Общие положения. Гкинп 03-010-02 Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов

ГКИНП 03-010-02 Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ РОССИИ

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ, КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ,
НОРМЫ И ПРАВИЛА

ИНСТРУКЦИЯ по нивелированию I, II, III и IV классов

ГКИНП (ГНТА)-03-010-02

Обязательна для всех предприятий, организаций и учреждений, выполняющих
топографо-геодезические и картографические работы независимо от их
ведомственной принадлежности и форм собственности

Москва

ЦНИИГАиК

Г.

Изложены требования к выполнению нивелирования I, II, III и IV классов при создании государственной нивелирной сети, выполнении работ в городах и населенных пунктах, на геодинамических и техногенных полигонах.

Рассмотрены вопросы проектирования, рекогносцировки, закладки реперов и марок, указаны методы нивелирования различных классов. Описаны особенности нивелирования в труднодоступных районах, включая северные и горные районы, передачи высот через водные преграды. Изложен порядок математической обработки результатов нивелирования, дан перечень полевых вычислений и материалов, подлежащих сдаче.

С введением в действие настоящей Инструкции утрачивает силу Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов (М.: Недра, 1990г.).

Для специалистов предприятий, учреждений и организаций всех ведомств, проводящих работы по нивелированию I, II, III и IV классов.

Содержание

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Государственная нивелирная сеть Российской Федерации предназначена для распространения единой системы высот на территории всей страны, она является высотной основой всех топографических съемок и инженерно-геодезических работ, выполняемых для удовлетворения потребностей экономики, науки и обороны страны.

1.2. Государственная нивелирная сеть России разделяется на нивелирные сети I, II, III и IV классов.

1.3. На всей территории России вычисление высот производится в нормальной системе высот от нуля Кронштадтского футштока. Эта система называется Балтийской. За нуль Кронштадтского футштока принята горизонтальная черта на медной пластине футштока.

1.4. Государственные нивелирные сети I и II классов - главная высотная основа России. Эти сети создаются по специально разработанным программам и схемам, предусматривающим выполнение нивелирных работ I и II классов, сроки и очередность которых устанавливает Федеральная служба геодезии и картографии России. Исходя из конкретных задач, по утвержденным техническим проектам, проводится нивелирование дополнительных линий.

Нивелирные сети I и II класса используются для решения следующих научных задач:

изучения фигуры Земли и ее внешнего гравитационного поля;

определения разностей высот и наклонов среднеуровенной поверхности морей и океанов, омывающих территорию России.

Результаты повторного нивелирования I и II классов применяют:

для поддержания высотной сети на современном уровне;

изучения современных вертикальных движений земной поверхности;

прогнозирования влияния производства на окружающую среду, особенно при добыче нефти, газа и других полезных ископаемых;

сейсмического районирования территории России, выявления предвестников землетрясений.

В горных районах результаты повторного нивелирования используют для изучения строения земной коры, получения данных о скоростях и направленности движений отдельных блоков, выявления действующих разломов и разрывов в земной коре.

1.5. Линии нивелирования I и II классов прокладывают преимущественно вдоль шоссейных или железных дорог, а при их отсутствии, особенно в северных труднодоступных и северо-восточных районах страны, - по берегам рек, тропам и зимникам. Во всех случаях линии нивелирования I и II классов прокладывают по трассам с наиболее благоприятными для данного района грунтовыми условиями и с наименее сложным рельефом.

1.6. Особенности создания высотных сетей в городах и на геодинамических полигонах указаны в разделах 2 и 3 данной Инструкции.

1.7. Нивелирование I класса выполняют с наивысшей точностью, которую можно получить, применяя современные приборы и методы наблюдений, позволяющие наиболее полно исключать систематические ошибки нивелирования. Полученные из обработки значения случайных и систематических средних квадратических ошибок нивелирования I класса и допустимые невязки в полигонах I класса не должны превышать значений приведенных в таблице 1. Периметры полигонов приведены в таблице 2.

ТАБЛИЦА 1

Класс нивелирования	Средняя квадратическая ошибка	Допустимые невязки в полигонах и по линиям f, мм
случайная η, мм/км	систематическая σ, мм/км
I	0.8	0.08
II	2.0	0.20
III	5.0	-
IV	10.0**	-

* L - периметр полигона или длина линии, км.

** - ошибку вычисляют по невязкам линий или полигонов.

1.8. Средние квадратические ошибки нивелирования вычисляют по формулам:

где d = h _пp- h _обр; h _пp и h _обр - превышения по секциям, полученные соответственно в прямом и обратном ходах, мм;

r - длина секции, км;

n - число секций;

s - накопление разностей Σ d на участке (линии), мм;

L - длина этого участка (линии), км.

Протяженность участка (линии) должна быть не менее 100 км. Периметры полигонов нивелирования в зависимости от районов работ и других условий указаны в табл. 2.

ТАБЛИЦА 2

* Периметры нивелирных полигонов I класса в городах устанавливают в зависимости от очертаний городской территории.

** Периметры полигонов III и IV классов зависят от назначения нивелирных работ.

Периметры полигонов I класса, указанные в табл. 2, должны рассматриваться не как предельные значения для отдельного полигона, а как средний периметр группы смежных полигонов. Если среди смежных полигонов I класса присутствуют полигоны «карлики» образованные в результате формирования узла, полигоны созданные для изучения вертикальных деформаций и т.п., то эти полигон при вычислении среднего периметра смежных полигонов не участвуют.

Периметры полигонов II класса, указанные в табл. 2, должны рассматриваться не как предельные значения для отдельного полигона, а как средний периметр полигонов II класса заполняющих полигон I класса. Если среди полигонов II класса присутствуют полигоны «карлики», созданные при формировании узла, для изучения вертикальных деформаций и т.п., то периметры этих полигонов при вычислении среднего периметра не участвуют. Для полигонов II класса, находящихся вне полигона I класса, средний периметр определятся, как и для группы смежных полигонов I класса.

Длины линий в полигонах должны быть по возможности одинаковыми.

1.9. Вновь создаваемые узлы связи линий нивелирования I класса, I и II классов главной высотной основы должны формироваться на территориях не подверженных значительным вертикальным деформациям земной поверхности (более 4 мм/год), что должно обеспечивать минимальное влияние вертикальных деформаций на невязки превышений в полигонах.

Узлы связи (узловые репера) существующих линий нивелирования I и II классов, расположенные в зонах техногенных вертикальных деформаций земной поверхности, должны переноситься из зон деформаций и формироваться новые узлы связи.

1.10. Через каждые 25 лет, а в сейсмоактивных районах через каждые 15 лет, нивелируются повторно все линии I класса и через 35 и 25 лет соответственно - II класса. Сейсмоактивные районы устанавливают по картам сейсмического районирования России.

1.11. Нивелирная сеть II класса создается внутри полигонов I класса, как отдельными линиями, так и в виде системы линий с узловыми пунктами, образуя полигоны. Полученные из обработки значения случайных и систематических средних квадратических ошибок нивелирования II класса, допустимые невязки, полигонов и их периметры не должны превышать значений указанных в табл. 1 и 2.

1.12. В линии государственного нивелирования включают или привязывают к ней пункты спутниковой геодезической сети: ФАГС, ВГС и СГС-1.

1.13. В линии нивелирования I и II классов, которые примыкают к морям или проложены вдоль больших рек и озер, обязательно включают основные и рабочие реперы, нули уровенных реек вековых и постоянных морских, а также основных речных и озерных уровенных постов. Если посты расположены на расстоянии 1 км и более от линий нивелировании I класса, то привязку осуществляют нивелированием II класса. Сведения о местонахождении вековых и постоянных морских, основных речных и озерных постов получают в территориальных управлениях Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

Привязку реперов на проектируемых морских уровенных постах выполняют предприятия Роскартографии по заявкам Росгидромета.

1.14. Нивелирные сети III и IV классов прокладывают внутри полигонов высшего класса, как отдельными линиями, так и в виде системы линий, при этом сети и линии должны опираться не менее чем на два репера высшего класса. Допустимые невязки в полигонах III и IV классов, их периметры и полученные из обработки значения средних квадратических ошибок, не должны превышать значений приведенных в табл. 1 и 2.

1.15. При создании высотного обоснования крупномасштабных топографических съемок нивелирные сети III и IV классов прокладывают с расчетом обеспечения требуемой точности съемочного обоснования.

1.16 Линии государственной нивелирной сети I, II, III и IV классов закрепляют на местности реперами не реже чем через 5 км (по трассе).

В труднодоступных районах на отдельных участках, где выбор местоположения реперов затруднен, расстояние между ними может быть увеличено до 7 км (по трассе).

В горных районах линии нивелирования I и II классов закрепляют скальными и стенными реперами через 1-2 км, а грунтовыми - через 3-4 км. На геодинамических полигонах вблизи разломов и границ основных блоков закладывают реперы через 0, 5-1, 5 км. На каждой стороне блока или разлома должно быть заложено как минимум по два репера.

Расстояния между реперами на линиях нивелирования в городах указаны в разд. 2.

1.17. На линиях нивелирования I, II, III и IV классов закладывают реперы следующих типов: вековые, фундаментальные, грунтовые, скальные, стенные и временные.

Каждый репер должен иметь свой индивидуальный номер, не повторяющийся на данной линии, а по возможности и на ближайших линиях нивелирования.

1.18. Вековые реперы обеспечивают сохранность главной высотной основы на продолжительное время, позволяют изучать современные вертикальные движения земной коры и колебания уровней морей и океанов, сохраняют полную независимость изучаемых явлений от экзогенных и техногенных процессов.

Вековыми реперами закрепляют места пересечений линий нивелирования I класса, уровенные посты, ведущие наблюдения за вековой изменчивостью уровня моря, а также основные пункты нивелирной сети геодинамических полигонов.

Результаты по выбору мест закладки вековых реперов представляют в Роскартографию, где одновременно утверждаются местоположение векового репера, его тип и внешнее оформление.

1.19. Фундаментальные реперы обеспечивают сохранность высотной основы на значительные сроки, позволяют изучать современные движения земной поверхности. Их закладывают на линиях нивелирования I и II классов не реже чем через 60 км, а также на узловых пунктах, вблизи морских, основных речных и озерных уровенных постов.

В сейсмоактивных районах фундаментальные реперы закладывают не реже чем через 40 км.

На расстоянии 50-150 м от фундаментального репера закладывают репер-спутник.

1.20. Грунтовые, скальные, стенные реперы обеспечивают сохранность и надежность высотной основы на длительные сроки и используются для закрепления нивелирных сетей I, II, III и IV классов.

1.21. Временные реперы обеспечивают сохранность высотной опоры в течение нескольких лет и служат высотной основой при топографических съемках. Временные реперы включают в ходовые линии нивелирования II, III и IV классов.

1.22. Прямоугольные координаты местоположения вековых, фундаментальных, грунтовых и скальных реперов определяют с использование инструментальных методов определения местоположения, в том числе с использованием бытовых спутниковых приемников обеспечивающих требуемую точность определения координат реперов.

Координаты вековых и фундаментальных реперов определяют геодезическими приборами с ошибкой не более 1 м, рядовых реперов и марок с ошибкой не более 10 м.

Прямоугольные координаты приводятся в государственной системе координат.

На каждый репер составляют абрис и дают описание его местоположения. Кроме того, расположение реперов показывают на карте масштаба 1: 100 000, которую прилагают к материалам нивелирования.

1.23. Для перехода к системе нормальных высот измеренные превышения между реперами нивелирования I и II классов, а также нивелирования III класса в горных районах, исправляют поправками, которые вычисляют по формуле:

где γ _m - среднее из средних значений нормальной силы тяжести вдоль нормальных высот этих точек;

γ _A и γ _B - нормальные ускорения силы тяжести на отсчетном эллипсоиде, соответствующие реперам А и В;

(g - γ) _m -среднее из аномалий силы тяжести на реперах А и В;

Н _m - среднее из абсолютных высот реперов А и В;

H - измеренное превышение между реперами А и В.

Порядок вычислений поправок за переход к системе нормальных высот изложен в «Инструкции по вычислению нивелировок» изд. 1971 г.

1.24. Работы по проложению линий нивелирования выполняют на основании разработанных и утвержденных технических проектов.

1.25. Об исполненных работах по нивелированию I, II. III и IV классов составляют технические отчеты в соответствии с действующей «Инструкцией по составлению технических отчетов».

1.26. По окончании уравнительных вычислений нивелирной сети отдельного района или линии нивелирования I, II классов составляют каталог высот в соответствии с действующей Инструкцией по составлению каталогов высот пунктов нивелирования.

1.27. При выполнении полевых работ по нивелированию соблюдают требования и указания действующих «Правил по технике безопасности на топографо-геодезических работах».