工程測(cè)量規(guī)范新高程控制

1、工程測(cè)量規(guī)范GB50026-200磔文說(shuō)明-高程控制測(cè)量4 1 一般規(guī)定4 1 1 高程控制測(cè)量精度等級(jí)的劃分，仍然沿用 93 規(guī)范的等級(jí)系列。對(duì)于電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量適用的精度等級(jí)， 93 規(guī)范是按四等設(shè)計(jì)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(cè)量的概念和方法，現(xiàn)說(shuō)明如下：1從上世紀(jì)90年代以來(lái)，GPS擬合高程測(cè)量的理論、方法和應(yīng)用均有很大的進(jìn)展。2 從工程測(cè)量的角度看， GPS 高程測(cè)量應(yīng)用的方法仍然比較單一， 僅局限在擬合的方法上，實(shí)質(zhì)上是GPS 平面控制測(cè)量的一個(gè)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(yán)格區(qū)分它的數(shù)學(xué)含義

2、，統(tǒng)稱為“GPS擬合高程測(cè)量”。3 從統(tǒng)計(jì)資料看（表 9）， GPS 擬合高程測(cè)量所達(dá)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。4 1 2 區(qū)域高程控制測(cè)量首級(jí)網(wǎng)等級(jí)的確定，一般根據(jù)工程規(guī)?；蚩刂泼娣e、測(cè)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4. 1. 1條明確了電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量和GPS擬合高程測(cè)量的地位，但在應(yīng)用上還應(yīng)注意：1 四等電磁波測(cè)距三角高程網(wǎng)應(yīng)由三等水準(zhǔn)點(diǎn)起算（見條文4 3 2 條注釋）。2 GPS擬合高程測(cè)量是基于區(qū)域水準(zhǔn)測(cè)量成果，因此，其不能用于首級(jí)高程控制。4 1 3 根據(jù)國(guó)測(cè) 1987365號(hào)文規(guī)

3、定采用“ 1985國(guó)家高程基準(zhǔn)” ，其高程起算點(diǎn)是位于青島的“中華人民共和國(guó)水準(zhǔn)原點(diǎn)” ，高程值為 72 2604m。 1956 年黃海平均海水面及相應(yīng)的水準(zhǔn)原點(diǎn)高程值為 72. 289m,兩系統(tǒng)相差-0. 0286m。對(duì)于一般地形測(cè)圖來(lái)說(shuō)可采用該差值直接換算。 但對(duì)于高程控制測(cè)量， 由于兩種系統(tǒng)的差值并不是均勻的， 其受施測(cè)路線所經(jīng)過(guò)地區(qū)的重力、 氣候、 路線長(zhǎng)度、 儀器及測(cè)量誤差等不同因素的影響， 須進(jìn)行具體聯(lián)測(cè)確定差值。本條“高程系統(tǒng)”的含義不是大地測(cè)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。5 1 4 高程控制點(diǎn)數(shù)量及間距的規(guī)定，是根據(jù)歷年來(lái)工程測(cè)量部門的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，

4、便于使用且經(jīng)濟(jì)合理。4 2 水準(zhǔn)測(cè)量4 2 1 關(guān)于水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)要求：1 本規(guī)范水準(zhǔn)測(cè)量采用每千米高差全中誤差的精度系列與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家一、 二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范 GB 12897 和國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范 GB 12898 相同。雖然這一系列對(duì)程測(cè)量來(lái)講并不一定恰當(dāng)適宜， 但從水準(zhǔn)測(cè)量基本精度指標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一出發(fā)， 本規(guī)范未予變動(dòng)。五等水準(zhǔn)是因工程需要而對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量精度系列的補(bǔ)充，其每千米高差全中誤差仍沿用 93 規(guī)范的指標(biāo)。2 本條所規(guī)定的附合水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，在按級(jí)布設(shè)時(shí)，其最低等級(jí)的最弱點(diǎn)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(zhǔn)測(cè)量， 工測(cè)部

5、門都采用單程一次測(cè)量。 實(shí)踐證明是能達(dá)到規(guī)定精度的； 因?yàn)樗牡人疁?zhǔn)與三等水準(zhǔn)使用的儀器、視線長(zhǎng)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(zhǔn)單程觀測(cè)是能達(dá)到規(guī)定精度指標(biāo)的。4 關(guān)于山地水準(zhǔn)測(cè)量的限差。在山地進(jìn)行三、四等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，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(dāng)放寬，分別為土15vzL和±，25 L。但實(shí)測(cè)中，其限差常以測(cè)站數(shù)n來(lái)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(jì)算，即二等限差4= ±15/L= 士 15人/總以士4萬(wàn)V 1 D(40)四等限差=±25'T=±25j完

6、±6與<41 )5結(jié)點(diǎn)間或高級(jí)點(diǎn)間的路線長(zhǎng)度，是基于以下兩種圖形進(jìn)行推論的。圖2中，表示高級(jí)點(diǎn)，表示最弱點(diǎn)（由于圖形的對(duì)稱性，圖中未標(biāo)出全部最 弱點(diǎn)）。_L-2«圖2 單一閑合路線和思簡(jiǎn)結(jié)點(diǎn)網(wǎng)推論可知：附合水準(zhǔn)路線的最弱點(diǎn)在路線的中部，結(jié)點(diǎn)網(wǎng)的最弱點(diǎn)位于每個(gè)環(huán)節(jié)的3/4處。欲使兩種圖形最弱點(diǎn)的高程中誤差相等，結(jié)點(diǎn)網(wǎng)的各環(huán)節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)為單一附合水準(zhǔn)路 線長(zhǎng)度的2/3倍。故本規(guī)范表4. 2. 1的注1中，采用0. 7倍的指標(biāo)。4. 2. 2關(guān)于水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器及水準(zhǔn)尺：1本次修訂補(bǔ)充了，三等水準(zhǔn)測(cè)量所使用補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償誤差a不應(yīng)超過(guò)0. 5，數(shù)字水準(zhǔn)儀條形碼尺

7、米間隔平均長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差，不應(yīng)超過(guò)0. 10mm的要求。2對(duì)于水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的夾角i,水準(zhǔn)尺的米間隔平均長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差的限值，仍采用93規(guī)范的指標(biāo)。以上兩款中的相關(guān)檢驗(yàn)指標(biāo)是根據(jù)多年來(lái)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的，也與儀器的等級(jí)相適應(yīng)， 同時(shí)也是作業(yè)中應(yīng)當(dāng)滿足的。4. 2. 4水準(zhǔn)觀測(cè)的主要技術(shù)指標(biāo)，是基于不同型號(hào)的水準(zhǔn)儀和不同類型的水準(zhǔn)尺，按水準(zhǔn)觀測(cè)的誤差理論進(jìn)行分析推算，并結(jié)合歷年來(lái)工程測(cè)量單位的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)充、調(diào)整而成的。規(guī)范修訂將數(shù)字水準(zhǔn)儀歸類于相應(yīng)等級(jí)的光學(xué)水準(zhǔn)儀中，并按相應(yīng)等級(jí)的要求作業(yè)。4. 2. 6由于交通、水利等國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，跨河水準(zhǔn)在工程測(cè)量中的應(yīng)用越來(lái)越多，故本次修

8、訂增加跨河水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)容?？绾铀疁?zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)要求，是根據(jù)我國(guó)航務(wù)測(cè)量部門長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)制定的。對(duì)于工程測(cè)量單位較少涉及的大型跨越項(xiàng)目（跨越距離400m）,其技術(shù)要求，可參考相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。必要時(shí)，在滿足工程精度要求 的前提下，也可單獨(dú)制定跨河水準(zhǔn)測(cè)量方案。4. 2. 7關(guān)于水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)處理的精度評(píng)定公式：水準(zhǔn)測(cè)量的精度評(píng)定，通常采用（42）、（43）兩個(gè)公式計(jì)算。(13)（42）式是利用測(cè)段的往返高差不符值來(lái)推求水準(zhǔn)觀測(cè)中誤差，主要反映了測(cè)段間偶然 誤差的影響，因此稱為水準(zhǔn)測(cè)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(lái)推求水準(zhǔn)觀測(cè)中誤差，反映了偶然誤差和系統(tǒng)誤差的綜

9、合影響，因此稱為水準(zhǔn)測(cè)量每千米高差的全中誤差。4. 3電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量4. 3. 2電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量的主要技術(shù)要求: 1直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差。1）直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差的計(jì)算公式為：.hk岫=士/(S .cofld +(東 -+ m/ScOsa (44)直返覘觀測(cè)每千米高差中誤差多 垂直角,電磁波三角高程測(cè)量斜距*R地球曲率半徑： 利G-儀器和覘標(biāo)的量高中誤差# 舊部直返視折光系數(shù)之差的中謾差. 2濟(jì)項(xiàng)誤差估算：測(cè)距誤差：m S對(duì)高差的影響與垂直角”的大小有關(guān)，一般中、短程電磁波測(cè)距儀器的 測(cè)距精度mS,為5+5ppmXD,由于測(cè)距精度高，因此它對(duì)高差精度的影響很小。測(cè)角

10、誤差：垂直角觀測(cè)誤差m0對(duì)高差的影響隨邊長(zhǎng) S的增加而增大，這一影響比測(cè)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(zhǎng)不要太長(zhǎng)，本 規(guī)范規(guī)定不要超過(guò)lkm。二是增加垂直角的測(cè)回?cái)?shù)，提高測(cè)角精度。測(cè)角誤差估算如下：設(shè)一由軍剿日（45）貝4,指標(biāo)差中誤差和指標(biāo)差較差中誤差為：人帕叁/小=上滬（46）V上加推標(biāo).II.二笈切希鼻一Ef網(wǎng)(47)垂直角一溯回測(cè)角中誤差和測(cè)回較差的中誤差為工垂直角4E正愣 4* 夏e"聯(lián)型.直豈一金&Jg舉幫何測(cè)回測(cè)角中誤差為:(48)(49)根據(jù)本規(guī)范4.為10。則相應(yīng)的(50)7",五等3. 3條中指標(biāo)差較差和垂直

11、角較差的規(guī)定限差，即，四等為m半測(cè)回值，四等為 3. 5，五等為5。四等3測(cè)回觀測(cè)的測(cè)角中誤差為1.43，五等2測(cè)回觀測(cè)的測(cè)角中誤差為2.5。該推算結(jié)果和1985年在廣東珠海地區(qū)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是吻合的，多年來(lái)的工程實(shí)踐證明， 也是容易達(dá)到的。這里需要提出的是，2級(jí)全站儀和電子經(jīng)緯儀的垂直角觀測(cè)精度通常為2，2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的垂直角觀測(cè)精度相對(duì)較低，且不同廠家的儀器差別較大，所以，當(dāng)采用 2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直角測(cè)量 時(shí)，應(yīng)根據(jù)儀器的垂直角檢測(cè)精度適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)，以 36測(cè)回為宜。大氣折光影響的誤差：垂直角采用對(duì)向觀測(cè)，而且又在盡量短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，大氣折 光系數(shù)的變化是較小的，因此，即刻進(jìn)行的對(duì)向觀測(cè)

12、可以很好地抵消大氣折光的影響。但 實(shí)際上，無(wú)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(shí)的K值總會(huì)有一定差值，所以，對(duì)向觀測(cè)時(shí)m4k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(yáng)市郊區(qū)平坦地的電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量試驗(yàn)研究資料，計(jì)算出1h、0. 5h、15min折光系數(shù)變化的影響如表6所示。裳6折光系數(shù)的變化對(duì)高基平均值和高差較差的影響時(shí)間間隔lh1-lamin068330.024160. 00854165240.Q5B420. 02065注由強(qiáng)-引用于對(duì)直返視高差平均值影響的誤整估算,用于時(shí)直逼覘2*奇墓較差影響的誤差估算.儀器和覘標(biāo)的量高誤差：作業(yè)時(shí)儀器高和覘標(biāo)高各量?jī)纱?/p>

13、并精確至lmm,其中誤差按12mm 計(jì)。顧及以上四種主要誤差的影響，即測(cè)距中誤差取5+5ppmXD;垂直角觀測(cè)中誤差，四等取2，五等取3 ；折光系數(shù)按 1h變化估計(jì)；儀器和覘標(biāo)的量高中誤差取2mm,可推算出電磁波測(cè)距三角高程對(duì)向觀測(cè)的每千米高差中誤差（見表7）。袤7電磁波測(cè)距三落高程測(cè)對(duì)向觀菁的每千米高集中混差相離Ckm）0, 20, 1孰60,B1. 0LEL41,6(mrn)四等5. 5Sp 4配 06, S7. 66. 4丸310五等6. 57. 2亂49+ 61112 11314從表7驗(yàn)算可看出，邊長(zhǎng)為 1km時(shí)，每千米高差測(cè)量中誤差四等可達(dá) 7. 6mm、五等 可達(dá)11mm,若再顧及

14、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(cè)距三角高程測(cè)量的對(duì)向觀測(cè)高差較差。1）一些試驗(yàn)和工程項(xiàng)目證明：用四等水準(zhǔn)測(cè)量的往返較差20mm VL要求電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量的對(duì)向觀測(cè)較差是很難達(dá)到的。試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表8,其較差取 ，30 Do從表8可看出：對(duì)于土 30 VD的限差要求，也有相當(dāng)比例的直返覘較差超限。2）大氣折光對(duì)直返覘較差的影響比對(duì)高差平均值的影響大23倍（表6）。3）垂線偏差對(duì)直返覘較差也有一定影響。顧及以上三點(diǎn)，本規(guī)范將四等對(duì)向觀測(cè)高差較差放寬至40 D;五等相應(yīng)調(diào)整為60 Do3 附合或環(huán)形閉合差。由于對(duì)向觀測(cè)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4. 3. 2中附合或環(huán)形閉合差規(guī)定為：四等士20VzND,五等士 30VzND,即和四、五等水準(zhǔn)測(cè)量的限差相一致。4 有些學(xué)者認(rèn)為： “三角高程測(cè)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(jiǎn)單的套用水準(zhǔn)測(cè)量的精度估算與限差規(guī)定的形式。 ” 修訂組認(rèn)為， 本次 規(guī)范修訂正式將電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量應(yīng)用于四五等高程控制測(cè)量，因此其主要技術(shù)指標(biāo)，如每千米高差全中誤差、附合或環(huán)線閉合差必須與