工程測量規(guī)范GB50026-2007(高程控制)

1、.工程測量規(guī)范GB50026-2007條文說明-高程控制測量41 一般規(guī)定411 高程控制測量精度等級的劃分，仍然沿用93規(guī)范的等級系列。 對于電磁波測距三角高程測量適用的精度等級，93規(guī)范是按四等設(shè)計的，但未明確表述它的地位。本次修訂予以確定。 本次修訂初步引入 GPS擬合高程測量的概念和方法，現(xiàn)說明如下： 1 從上世紀 90年代以來，GPS擬合高程測量的理論、方法和應(yīng)用均有很大的進展。 2 從工程測量的角度看，GPS高程測量應(yīng)用的方法仍然比較單一，僅局限在擬合的方法上，實質(zhì)上是 GPS平面控制測量的一個副產(chǎn)品。就其方法本身而言，可歸納為插值和擬合兩類，但本次修訂不嚴格區(qū)分它的數(shù)學(xué)含義，統(tǒng)稱

2、為“GPS擬合高程測量”。 3 從統(tǒng)計資料看(表9)，GPS擬合高程測量所達到的精度有高有低，不盡相同，本次修訂將其定位在五等精度，比較適中安全。 412 區(qū)域高程控制測量首級網(wǎng)等級的確定，一般根據(jù)工程規(guī)?；蚩刂泼娣e、測圖比例尺或用途及高程網(wǎng)的布設(shè)層次等因素綜合考慮，本規(guī)范不作具體規(guī)定。 本次修訂雖然在411條明確了電磁波測距三角高程測量和 GPS擬合高程測量的地位，但在應(yīng)用上還應(yīng)注意： 1 四等電磁波測距三角高程網(wǎng)應(yīng)由三等水準點起算(見條文 432條注釋)。 2 GPS擬合高程測量是基于區(qū)域水準測量成果，因此，其不能用于首級高程控制。 413 根據(jù)國測1987365號文規(guī)定采用“1985國家

3、高程基準”，其高程起算點是位于青島的“中華人民共和國水準原點”，高程值為722604m。1956年黃海平均海水面及相應(yīng)的水準原點高程值為72289m，兩系統(tǒng)相差-00286m。對于一般地形測圖來說可采用該差值直接換算。但對于高程控制測量，由于兩種系統(tǒng)的差值并不是均勻的，其受施測路線所經(jīng)過地區(qū)的重力、氣候、路線長度、儀器及測量誤差等不同因素的影響，須進行具體聯(lián)測確定差值。 本條“高程系統(tǒng)”的含義不是大地測量中正常高系統(tǒng)、正高系統(tǒng)等意思。 假定高程系統(tǒng)宜慎用。 414 高程控制點數(shù)量及間距的規(guī)定，是根據(jù)歷年來工程測量部門的實踐經(jīng)驗總結(jié)出來的，便于使用且經(jīng)濟合理。 42 水準測量421 關(guān)于水準測量

4、的主要技術(shù)要求： 1 本規(guī)范水準測量采用每千米高差全中誤差的精度系列與現(xiàn)行國家標準國家一、二等水準測量規(guī)范GB 12897和國家三、四等水準測量規(guī)范GB 12898相同。雖然這一系列對程測量來講并不一定恰當適宜，但從水準測量基本精度指標的協(xié)調(diào)統(tǒng)一出發(fā)，本規(guī)范未予變動。五等水準是因工程需要而對水準測量精度系列的補充，其每千米高差全中誤差仍沿用93規(guī)范的指標。2 本條所規(guī)定的附合水準路線長度，在按級布設(shè)時，其最低等級的最弱點高程中誤差為 3cm左右(已考慮起始數(shù)據(jù)誤差影響)。 3 本條中的附合或環(huán)線四等水準測量，工測部門都采用單程一次測量。實踐證明是能達到規(guī)定精度的；因為四等水準與三等水準使用的儀

5、器、視線長度、操作方法等基本相同，只有單程和往返的區(qū)別；按此估算，四等水準單程觀測是能達到規(guī)定精度指標的。 4 關(guān)于山地水準測量的限差。 在山地進行三、四等水準測量時，由于受客觀條件的限制，其往返較差、附合或環(huán)線閉合差的限值可適當放寬，分別為15L和25 L。但實測中，其限差常以測站數(shù) n來衡量，為此將上述限差轉(zhuǎn)換為每站中誤差的限差，通常每千米按 16站計算，即 5 結(jié)點間或高級點間的路線長度，是基于以下兩種圖形進行推論的。 圖 2中，“”表示高級點，“”表示最弱點(由于圖形的對稱性，圖中未標出全部最弱點)。 推論可知：附合水準路線的最弱點在路線的中部，結(jié)點網(wǎng)的最弱點位于每個環(huán)節(jié)的 34處。欲

6、使兩種圖形最弱點的高程中誤差相等，結(jié)點網(wǎng)的各環(huán)節(jié)長度應(yīng)為單一附合水準路線長度的23倍。 故本規(guī)范表421的注1中，采用07倍的指標。 422 關(guān)于水準測量所使用的儀器及水準尺： 1本次修訂補充了，三等水準測量所使用補償式自動安平水準儀的補償誤差 不應(yīng)超過05，數(shù)字水準儀條形碼尺米間隔平均長與名義長之差，不應(yīng)超過010mm的要求。 2 對于水準儀的視準軸與水準管軸的夾角i，水準尺的米間隔平均長與名義長之差的限值，仍采用93規(guī)范的指標。 以上兩款中的相關(guān)檢驗指標是根據(jù)多年來實踐經(jīng)驗得出的，也與儀器的等級相適應(yīng)，同時也是作業(yè)中應(yīng)當滿足的。 424 水準觀測的主要技術(shù)指標，是基于不同型號的水準儀和不同

7、類型的水準尺，按水準觀測的誤差理論進行分析推算，并結(jié)合歷年來工程測量單位的實踐經(jīng)驗，補充、調(diào)整而成的。 規(guī)范修訂將數(shù)字水準儀歸類于相應(yīng)等級的光學(xué)水準儀中，并按相應(yīng)等級的要求作業(yè)。 426 由于交通、水利等國家基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，跨河水準在工程測量中的應(yīng)用越來越多，故本次修訂增加跨河水準測量內(nèi)容?？绾铀疁蕼y量的主要技術(shù)要求，是根據(jù)我國航務(wù)測量部門長期的經(jīng)驗總結(jié)制定的。對于工程測量單位較少涉及的大型跨越項目(跨越距離400m)，其技術(shù)要求，可參考相關(guān)國家標準或行業(yè)標準執(zhí)行。必要時，在滿足工程精度要求的前提下，也可單獨制定跨河水準測量方案。 427 關(guān)于水準測量數(shù)據(jù)處理的精度評定公式： 水準測量的精

8、度評定，通常采用(42)、(43)兩個公式計算。(42)式是利用測段的往返高差不符值來推求水準觀測中誤差，主要反映了測段間偶然誤差的影響，因此稱為水準測量每千米高差的偶然中誤差。 (43)式是利用環(huán)線的閉合差來推求水準觀測中誤差，反映了偶然誤差和系統(tǒng)誤差的綜合影響，因此稱為水準測量每千米高差的全中誤差。 43 電磁波測距三角高程測量432 電磁波測距三角高程測量的主要技術(shù)要求： 1 直返覘觀測每千米高差中誤差。 1)直返覘觀測每千米高差中誤差的計算公式為：2)各項誤差估算： 測距誤差：m S對高差的影響與垂直角的大小有關(guān)，一般中、短程電磁波測距儀器的測距精度mS，為 5+5ppmD，由于測距精

9、度高，因此它對高差精度的影響很小。 測角誤差：垂直角觀測誤差 m 0對高差的影響隨邊長 S的增加而增大，這一影響比測邊誤差的影響要大得多。為了削減其影響，主要從兩方面考慮，一是控制邊長不要太長，本規(guī)范規(guī)定不要超過lkm。二是增加垂直角的測回數(shù)，提高測角精度。 測角誤差估算如下： 根據(jù)本規(guī)范433條中指標差較差和垂直角較差的規(guī)定限差，即，四等為7，五等為10。則相應(yīng)的 m半測回值，四等為35，五等為5。四等 3測回觀測的測角中誤差為143，五等 2測回觀測的測角中誤差為25。該推算結(jié)果和 1985年在廣東珠海地區(qū)的實驗結(jié)果是吻合的，多年來的工程實踐證明，也是容易達到的。 這里需要提出的是，2級全

10、站儀和電子經(jīng)緯儀的垂直角觀測精度通常為2，2級光學(xué)經(jīng)緯儀的垂直角觀測精度相對較低，且不同廠家的儀器差別較大，所以，當采用2級光學(xué)經(jīng)緯儀進行垂直角測量時，應(yīng)根據(jù)儀器的垂直角檢測精度適當增加測回數(shù)，以 36測回為宜。 大氣折光影響的誤差：垂直角采用對向觀測，而且又在盡量短的時間內(nèi)進行，大氣折光系數(shù)的變化是較小的，因此，即刻進行的對向觀測可以很好地抵消大氣折光的影響。但實際上，無論采取何種措施，大氣折光系數(shù)不可能完全一樣，直覘和返覘時的 K值總會有一定差值，所以，對向觀測時 mk應(yīng)是直返覘大氣折光系數(shù) K值之差的影響。 根據(jù)在河南信陽市郊區(qū)平坦地的電磁波測距三角高程測量試驗研究資料，計算出1h、05

11、h、15min折光系數(shù)變化的影響如表 6所示。儀器和覘標的量高誤差：作業(yè)時儀器高和覘標高各量兩次并精確至lmm，其中誤差按12mm計。 顧及以上四種主要誤差的影響，即測距中誤差取5+5ppmD；垂直角觀測中誤差，四等取 2，五等取 3；折光系數(shù)按 1h變化估計；儀器和覘標的量高中誤差取2mm，可推算出電磁波測距三角高程對向觀測的每千米高差中誤差(見表7)。 從表 7驗算可看出，邊長為 1km時，每千米高差測量中誤差四等可達76mm、五等可達 11mm，若再顧及其他系統(tǒng)誤差的影響，如垂線偏差等，則要滿足四等10mm、五等 15mm是不困難的。 2 電磁波測距三角高程測量的對向觀測高差較差。 1)

12、一些試驗和工程項目證明：用四等水準測量的往返較差 20mm L要求電磁波測距三角高程測量的對向觀測較差是很難達到的。試驗結(jié)果統(tǒng)計見表8，其較差取 30 D。 從表 8可看出：對于30 D的限差要求，也有相當比例的直返覘較差超限。 2)大氣折光對直返覘較差的影響比對高差平均值的影響大23倍(表6)。 3)垂線偏差對直返覘較差也有一定影響。 顧及以上三點，本規(guī)范將四等對向觀測高差較差放寬至40 D；五等相應(yīng)調(diào)整為60 D。3 附合或環(huán)形閉合差。 由于對向觀測高差平均值能較好地抵消大氣折光的影響，并顧及其他影響因素，本規(guī)范表432中附合或環(huán)形閉合差規(guī)定為：四等20D，五等30D，即和四、五等水準測量的限差相一致。 4 有些學(xué)者認為：“三角高程測量的誤差大致與距離成正比，因此其權(quán)應(yīng)為距離平方的倒數(shù)，不能簡單的套用水準測量的精度估算與限差規(guī)定的形式?！?修訂組認為，本次規(guī)范修訂正式將電磁波測距三角高程測量應(yīng)用于四五等高程控制測量，因此其主要技術(shù)指標，如每千米高差全中誤差、附合或環(huán)線閉合差必須與水準高程控制測量相一致。 至于觀測權(quán)的問題，需在水準測量和電磁