江兩岸水準(zhǔn)高程有了可靠的聯(lián)系，以鎮(zhèn)江308′作為新的起算基點(diǎn)，并按原揚(yáng)委會(huì)所校測(cè)的高程9.391m推算長(zhǎng)江流域新的吳淞高程。為了區(qū)別于過(guò)去的吳淞系統(tǒng)，提供以資暫時(shí)使用的高程，又稱為資用吳淞高程。根據(jù)歷史資料的記載，資用吳淞高程與“七環(huán)”平差前的吳淞高程，不同的區(qū)域存在不同的改正，改正范圍在0.06～0.43m之間。
現(xiàn)在我們使用的吳淞高程，就是“七環(huán)”平差后的吳淞高程，亦即是長(zhǎng)江委1959、1973年正式出版的《長(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果表》（一、二、三、四、五冊(cè)）中的吳淞高程，自此，長(zhǎng)江流域吳淞高程系統(tǒng)開(kāi)始統(tǒng)一。
1.4 凍結(jié)吳淞高程
1950年前，長(zhǎng)江流域各水文站沿用的水準(zhǔn)點(diǎn)引據(jù)的基面較為復(fù)雜，有吳淞、海防、山河堰、坎門、趕水及假定等多種基面。1950年后，陸續(xù)建立的新水文站引用舊吳淞、海防、舊黃海和長(zhǎng)委會(huì)接測(cè)吳淞“七環(huán)”平差前、后高程，以及假定基面等。但由于各水文站水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)設(shè)來(lái)源不一，系統(tǒng)較多，雖均稱吳淞基面，其絕對(duì)高程仍有一定誤差。為了保證本站水位連續(xù)性，根據(jù)水利部規(guī)定：從刊布1956年資料起，各測(cè)站水準(zhǔn)點(diǎn)原用的基面高程凍結(jié)不變，新建站凍結(jié)在開(kāi)始引用基面高程上。由于各水文站基面凍結(jié)的時(shí)間不同和引據(jù)高程系統(tǒng)的不同，使得各水文基面是一些各自獨(dú)立的，相互之間沒(méi)有邏輯關(guān)系的離散點(diǎn)（下游點(diǎn)的高程可能比上游的高），因此“凍結(jié)吳淞高程”僅為“吳淞高程系統(tǒng)”的高程點(diǎn)，并不是高程系統(tǒng)。隨著“吳淞高程系統(tǒng)”和國(guó)家法定的高程系統(tǒng)的變遷，水文測(cè)量高程控制系統(tǒng)的內(nèi)涵也隨之變化。
1.5 吳淞高程（資用）與1956年黃海高程的轉(zhuǎn)換
長(zhǎng)辦于1959年正式出版的《長(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果表》（一～四冊(cè)）中的“吳淞高程”與“1959年平差值”所采用的觀測(cè)成果基本相同，但由于平差計(jì)算的環(huán)線區(qū)域大小與采用的權(quán)數(shù)不同（“七環(huán)”平差，用的是距離倒數(shù)1/L為權(quán)，東南部平差用的是中誤差平方倒數(shù)1/m2 為權(quán)），因之計(jì)算各路線的改正值不同，高程差之差亦不同，所以不能用一個(gè)地區(qū)的差數(shù)，來(lái)改正另一個(gè)地區(qū)的高程。也就是說(shuō)，不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的常差或用簡(jiǎn)單的公式來(lái)?yè)Q算。上述“吳淞高程”與“1959年平差值”的差值雖然不是一個(gè)常數(shù)，但卻有一些規(guī)律可遵循，如長(zhǎng)江干流從吳淞起，沿江而上其差值逐漸減少。各支流亦有類似的規(guī)律。
不同時(shí)期的平差值，同一地區(qū)兩系統(tǒng)的差值亦不相同。這是因?yàn)椋翰煌瑫r(shí)期由于觀測(cè)儀器、觀測(cè)精度等諸多因素的不同，因此觀測(cè)高差不同；還由于平差計(jì)算路線不同，高差的改正數(shù)也不相同；因此在轉(zhuǎn)換時(shí)，要注意資料的分析，科學(xué)的利用。
2 資用吳淞高程（2003）基準(zhǔn)
2.1 2002年長(zhǎng)江中下游干流高程控制測(cè)量簡(jiǎn)介
1998年，長(zhǎng)江流域發(fā)生特大洪水，國(guó)家投入了大量的資金用于大江大河的治理。作為堤防建設(shè)必須的高程基準(zhǔn)存在如下兩個(gè)方面的問(wèn)題：一方面，由于長(zhǎng)江中下游大部分水準(zhǔn)點(diǎn)在1973年以前測(cè)量后，近30a未復(fù)測(cè)。水準(zhǔn)點(diǎn)均存在著較大的沉降。為了檢驗(yàn)堤防工程建設(shè)是否滿足設(shè)計(jì)要求，需有統(tǒng)一準(zhǔn)確的高程基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行衡量。另一方面，沿江各省市均應(yīng)按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署的堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行堤防建設(shè)。因此沿江需有統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)，以便在堤防建設(shè)竣工驗(yàn)收時(shí)有統(tǒng)一的核定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，長(zhǎng)江水利委員會(huì)綜合勘測(cè)局于2002年4月至2003年5月進(jìn)行了長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)的復(fù)測(cè)重建工作。測(cè)區(qū)范圍為宜昌至上海段的長(zhǎng)江南北兩岸，組成15條二等水準(zhǔn)測(cè)線，共4107.3km.接測(cè)具有1985國(guó)家高程基準(zhǔn)成果的國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)16個(gè)，起算點(diǎn)均進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)情況滿足規(guī)范要求；外業(yè)選點(diǎn)、埋標(biāo)、觀測(cè)均嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)范及作業(yè)規(guī)程執(zhí)行，往返測(cè)高差不符值優(yōu)良率為87%，其余13%的測(cè)段均在規(guī)范要求的限差之內(nèi)；每千米水準(zhǔn)測(cè)量偶然中誤差大為±0.62mm.中二等水準(zhǔn)每千米水準(zhǔn)高差中數(shù)的偶然中誤差為±0.43mm，滿足規(guī)范±1.0mm的要求；符合路線符合差均小于限差要求。說(shuō)明本次觀測(cè)外業(yè)質(zhì)量?jī)?yōu)良，成果質(zhì)量可靠。該項(xiàng)目通過(guò)嚴(yán)密平差計(jì)算，需要計(jì)算水準(zhǔn)路線所有水準(zhǔn)標(biāo)石的1956年黃海高程成果以及1985國(guó)家高程基準(zhǔn)成果。
本項(xiàng)目為了對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選點(diǎn)埋標(biāo)時(shí)，利用紅本第一～四冊(cè)中舊水準(zhǔn)標(biāo)石192座，還聯(lián)測(cè)了大量的水文基點(diǎn)。
2.2 吳淞高程成果的計(jì)算
吳淞高程在長(zhǎng)江流域防汛、水位觀測(cè)、堤防建設(shè)、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中有著廣泛的運(yùn)用，為了滿足不同的需要，需要計(jì)算一套吳淞高程成果。
2.2.1 構(gòu)成水準(zhǔn)環(huán)線
復(fù)測(cè)成果的吳淞高程部分，因無(wú)一等吳淞高程成果，為進(jìn)行平差處理，利用一等水準(zhǔn)黃海高程成果的高差值，賦予兩倍于復(fù)測(cè)觀測(cè)值的權(quán)，和復(fù)測(cè)高差值一并組成水準(zhǔn)環(huán)線進(jìn)行平差。如圖1所示。該環(huán)線因?yàn)槠讲钚枰鴺?gòu)成，稱為復(fù)測(cè)混合環(huán)線。
2.2.2 自由網(wǎng)平差
1959年長(zhǎng)江水利委員會(huì)進(jìn)行“七環(huán)平差”時(shí)，是采用鎮(zhèn)江YRCBM308′的吳淞高程為高程網(wǎng)的起算點(diǎn)。由于本次復(fù)測(cè)時(shí)，YRCBM308′已遭破壞，其明標(biāo)YRCBM308尚存，因此我們采用鎮(zhèn)江YRCBM308的吳淞高程值為平差起算高程值，對(duì)復(fù)測(cè)混合環(huán)線進(jìn)行平差。平差成果與七環(huán)平差的資用吳淞成果比較，其互差值離YRCBM308越遠(yuǎn)就越大。說(shuō)明原吳淞高程成果中有明顯的系統(tǒng)誤差，其系統(tǒng)誤差是來(lái)源于資用吳淞成果還是2002～2003年水準(zhǔn)復(fù)測(cè)成果？為此，我們以YRCBM308的1956年黃海高程值作為起算數(shù)據(jù)，進(jìn)行了自由網(wǎng)平差，得出2002年復(fù)測(cè)成果的1956年黃海高程成果，并與1959年平差成果比較。
經(jīng)比較分析發(fā)現(xiàn)，資用吳淞高程成果存在明顯的系統(tǒng)誤差。如果采用一個(gè)點(diǎn)（鎮(zhèn)江YRCBM308）為起算數(shù)據(jù)，其平差成果與資用吳淞高程成果存在較大的差異，這就給用戶帶來(lái)干擾和不便。為了使用方便，和保持資料的連續(xù)性，給出一個(gè)數(shù)據(jù)處理原則：即水準(zhǔn)點(diǎn)位穩(wěn)定，則吳淞高程值應(yīng)基本保持不變，即使有差別，其差值也在二等水準(zhǔn)觀測(cè)誤差的允許范圍內(nèi)。要達(dá)到其目的，就必須尋找穩(wěn)定水準(zhǔn)點(diǎn)作為吳淞高程值計(jì)算的起算點(diǎn)。
2.2.3 水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定分析
在上述以YRCBM308的1956黃海高程成果為起算數(shù)據(jù)的自由網(wǎng)平差結(jié)果與1959年版的1956年黃海高程值的差，從理論上講為參照YRCBM308的沉降量，對(duì)192個(gè)老點(diǎn)的沉降量的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1.
2.2.4 資用吳淞高程（2003年）基準(zhǔn)的建立
2002～2003年水準(zhǔn)復(fù)測(cè)精度顯然要高于1959年水準(zhǔn)成果精度，如果將眾多的認(rèn)為穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)作為已知點(diǎn)進(jìn)行平差，則它們的平差值與“七環(huán)平差”一致，說(shuō)明這眾多的認(rèn)為穩(wěn)定水準(zhǔn)點(diǎn)在復(fù)測(cè)后精度未受益。為了讓更多的水準(zhǔn)點(diǎn)通過(guò)復(fù)測(cè)，提高水準(zhǔn)成果的精度，已知點(diǎn)不能選得太多，但如果選得太少，由于資用成果存在系統(tǒng)誤差，兩期成果的差異將較大而不便于使用。
通過(guò)上述自由網(wǎng)的計(jì)算和分析，在YRCBM308的1956年黃海高程的自由網(wǎng)平差值與原成果的差值較小的點(diǎn)中，我們優(yōu)先考慮選取位于丘陵地區(qū)高程值較大的點(diǎn)作為吳淞高程起算點(diǎn)的候選點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上考慮到起算點(diǎn)的均勻分布等情況，經(jīng)過(guò)認(rèn)真篩選，確定以下9個(gè)點(diǎn)作為吳淞高程的起算點(diǎn)：寶塔河基巖點(diǎn)、Ⅱ朱埠6-1、YRCBM308、Ⅱ小浦42基、Ⅰ武漢基巖點(diǎn)、Ⅱ宜沙10、Ⅱ武九50、Ⅱ武小10基、Ⅱ銅蕪12.寶塔河基巖點(diǎn)在“長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)區(qū)二、三、四等水準(zhǔn)移測(cè)復(fù)建”項(xiàng)目中亦進(jìn)行了利用，并計(jì)算了吳淞高程成果。本次復(fù)測(cè)時(shí)利用Ⅱ朱埠6-1、Ⅱ宜沙10的吳淞高程對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，其較差僅為2mm.為了使長(zhǎng)江三峽工程庫(kù)區(qū)和長(zhǎng)江中下游的吳淞成果保持一致，在計(jì)算長(zhǎng)江中下游水準(zhǔn)點(diǎn)的吳淞高程成果時(shí)將寶塔河基巖點(diǎn)作為吳淞系統(tǒng)的起算點(diǎn)之一。
可以看出，各點(diǎn)相對(duì)于YRCBM308在考慮測(cè)量誤差的基礎(chǔ)上，比較穩(wěn)定，可作為吳淞成果計(jì)算的起算點(diǎn)。
2.2.5 復(fù)測(cè)混合環(huán)線平差
通過(guò)以上分析，寶塔河基巖點(diǎn)、Ⅱ朱埠6-1、YRCBM308、Ⅱ小浦42基、Ⅰ武漢基巖點(diǎn)、Ⅱ宜沙10、Ⅱ武九50、Ⅱ武小10基、Ⅱ銅蕪12九點(diǎn)可作為長(zhǎng)江中下游干流吳淞高程成果的平差計(jì)算的起算點(diǎn)。平差后所得結(jié)果與原吳淞成果之差與用黃海成果所計(jì)算的新老成果的差基本一致，說(shuō)明本次計(jì)算所選的起算點(diǎn)基本穩(wěn)定，既保證了吳淞高程成果的連續(xù)一致性，又使眾多的水準(zhǔn)點(diǎn)在2002年的高精度測(cè)量中受益。
3 建議
高程控制是水利勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及工程建設(shè)的重要基礎(chǔ)，統(tǒng)一的高程系統(tǒng)和準(zhǔn)確的高程成果尤其對(duì)堤防建設(shè)、水情測(cè)報(bào)、防汛調(diào)度至關(guān)重要。從20世紀(jì)初開(kāi)始，長(zhǎng)江的水位觀測(cè)、防汛及其水利工程建設(shè)，其高程控制一直沿用吳淞高程。吳淞高程系統(tǒng)自1860年開(kāi)始設(shè)置以來(lái)，由于上海地區(qū)地面沉陷，曾幾易其基點(diǎn)，加之各部門、不同期所從事的水準(zhǔn)測(cè)量成果精度不一，致使各地區(qū)、各部門不同期的水準(zhǔn)成果之間存在較嚴(yán)重差異。為消除水準(zhǔn)成果之間的矛盾并統(tǒng)一高程系統(tǒng)，1956年長(zhǎng)江水利委員會(huì)對(duì)20世紀(jì)50年代在長(zhǎng)江中下游地區(qū)施測(cè)的精密水準(zhǔn)成果進(jìn)行了整體平差（因水準(zhǔn)網(wǎng)由7個(gè)環(huán)組成，這次平差又稱《七環(huán)平差》），平差時(shí)改以鎮(zhèn)江308′標(biāo)點(diǎn)為吳淞高程系統(tǒng)的新起算點(diǎn)，其平差成果被稱為“資用吳淞高程”，該成果一直使用至今，在長(zhǎng)江防洪、水利規(guī)劃、工程建設(shè)和工程管理中得到廣泛的應(yīng)用?！堕L(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果》（第五冊(cè)）自1973年出版至今已30余年，水準(zhǔn)點(diǎn)的毀點(diǎn)率達(dá)60%以上。1973年復(fù)測(cè)成果在經(jīng)過(guò)30a后，水準(zhǔn)點(diǎn)大都發(fā)生了不同程度的沉降，猶以江漢平原和江蘇省、上海市內(nèi)的水準(zhǔn)點(diǎn)下沉量大。由于大的毀點(diǎn)率和大的沉降，原《長(zhǎng)江流域二、三、四等水準(zhǔn)成果》（第一、二、三、四冊(cè)）中宜昌—上海段長(zhǎng)江南北兩岸的成果已不能滿足流域規(guī)劃和堤防建設(shè)的要求。
為此，長(zhǎng)江水利委員會(huì)于2002～2003年對(duì)長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)嚴(yán)格按《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)規(guī)范》實(shí)施，使用先進(jìn)的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀觀測(cè)，采用電子記錄，對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行了的整體平差，觀測(cè)精度和成果質(zhì)量符合國(guó)家二等水準(zhǔn)要求。
在進(jìn)行長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)的同時(shí)，開(kāi)展了《長(zhǎng)江中下游干流高程系統(tǒng)之間相互關(guān)系的分析與論證》的課題研究。研究發(fā)現(xiàn)《七環(huán)平差》成果存在以下問(wèn)題：
（1）《七環(huán)平差》采用鎮(zhèn)江308′水準(zhǔn)點(diǎn)的吳淞高程作為起算數(shù)據(jù)，用近期精密水準(zhǔn)資料核實(shí)，該起算高程的高程誤差為0.26m，也就是說(shuō)資用吳淞高程值和吳淞高程值（由佘山基點(diǎn)推算的高程）相差0.26m.
（2）資用吳淞高程成果與近期精密水準(zhǔn)測(cè)量成果比較，存在從下游向上游逐漸變化的系統(tǒng)誤差，致使資用吳淞高程與黃海高程的較差有由下游的1.90m（鎮(zhèn)江）到中游的1.74m（宜昌）的變化。
50a來(lái)資用吳淞高程成果的工程應(yīng)用證明，以上問(wèn)題不影響資用吳淞高程成果的應(yīng)用，因?yàn)榈?個(gè)問(wèn)題是由平差起算點(diǎn)不一引起，不會(huì)給《七環(huán)平差》中各水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差值帶來(lái)影響。一個(gè)水利工程的高程控制均使用資用吳淞高程成果，而不是既使用資用吳淞高程又使用其它名目的吳淞高程，以上第1個(gè)問(wèn)題就不會(huì)給水利工程帶來(lái)影響。第2個(gè)問(wèn)題是由水準(zhǔn)測(cè)量誤差產(chǎn)生的，只要每一個(gè)地區(qū)的資用吳淞高程與黃海高程的較差不經(jīng)常變化，也不會(huì)給使用帶來(lái)不便。
由于資用吳淞高程成果使用時(shí)間長(zhǎng)，是近50a來(lái)長(zhǎng)江中下游水位觀測(cè)的高程依據(jù)，也是防洪、堤防建設(shè)的高程依據(jù)；資用吳淞高程成果的使用范圍也很廣，長(zhǎng)江中下游的水利建設(shè)幾乎都是采用資用吳淞高程。為了保持資料的連續(xù)性以方便使用，長(zhǎng)江中下游二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)所提供的吳淞高程成果在精度允許范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能與資用吳淞高程成果相接近。如果僅考慮復(fù)測(cè)水準(zhǔn)成果平差采用與《七環(huán)平差》相同的高程起算點(diǎn)（鎮(zhèn)江308′），雖在起算點(diǎn)附近復(fù)測(cè)成果與資用吳淞高程成果相差甚微，但離起算點(diǎn)越遠(yuǎn)，由于測(cè)量誤差的積累，兩者之間的相差就越大，因此復(fù)測(cè)成果平差僅考慮采用鎮(zhèn)江308′作為高程起算點(diǎn)是不夠的，必須在《七環(huán)平差》網(wǎng)中有一組分布均勻、點(diǎn)位穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)作為復(fù)測(cè)成果平差的起算點(diǎn)，才能保證在長(zhǎng)江中下游干流范圍內(nèi)二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)所提供的吳淞高程成果與資用吳淞高程成果基本保持一致。
根據(jù)多期水準(zhǔn)觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析和水準(zhǔn)點(diǎn)所在地的地質(zhì)情況，已選擇了一組點(diǎn)位穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)（寶塔河基巖點(diǎn)、Ⅱ朱埠6-1、YRCBM308、Ⅱ小浦42基、Ⅰ武漢基巖點(diǎn)、Ⅱ宜沙10、Ⅱ武九50、Ⅱ武小10基、Ⅱ銅蕪12）作為長(zhǎng)江中下游干流二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)成果平差的高程起算點(diǎn)。顯然，所選用的這組起算水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)便成為資用吳淞高程（2000年）的基準(zhǔn)點(diǎn)，稱為“資用吳淞高程（2003年）基準(zhǔn)”，要求在今后的使用過(guò)程中能長(zhǎng)期保持點(diǎn)位穩(wěn)定不變，以便作為以后水準(zhǔn)網(wǎng)每期復(fù)測(cè)成果平差的高程起算點(diǎn)，這樣就可以保證資用吳淞高程成果長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和連續(xù)性，以方便使用。但這次選用的水準(zhǔn)起算點(diǎn)，其標(biāo)型多達(dá)不到水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的要求，因此有必要考慮設(shè)立長(zhǎng)江中下游吳淞高程基準(zhǔn)點(diǎn)，其做法是在每一個(gè)所選定的高程起算點(diǎn)附近重選兩個(gè)點(diǎn)作為副點(diǎn)并按水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的要求埋標(biāo)，有的還需要設(shè)保護(hù)設(shè)施（例如標(biāo)點(diǎn)保護(hù)房），待標(biāo)石穩(wěn)定后，再與附近的水準(zhǔn)起算點(diǎn)進(jìn)行連測(cè)，以求定其高程。