工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2007(高程控制)

1、.工程測(cè)量規(guī)范GB50026-2007條文說明-高程控制測(cè)量41 一般規(guī)定411 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)說明如下： 1 從上世紀(jì) 90年代以來，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，統(tǒng)稱

2、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。 412 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411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 432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。 413 根據(jù)國測(cè)1987365號(hào)文規(guī)定采用“1985國家

3、高程基準(zhǔn)”，其高程起算點(diǎn)是位于青島的“中華人民共和國水準(zhǔn)原點(diǎn)”，高程值為722604m。1956年黃海平均海水面及相應(yīng)的水準(zhǔn)原點(diǎn)高程值為72289m，兩系統(tǒng)相差-00286m。對(duì)于一般地形測(cè)圖來說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)過地區(qū)的重力、氣候、路線長度、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。 414 高程控制點(diǎn)數(shù)量及間距的規(guī)定，是根據(jù)歷年來工程測(cè)量部門的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的，便于使用且經(jīng)濟(jì)合理。 42 水準(zhǔn)測(cè)量421 關(guān)于水準(zhǔn)測(cè)量

4、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)行國家標(biāo)準(zhǔn)國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范GB 12897和國家三、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

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(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15L和25 L。但實(shí)測(cè)中，其限差常以測(cè)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(jì)算，即 5 結(jié)點(diǎn)間或高級(jí)點(diǎn)間的路線長度，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))。 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 34處。欲

6、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)長度應(yīng)為單一附合水準(zhǔn)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(biāo)。 422 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 不應(yīng)超過05，數(shù)字水準(zhǔn)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(duì)于水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的夾角i，水準(zhǔn)尺的米間隔平均長與名義長之差的限值，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。 424 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

7、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)。 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(zhǔn)在工程測(cè)量中的應(yīng)用越來越多，故本次修訂增加跨河水準(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)我國航務(wù)測(cè)量部門長期的經(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。 427 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

8、度評(píng)定，通常采用(42)、(43)兩個(gè)公式計(jì)算。(42)式是利用測(cè)段的往返高差不符值來推求水準(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)誤差的綜合影響，因此稱為水準(zhǔn)測(cè)量每千米高差的全中誤差。 43 電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量432 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：2)各項(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+5ppmD，由于測(cè)距精

9、度高，因此它對(duì)高差精度的影響很小。 測(cè)角誤差：垂直角觀測(cè)誤差 m 0對(duì)高差的影響隨邊長 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(cè)回?cái)?shù)，提高測(cè)角精度。 測(cè)角誤差估算如下： 根據(jù)本規(guī)范433條中指標(biāo)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(cè)回值，四等為35，五等為5。四等 3測(cè)回觀測(cè)的測(cè)角中誤差為143，五等 2測(cè)回觀測(cè)的測(cè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果是吻合的，多年來的工程實(shí)踐證明，也是容易達(dá)到的。 這里需要提出的是，2級(jí)全

10、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)可以很好地抵消大氣折光的影響。但實(shí)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(shí)的 K值總會(huì)有一定差值，所以，對(duì)向觀測(cè)時(shí) 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(cè)距三角高程測(cè)量試驗(yàn)研究資料，計(jì)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(biāo)的量高誤差：作業(yè)時(shí)儀器高和覘標(biāo)高各量?jī)纱尾⒕_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+5ppmD；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)。 從表 7驗(yàn)算可看出，邊長為 1km時(shí)，每千米高差測(cè)量中誤差四等可達(dá)76mm、五等可達(dá) 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(cè)距三角高程測(cè)量的對(duì)向觀測(cè)高差較差。 1)

12、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 L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 D。 從表 8可看出：對(duì)于30 D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 D。3 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(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)線閉合差必須與水準(zhǔn)高程控制測(cè)量相一致。 至于觀測(cè)權(quán)的問題，需在水準(zhǔn)測(cè)量和電磁