ГКИНП (ГНТА)-04-122-03

     

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ, КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ
НОРМЫ И ПРАВИЛА

     

ИНСТРУКЦИЯ
ПО РАЗВИТИЮ ВЫСОКОТОЧНОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ
ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РОССИИ

     
Дата введения 2004-02-01

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

В инструкции, в целях обеспечения единства гравиметрических работ на всей территории страны, изложены современные нормативные требования к построению высокоточной государственной гравиметрической сети России, включая измерения на пунктах фундаментальной астрономо-геодезической сети, к применяемой аппаратуре и ее исследованию, методике измерений, обработке и оценке точности результатов измерений.

Терминология в тексте инструкции соответствует РТМ 68-6-94 "Работы гравиметрические наземные высокоточные и морские".

Инструкция предназначена для предприятий, организаций и учреждений, выполняющих работы по развитию высокоточной государственной гравиметрической сети России.

Инструкция разработана ФГУП Центральный ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии имени Ф.Н.Красовского (ЦНИИГАиК) на основе накопленного опыта гравиметрических работ с учетом состояния и перспектив развития высокоточных гравиметрических сетей.

В составлении инструкции принимали участие Гусев Н.А., Королев Н.Н., Рукавишников Р.Б.

Утверждена приказом руководителя Федеральной службы геодезии и картографии России от 28 декабря 2003 г. N 182-пр.

Вводится в действие с 1 февраля 2004 г.

С введением в действие данного нормативного акта утрачивает силу "Инструкция по развитию государственной гравиметрической сети СССР (фундаментальной и первого класса)", ГКИНП-04-122-88.

     1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. В систему государственного геодезического обеспечения территории России входят государственная геодезическая сеть, государственная нивелирная сеть и государственная гравиметрическая сеть.

Государственная гравиметрическая сеть России является основой для выполнения гравиметрических исследований, имеющих целью изучение гравитационного поля и фигуры Земли и их изменений во времени, а также для решения других научных и народнохозяйственных задач, включая метрологическое обеспечение гравиметрических съемок. Она служит для распространения на территорию страны единой гравиметрической системы.

1.2. Высокоточная государственная гравиметрическая сеть представляет собой совокупность закрепленных на местности и гравиметрически связанных между собой пунктов, на которых выполняют относительные или абсолютные измерения ускорения силы тяжести и осуществляют определение высот и координат этих пунктов. Она подразделяется на государственную фундаментальную гравиметрическую сеть (ГФГС) и государственную гравиметрическую сеть 1 класса (ГГС-1).

1.3. ГФГС является высшим звеном гравиметрической сети России и служит для определения и уточнения гравиметрической системы страны, ее связи с мировой и зарубежными гравиметрическими системами, для метрологического обеспечения гравиметрических сетей низших классов и гравиметрических съемок России.

Высшим звеном всей структуры координатного обеспечения территории страны является фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС). На всех пунктах ФАГС определяются координаты, высота и абсолютное значение ускорения силы тяжести, так что пункты ФАГС будут одновременно являться пунктами ГФГС. Средняя плотность размещения пунктов ГФГС в этом случае составит 1 пункт на 0,5-1,0 млн. км. Кроме того, абсолютные определения ускорения силы тяжести выполняются на пунктах высокоточной геодезической сети (ВГС).

Основной научной задачей, решаемой с помощью ГФГС, является изучение изменений гравитационного поля во времени. С этой целью на фундаментальных пунктах (ФП), размещаемых в различных геолого-тектонических регионах, систематически выполняются абсолютные и относительные определения ускорения силы тяжести с максимально возможной на данный момент точностью.

Один из пунктов ГФГС, расположенный в Москве, на котором имеется продолжительный ряд повторных определений ускорения силы тяжести, является Главным гравиметрическим пунктом России (ГГП).

1.4. В районе Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Хабаровска и Петропавловска-Камчатского создаются главные фундаментальные пункты ("кусты" пунктов из трех и более ФП с расстоянием между пунктами 150 км и связанные между собой относительными измерениями с погрешностью <10 мкГал).

Примечание: 1 мГал (миллигал) =1·10 м/с; 1 мкГал (микрогал ) =1·10 м/с.

1.5. ГГС-1 предназначена для распространения с требуемой точностью принятой гравиметрической системы на всю территорию страны. Построение ГГС-1 выполняют поэтапно. На первом этапе определяют от пунктов ГФГС основные пункты 1 класса с густотой один пункт на 50-100 тыс. км. Результаты измерений на основных пунктах 1 класса и пунктах ГФГС уравнивают совместно и составляют каталог пунктов. Затем, учитывая перспективные требования практики, выполняют сгущение сети до плотности 1 пункт на 10-25 тыс. км путем вставок отдельных пунктов (именуемых далее пунктами 1 класса) в созданную на первом этапе сеть. Пункты размещаются с учетом удобства подъезда к ним наземным транспортом или подлета на вертолете.

После завершения работ по сгущению ГГС-1 сеть уравнивают совместно с ГФГС как единое построение и составляют новый каталог, включающий все пункты ГФГС и ГГС-1.

1.6. Пункты ГФГС и ГГС-1 служат исходными при развитии гравиметрических сетей низших классов.

1.7. Работы по развитию ГФГС и ГГС-1 проводятся в соответствии с данной Инструкцией, именуемой в дальнейшем "Инструкция" и на основании технических проектов, утверждаемых Федеральной службой геодезии и картографии России.

Проектирование гравиметрической сети должно выполняться с учетом всех ранее исполненных работ после обследования сохранности гравиметрических пунктов и их центров.

Типы центров устанавливаются в зависимости от физико-географических условий района работ, глубины промерзания и оттаивания грунтов, гидрогеологического режима и других особенностей местности.

1.8. Порядок хранения материалов по гравиметрическим работам регламентируется действующим "Перечнем топографо-геодезических, картографических, аэрофотосъемочных материалов и материалов космической съемки с указанием сроков их хранения", 1987 г.

1.9. В соответствии с Федеральным законом "О геодезии и картографии" и Постановлением Правительства Российской Федерации N 1170 от 7 октября 1996 г., все пункты высокоточной государственной гравиметрической сети (фундаментальной и первого класса) находятся под охраной государства.

     2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГФГС И ГГС-1

     2.1. Государственная фундаментальная гравиметрическая сеть

2.1.1. Для обеспечения максимально возможной точности измерений и долговременной сохранности фундаментальных пунктов их размещают в капитальных зданиях, рассчитанных на длительную эксплуатацию. По возможности ФП размещают в астрономических и геофизических обсерваториях или поблизости от них. Для наблюдений создают наиболее благоприятные условия (устранение внешних влияний, например, температурных, вибрационных и др.) и применяют наиболее совершенную аппаратуру и методы.

2.1.2. Пункты ФАГС по возможности совмещаются с имеющимися пунктами ГФГС. Фундаментальный пункт ГФГС считается совмещенным с пунктом ФАГС, если расстояние между ними в плане не превышает 50 м. Если пункт ГФГС удален от пункта ФАГС на расстояние более 50 м, но не более 10 км и разность ускорения силы тяжести не превышает 20-30 мГал, то выполняется передача значения ускорения силы тяжести с пункта ГФГС на пункт ФАГС с помощью статических гравиметров с погрешностью не более 5 мкГал. Если поблизости (в радиусе 10 км) нет ФП, то создается новый фундаментальный совмещенный пункт ФАГС и ГФГС.

2.1.3. На каждом ФП выполняют абсолютные и относительные измерения ускорения силы тяжести, а также определения координат и высот пунктов. Гравиметрические определения по возможности выполняются одновременно с определением координат и высот. Кроме того, на пунктах ГФГС определяют уровень грунтовых и подземных вод и влагонасыщенности почвы. Информацию о гидрологическом режиме получают от специализированных организаций.

Гравиметрические определения выполняют под научно-методическим руководством ЦНИИГАиК с использованием поверенных средств измерений и аттестованных методик выполнения измерений.

2.1.4. Вокруг каждого ФП в радиусе до 50 км размещают не менее четырех пунктов-спутников, предназначенных для выявления возможных локальных вариаций ускорения силы тяжести.

Если фундаментальные пункты находятся в сейсмоактивных районах или в районах, где возможно проявление нестабильности гравитационного поля, число пунктов-спутников может быть увеличено до 20, а радиус их размещения - до 150 км.

2.1.5. При построении ГФГС предусматривают, чтобы каждый ФП был связан не менее чем с четырьмя ближайшими основными пунктами 1 класса, расположенными относительно него приблизительно на север, юг, восток и запад.

Примечание: Гравиметрическая связь пунктов - это измерение разности ускорения силы тяжести между пунктами.

2.1.6. Повторные определения на пунктах ГФГС осуществляются по мере необходимости, но не реже чем один раз в 5-8 лет, либо после сильных землетрясений, извержений вулканов или других явлений в районе ФП, способных вызвать изменение ускорения силы тяжести.

2.1.7. Помещения для фундаментальных пунктов должны удовлетворять требованиям, изложенным в пункте 4.7 Инструкции, они должны размещаться в подвале (полуподвале) или на первом этаже капитальных зданий. В помещении желательно иметь 2 центра (постамента), в соответствии с главой 5.

2.1.8. Гравиметрические центры для пунктов-спутников ФП должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к центрам пунктов 1 класса.

2.1.9. Почвенно-геологические условия размещения пункта должны обеспечить его неизменное положение в плане и по высоте; уровень грунтовых и глубинных вод не должен претерпевать колебаний более 2 метров, возможность контроля стабильности высоты фундамента ФП обеспечивается закладкой репера (марки) в стене здания.

2.1.10. Для гравиметрических определений на ФП применяют баллистические гравиметры, маятниковые комплексы типа "Агат", статические широкодиапазонные гравиметры типа Лакоста-Ромберг или равные им по точности, руководствуясь при этом инструкциями по эксплуатации этих приборов и указаниями данной инструкции. Объем наблюдений на ФП определяется требованиями к их точности, перечисленными в п.2.1.12. В отличие от наблюдений на пунктах 1 класса, программа маятниковых наблюдений на каждом ФП удваивается, причем вторая программа выполняется при повороте маятникового прибора на 90° по азимуту.

2.1.11. Для измерений на пунктах-спутниках ФП применяются гравиметры типа ГНУ-КВ, Содин или равные им по точности.

2.1.12. Ср.кв. погрешность абсолютных определений ускорения силы тяжести баллистическим гравиметром на ФП не должна превышать 0,008 мГал. Ср.кв. погрешность определения приращения силы тяжести при помощи маятниковых комплексов и гравиметров Лакоста-Ромберг между ФП, а также между ФП и пунктами 1 класса, не должна превышать 0,030 мГал. При определении пунктов-спутников ср. кв. погрешность измеренных приращений силы тяжести не должна превышать 0,020 мГал.

2.1.13. Для редукции результатов к центру марки, а также для определения вертикальных градиентов ускорения силы тяжести, выполняют измерения соответствующих разностей силы тяжести при помощи группы статических гравиметров высшей точности, например, ГНУ-КВ, Содин, Лакоста-Ромберг или Синтрекс, с погрешностью не более 0,003 мГал. (См. раздел 16).

2.1.14. Высоты ФП определяют из нивелирования 1 класса и, как исключение, II класса; высоты их пунктов-спутников - из нивелирования I и II классов и, как исключение, III класса. Для определения высот пунктов, расположенных в подвалах или других неудобных для нивелирования местах, применяют специальные приемы, обеспечивающие требуемую точность измерений (укороченные рейки и т.п.).

2.1.15. Плановое положение ФП (центра марки, заложенной в монолит) определяют по спутниковым наблюдениям с соответственной передачей координат от антенны к марке с наивысшей точностью. Плановое положение пунктов-спутников определяют по топографическим картам с погрешностью не более 100 м.

2.1.16. На каждый ФП оформляется паспорт в соответствии с п.4.17 Инструкции, в который включаются также все данные на пункты-спутники. Все паспорта ФП хранятся в ЦНИИГАиК. (Вид паспорта дан в приложении 8).

     2.2. Государственная гравиметрическая сеть 1 класса

а) Основные пункты 1 класса

2.2.1. Построение сети основных пунктов 1 класса осуществляют исходя из следующих принципов:

- основные гравиметрические пункты 1 класса размещают по возможности равномерно на расстоянии 250-400 км один от другого;

- для измерения ускорения силы тяжести применяют баллистические гравиметры типа ГБЛ, маятниковые приборы типа "Агат" и статические гравиметры;

- при определении основных пунктов 1 класса относительными методами исходными служат фундаментальные пункты или основные пункты 1 класса, непосредственно связанные с ГГП и не менее чем с двумя другими фундаментальными пунктами;

- связи основных пунктов 1 класса должны образовывать замкнутые полигоны с числом вершин не более пяти; полигоны строятся таким образом, чтобы число передач значений силы тяжести от ГГП до любого основного пункта 1 класса не превышало трех;

- основные пункты, являющиеся третьими от ГГП по числу передач к ним значений ускорения силы тяжести, связываются непосредственно с подобными же (третьими) в других полигонах.

Необходимое число и размещение таких межполигональных связей устанавливается при составлении технического проекта.

Фрагмент построения сети основных пунктов 1 класса, построение маятниковых связей и построение гравиметровых рейсов показаны в Приложениях 1.1, 1.2 и 1.3 Инструкции.

2.2.2. Как правило, основные пункты 1 класса размещают в капитальных зданиях. Исключения допускают лишь в малонаселенных местностях, где пункты можно размещать во временных помещениях или на открытом воздухе.

2.2.3. Каждый основной пункт 1 класса сопровождается пунктом-спутником, размещенным в ближайшем аэропорту на расстоянии, не превышающем 60 км, и контрольными реперами (п.5.2 Инструкции).

Если основной пункт находится вблизи морского порта, то в нем также размещается пункт-спутник.

Пункты-спутники предназначаются для удобства связи пунктов 1 класса с пунктами 2 и 3 классов. Кроме того, пункт-спутник обеспечивает сохранение значения ускорения силы тяжести в случае утраты основного пункта 1 класса.

Требования к размещению основных пунктов 1 класса и их пунктов-спутников изложены в главе 4 Инструкции.

2.2.4. При применении маятниковых комплексов для измерений значения ускорения силы тяжести передают от исходного пункта А на определяемые пункты В, С, Д, Е по схеме А-В-А или А-В-С С-В-А. Программа и правила наблюдений на пункте изложены в главах 8 и 10 Инструкции.

2.2.5. В случае применения гравиметров связь двух пунктов осуществляют по схеме простой петли А-В-А, а если в рейсе определяют более одного пункта, то применяют схему двойной петли А-В-А-В-С-В-С .

2.2.6. При применении гравиметров используют не менее 3-х приборов, а число приборо-связей устанавливают в зависимости от паспортной точности прибора. Измерения каждого выполняют в разные дни.

2.2.7. Связь основных пунктов 1 класса со своими пунктами-спутниками выполняют при помощи гравиметров ГНУ-КВ, Содин, Синтрекс или аналогичными им по точности гравиметрами по правилам, изложенным в главе 12 Инструкции, или в соответствующих инструкциях по эксплуатации аппаратуры.

2.2.8. Средняя квадратическая погрешность определения разности значений ускорения силы тяжести между двумя связываемыми основными пунктами 1 класса, или между одним из них и фундаментальным пунктом, при определении комплектом любой аппаратуры (маятниками или гравиметрами) не должна превышать 0,04 мГал. Аналогичная погрешность по одному маятниковому прибору комплекса не должна превосходить 0,07 мГал, а по гравиметру - 0,09 мГал. Эти погрешности вычисляют как средние квадратические величины средних квадратических погрешностей связей двух смежных пунктов, полученных не менее чем по пяти последовательным связям, выполненным данной бригадой, и вычисленных по методике, изложенной в главе 14 Инструкции.

Расхождение результатов измерений, полученных по различным приборам комплекта, не должно превосходить для маятников 0,15 мГал, а для гравиметров - 0,20 мГал.