亓順慶

【摘要】測繪基準是地理要素在真實世界的空間位置的參考基準，是基礎性測繪工作的基礎，也是國民經濟、社會發(fā)展、國家安全等建設的重要基礎。我國測繪基準基礎設施建設經歷了幾十年的變遷，從滿足建國初期的快速經濟建設需要，到適應現(xiàn)代經濟社會廣泛的需求，從無到有，由弱變強。本文對以往測繪基準基礎設施建設情況進行了回顧，指出了存在的問題，并根據(jù)國家現(xiàn)代測繪基準體系基礎設施建設工程情況對現(xiàn)代測繪基準建設進行了闡述，并對現(xiàn)狀和今后的發(fā)展提出了建議。

【關鍵詞】測繪基準 坐標系 GNSS 大地控制網 高程控制網 重力基準點

一、引言

測繪基準主要包括大地基準、高程基準和重力基準，它是進行各種測量工作的起算數(shù)據(jù)和起算面，是確定地理空間信息幾何與物理特征和時空分布的基礎，是在數(shù)學空間里表示地理要素在真實世界的空間位置的參考基準，以保證地理空間信息在時間域和空間域上的整體性，因此測繪基準也成為國民經濟、社會發(fā)展、國家安全及信息化建設的重要基礎。

測繪基準體系包含了理論體系、技術體系、基礎設施、標準等方面，其中理論體系建立在大地測量學、天文學及相關地學理論基礎上； 技術體系包含了空間大地測量技術（ GNSS 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)、SLR衛(wèi)星激光測距、VLBI 甚長基線干涉測量等） 、物理大地測量技術（ 絕對 / 相對重力測量、航空重力測量、衛(wèi)星重力測量、似大地水準面等） 、大地測量數(shù)據(jù)處理技術、計算機網絡技術等； 基礎設施主要由全國 （ 或區(qū)域） 分布的、具有不同等級特征的、具有相應分布密度的基準控制點（ 觀測站） 組成，構成全國網狀的測量控制體系。國家測繪基準體系經歷了數(shù) 10 年的發(fā)展，技術體系發(fā)生了巨大變化，從傳統(tǒng)的光學測量（ 測角、測邊等） 發(fā)展到衛(wèi)星導航定位，解決了全天候觀測、無須通視觀測等技術難題，航空測量技術、衛(wèi)星測量技術的發(fā)展將傳統(tǒng)的大地測量由地面轉向了四維空間，同時儀器設備的革新進步帶來了觀測精度的提升、觀測誤差（ 尤其人為誤差） 的消除，這些都為大地測量的發(fā)展作出了巨大貢獻。而測繪基準基礎設施的建設與發(fā)展同樣隨著技術體系、儀器裝備體系的發(fā)展也發(fā)生了較大的轉變。

二、傳統(tǒng)測繪基準建設

1、平面基準

我國傳統(tǒng)大地基準為 1954 北京坐標系和 1980西安坐標系，是以傳統(tǒng)天文測量和邊角測量技術建立的天文大地網為基礎，通過聯(lián)合平差處理形成參心坐標系統(tǒng)。天文大地網主要以三角點、天文點、導線點等組成，點與點之間相互通視，可以實現(xiàn)角度測量和基線測量，形成基本的三角網型，并在全國相互關聯(lián)形成三角鎖，覆蓋全國。自 20 世紀 50 年代起，全國共建設一、二等各類觀測點 48 000 多個。

隨著空間定位技術的發(fā)展和廣泛應用，測量手段產生了質的飛躍。為構建全國空間定位基準，國家測繪地理信息局在 1991—1998 年布設了近818 個點的國家高精度 GPS A 級、B 級網，以及 GPS 連續(xù)運行基準站。其中，A 級網點采用新建的方式，而 B級網的主要基礎設施來源于傳統(tǒng)的三角點、導線點、水準點等，設施條件基礎（ 點位、周邊基礎和自身現(xiàn)狀等） 較差，對于長期維持存在較大困難。

20 世紀 80 年代末，GPS 連續(xù)運行基準站成為平面基準的一種新型基礎設施，在以后的發(fā)展中逐步成為國家、地區(qū)乃至全球的坐標框架基礎。到1998 年，國家測繪地理信息局通過國際合作及自籌方式在北京、西藏、新疆、陜西、黑龍江、青海、湖北和海南建立了 8 個基準站，后通過與中國地震局等六部委合作，在全國陸續(xù)建立了 260 個 GNSS 連續(xù)運行基準站，服務于我國地心坐標框架維護。

2003年國家測繪地理信息局、總參測繪局和中國地震局通過整合全國范圍內2518個GPS控制點和30個連續(xù)運行基準站，形成了2000國家GPS大

地控制網；在此基礎上，對國家天文大地網進行了聯(lián)合平差處理，最終建立了 2000 國家大地坐標系，并于2008年7月發(fā)布使用。

2.高程基準

我國高程基準目前采用 1985 國家高程基準，水準原點根據(jù)青島大港驗潮站 1952—1979 年驗潮資料確定的黃海平均海水面作為起算面。高程控制網是 1976—1984 年、1981—1988 年、1991—1998年建設的國家3次一、二等水準網建設與觀測，包括一等水準9.3萬km，100個環(huán)，二等水準13.6萬 km。國家級水準路線主要由一、二等水準點組成，按照規(guī)范要求，4～8 km 選擇建設一個點。

3.重力基準

我國現(xiàn)行的重力基準為 2000 國家重力基準，是通過由國家測繪地理信息局、總參測繪局和中國地震局共同建立的重力基本網實現(xiàn)的。該重力基本網由 21 個基準點、126 個基本點和 112個引點構成，精度優(yōu)于 10×10-8 ms-2。但是作為重力基準基礎設施建設而言，重力基準的密度仍然不夠均勻，服務能力不足，需完善我國重力基準基礎設施，加大絕對重力點的分布范圍和密度，補充和加強國家重力基準體系的圖形結構，提高控制力度，與 2000 國家重力基本網建立聯(lián)系，最大限度地滿足加密重力測量的應用需求。

4.存在的問題

現(xiàn)行大地基準、高程基準、重力基準等傳統(tǒng)測繪基準不能滿足現(xiàn)代應用的需求，主要表現(xiàn)為新中國成立后先后采用了 1954 北京坐標系和 1980 西安坐標系作為我國的大地基準。我國現(xiàn)行的坐標系及維持它的天文大地網由于定義、點位破壞、精度低，難以為飛速發(fā)展的經濟建設和科學研究提供服務，已經不能擔負起國家大地基準的作用。單純采用目前參心、二維、低精度、靜態(tài)的大地坐標系統(tǒng)和相應的基礎設施作為我國現(xiàn)行應用的測繪基準，必然會帶來越來越多的不協(xié)調問題，產生眾多矛盾，制約高新技術的應用。

參考文獻：

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