GBT-12897-2006-国家一、二等水准测量规范学习笔记.docx

国家一、二等水准测量规范
1、术语：
Ø 结点：水准网中至少连接3条水准测线的水准点。
Ø 水准路线：同级水准网中相邻结点间的水准测线。
Ø 区段：水准路线中两相邻基本水准点间的水准测线。
Ø 测段：两相邻水准点间的水准测线。
Ø 连测：将水准点或其他高程点包含在水准路线中观测。
Ø 支测：自路线中任一点连接其他水准路线上水准点的观测。
Ø 接测：新设水准路线上任一点连接其他水准路线上水准点的观测。
2、水准网
Ø 高程系统和高程基准
水准点的高程采用正常高系统，按照1985国家高程起算。青岛观象山国家原点高程为72.260。岛屿也应采用这一系统与基准，确有困难时，可建立局部水准原点，根据岛上验潮资料求得平均海水面确定其高程基准。凡是采用局部水准原点求定的水准点高程，应在水准点成果中注明，并说明局部高程基准的有关情况。
Ø 测量精度

Ø 布设原则
1) 一等水准路线尽量沿公路布设，水准路线应闭合成环，并构成网状。一等水准环线的周长，东部地区应不大于1600km，西部地区应不大于2000km。山区和困难地区可酌情放宽。
2) 一等水准网每隔15年复测一次，每次复测的起讫时间不得超过5年。
3) 二等水准网在一等水准环内布设。二等水准路线尽量沿公路、大河及河流布设。二等水准环线的周长，在平原和丘陵地区不应大于750km，山区和困难地区可酌情放宽。
4) 水准线路附近的验潮站基准点应按一等水准测量精度连测。国家卫星定位系统基本网点和连续运行站、国家基本重力网点、地壳运动监测网络基准点、城市及工业区的沉降观测基准点应列入水准路线予以连测，若连测确有困难可以支测，施测等级与布设路线等级相同。
5) 路线附近的其他大地点、水文点、气象站等其他固定点，可根据需要列入路线予以连测或支测。支线的施测等级可按使用单位的要求确定。
Ø 水准点布设密度
水准路线上，每隔一定距离应布设水准点，水准点分为基岩水准点、基本水准点、普通谁准点三种类型。各种水准点的间距及布设要求应按表2规定执行。

Ø 新设路线与已测路线的连测
新设的一、二等水准路线的起点与终点，应是已测的高等级或同等级路线的基岩水准点或基本水准点。终点暂不能与已测路线连测时，应预计将来的连测路线。
新设立水准路线与已测水准路线重合是，应尽量利用旧水准点。当对旧水准点的稳固性发生怀疑或旧水准点规格不符合要求时，应重新埋石。新埋水准标石的编号为原点号加注埋设时的四位数年代号，并且应对旧水准点进行连测。
Ø 水准路线上的重力测量
一等水准路线上的每个水准点均应测定重力。高程大于4000m或水准点间平均高差为150m-250m的二等水准路线上，每个水准点也应测定重力。高差大于250m的一、二等水准测段中，地面倾斜变化处应加测重力。
高程在1500m-4000m之间或水准点间的平均高差为50m-150m的地区，二等水准路线上重力点平均距离应小于23km。
水准点上的重力测量，按加密重力测量的要求施测。
Ø 水准网的技术设计
1) 二等水准网布设前，应进行踏勘，收集水准测量、地质、水文、气象及道路资料。在已有的一、二、三、四等水准路线基础上进行技术设计，根据大地构造、工程地质、水文地质条件，兼顾各行各业需求，优选最佳路线构成均匀网形。
2) 一等水准网的观测，宜分区依次进行，每个区域含有三个或三个以上的卫星定位系统连续运行站。每个水准环线观测的起讫时间不应超过2年。同一环线中水准观测间断时间若超过6个月，应在基岩或卫星定位系统连续运行站上间断和连接。若同一水准环中水准观测间断超过6个月的连接点均为卫星定位系统连续运行站时，可放宽该环的闭合时限。
Ø 选点与埋石
l 选定水准路线
1) 应尽量沿坡度较小的公路、大路进行；
2) 应避开土质松软的地段和磁场甚强的地段；
3) 应避开高速公路；
4) 应尽量避免通过行人车辆频繁的街道、大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物；
5) 当一等水准路线通过大的岩层断裂带或地质构造不稳地的地区时，应会同地质、地震有关部门共同研究选定。
l 选定水准点位
水准点位应选在地基稳定，具有地面高程代表性的地点，并且有利于标石长期保存和高程连测，便于卫星定位技术测定坐标的地点。
水准点已选在路线附近的政府机关、学校、公园内，设在路肩的道路水准点宜选择里程碑或道路上的固定方位物附近（2米以内）。
下列地点，不应选定水准点;
1) 易受水淹或地下水位较高的点
2) 易发生土崩、滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地点
3) 路堤、河堤、冲积层河岸及地下水位变化较大（如油井、机井附近）
4) 的地点；
5) 不坚固或准备拆修的建筑物上；
6) 短期内江因修建而可能毁掉标石或不便观测的地点;
7) 道路上填方的地段。
l 选定埋石类型
水准点标石的类型除基岩水准点标石应按地址条件专门设计外，其他水准点的标石类型应跟根据冻土深度及土质状况按下列原则选定：
1) 有岩层露头或在地面下不深于1.5m的地点，优先选择埋设岩层水准标石；
2) 沙漠地区或冻土深度小于0.8m的地区，埋设混凝土柱水准标石；
3) 冻土深度大于0.8m或永久冻土地区，埋设钢管水准标石；
4) 有坚固建筑物（房屋、纪念碑、塔、桥基等）和坚固石崖处，可埋设墙角水准标志；
5) 水网地区或经济发达地区的普通水准点，埋设道路水准标石。
l 水准标石的稳定时限
水准标石埋设后，一般地区应经过一个雨季，冻土深度大于0.8m的冻土地区还应经过一个冻、解期，岩层上埋设的标石应经过一个月，方可进行水准观测。
埋石结束后应上交的资料：
1) 测量标志委托保管书；
2) 埋石之后的水准点之记及路线图、标石建造关键程序照片或数据文件；
3) 埋石工作技术总结
l 水准标石的检查和维护
国家一、二等水准点应定期检查和维护，确保水准点的完整性和高程有效性。每5年和水准路线复测前应对水准点进行一次实地检查和维护。
l 测量仪器
I角检测：自动安平光学水准仪每天检校 一次i角，气泡式水准仪每天上下午各检校一次，作业开始后的7个工作日内，若i角较为稳定，以后每隔15天检校一次。数字水准仪，整个作业期间 应每天开测前进行i角测定。若开测为未结束测段，则在新测段开始前测定。
3、水准观测
l 观测方式
1) 一、二等水准测量采用单路线往返观测。同一区段的往返测，应使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道路进行。
2) 在每一区段内，先连续进行所有测段的往测（或返测），随后再连续进行该区段的返测（或往测）。若区段较长，也可将区段分为20-30km的几个分段，在分段内进行所有测段的往返观测。
3) 同一测段的往测（或返测）与返测（或往测）应分别在上午与下午进行。在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行。但这种里程的总站数，一等不应超过该区段总站数的20%，二等不应超过30%。
l 观测的时间和气象条件
水准观测应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行。下列情况，不应进行观测：
4) 日出后与日落前30min内；
5) 太阳中天前后各2h内（可根据地区、季节和气象情况适当增减，最短间歇时间不少于2h）。
6) 标尺分划线的影像跳动剧烈时；
7) 气温突变时；
8) 风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。
l 设置测站
一、二等水准观测，应根据路线土质选用尺桩（尺桩重力不轻于1.5kg，长度部短于0.2m）或尺台（尺台质量不轻于5kg）作转点尺承，所用尺桩数，应不少于4个。特殊地段可采用大帽钉作为转点尺承。
测站实现长度、前后视距差、视线高度、数字水准仪重复测量次数按表7规定执行。

l 测站观测顺序和方法
光学水准仪观测
往测：奇数站照准标尺分划的顺序为：后前前后，基基辅辅。
偶数站照准标尺分划的顺序为：前后后前，基基辅辅。
返测：奇数站照准标尺分划的顺序为：前后后前，基基辅辅。同往测偶数站。
偶数站照准标尺分划的顺序为：后前前后，基基辅辅。同往测奇数站。
数字水准仪
往、返测奇数站照准标尺顺序为：后前前后，均为标尺。
往、返测偶数站照准标尺顺序为：前后后前，均为标尺。
l 观测中应遵守的事项
1) 观测前，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，用测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，预热不少于20次单次测量。
2) 在连续各站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向上的左侧与右侧。
3) 除路线转弯处，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。
4) 不应为了增加标尺读书，而把尺桩、尺台安置在壕坑中。
5) 转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，最后的旋转方向均应该为旋进。
6) 每一测段的往测与返测，其测站均应为偶数。由往测转向返测时，两支标尺应转换位置，并重新整置仪器。
l 往返测高差不符值、环闭合差

4、跨河水准测量
使用范围：当水准路线跨越江、河，视线长度不超过100m时，可采用一般方法进行观测，但在测站上应变化仪器高度观测两次，两次高差之差应不大于1.5mm，取用两次结果的中数。若视线长度超过100m时，应根据视线长度和仪器设备等情况，选用本章所述的方法进行观测。

l 测量场地应遵循以下要求：
1) 应选用测线附近，利于布设工作场地与观测的较窄河段处。
2) 跨河视线不得通过草丛、干丘、沙滩的上方。
3) 两岸仪器视线距水面的高度应大致相等（测距三角高程法除外），当跨河视线小于300m时，视线高度不应低于2m；大于500m时，应不低于4⋅sm（S为跨河视线长度千米数。水位受潮汐影响时，按最高潮位算），当视线高度不能满足要求时。应埋设牢固的标尺桩，并建造稳固的观测台或标架。
4) 两岸由仪器至水边的一段距离，应大致相等，其地貌、土质、植被等也应相似，仪器位置应选在开阔、通风之处，不应靠近墙壁及土、石、转堆等。
5) 过河视线方向，宜避免正对日照方向，困难时可适当增大视线长度，或采用标灯测光。
6) 布设跨河水准测量场地，应使两岸仪器及标尺构成平行四边形、等腰梯形或大地四边形。
海拔高程超过500m的地区，不宜进行一等GPS跨河水准测量。当跨河场地两端高差变化超过70m/km，不宜进行一等GPS跨河水准测量，超过130m/km的地区，不应进行二等跨河水准测量。
5、GPS水准测量法
GPS跨河水准测量技术要求应满足表14的规定。

式中：

点位应距离铁路不小于50m，距离公路不小于30m，距离大功率无线电发射源（如电台、微波站）不小于200m，距离高压输电线不小于50m。视野应开阔，四周不应有大于15度地平高度角的障碍物。附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体。
GPS观测应符合表15的规定：

6、外业计算：
l 水准外业计算项目：
1) 外业手簿的计算
2) 外业高差和概略高程表的编算；
3) 每千米水准测量偶然中误差的计算；
4) 附合路线与环线闭合差的计算；
5) 每千米水准测量全中误差的计算。
外业高差和概略高程表的编算，应由两人各自独立编算一份，并核对无误。国家水准网计算水准点高程是，所用的高差应加入下列改正：
1) 水准标尺长度改正
2) 水准标尺温度改正；
3) 正常水准面不平行的改正；
4) 重力异常改正；
5) 固体潮改正
6) 环线闭合差的改正。
每完成一条水准路线的测量，应进行往返高差不符值及每千米水准测量的偶然中误差的计算（小于100公里或测段数不足20个的路线，可纳入相邻线路一并计算），并应符合7.11及4.2
每完成一条附合路线或闭合环线的测量，应对观测高差加上上述改正，然后计算
7、数据处理及成果计算
l GPS基线解算的质量检核应符合以下要求
1) 基线处理数据采用率不低于80%。
2) 采用单基线处理模式时，同步时段中任一三边同步环的坐标分量相对闭合差应小于表16的规定：
3) 由独立基线构成的异步环坐标分量闭合差和全长闭合差应满足式（7）规定。

4) 重复基线长度互差（ds）及大地高互差（dH）应满足：

8、高差计算

9、上交资料
经过检查验收后的水准测量成果，应按路线进行清点整理、装订成册、编制目录、开列清单，上交资料管理部门。
l 资料上交范围：
a) 技术设计书；
b) 水准点之记的纸质文本及其数字化后的电子文本；
c) 水准路线图、结点接测图及其数字化后的电子文本；
d) 测量标志委托保管书（2份）；
e) 水准仪、水准标尺检验资料及标尺长度改正数综合表；
f) 水准观测手簿、磁带、磁盘、光盘等能长期保存的其他介质，水准点上重力测量资料；
g) 水准外业高差及概算高程资料；
h) 外业高差各项改正数计算资料；
i) 外业技术总结；
j) 验收报告。