建設現代化的大地測量基準

馮宇華

（遼寧省第二水文地質工程地質大隊,遼寧 大連 116037）

1 前言

大地基準發展衍生半個多世紀以來，在改進和推出安全、可靠、同一性的高程與二維坐標，促進經濟社會健康可持續發展等方面發揮了積極作用，并構成了地理空間布局的重要內容。但是由于受到當時諸多客觀條件和各種因素的制約，大地基準仍然沿襲了傳統的量級精度、二維、非地心定位等常規技術，已經越來越不適應現代經濟社會發展和測繪事業進步的實際需要。因此，筆者試就建設現代化的大地測量基準談些粗淺的認識。

2 當前大地基準的主要現狀

2.1 坐標系統的主要現狀

目前在大地基準坐標上沿襲的仍然是上個世紀80年代的西安體系，這種坐標系統有以下幾個弊端:一是坐標參照仍然是二維系統，即使三維坐標也只能以此來體現。二是傳統的西安系統是橢球的定位模式，仍然是以往按照滿足大陸標高異常情況確定的定位系統，并未依據地心進行定位，并且也未考慮到海洋面積。三是在當前科學技術日新月異變革的背景下，傳統的坐標體系的參數系統已發生了變化，比如橢球的尺寸，已經明顯超過了現今國際標準至少3米，在量級指標上很容易造成嚴重的誤差。四是傳統的橢球短軸指向與現今先進的GPS定位系統或者國際地面坐標體系具有明顯的差異，尤其是傳統的二維、靜態和精確度較低的大地坐標體系已經越來越不適應大地測量基準的客觀需求，越來越無法滿足經濟社會發展的實際需要。

2.2 坐標框架的主要現狀

當前我們使用的大地坐標框架仍然是來源于天文大地網中的信息數，這種坐標框架目前存在著一定的弊端：一是大約三分之一的大地網點已經被損毀，經濟越發達，損毀越厲害。二是隨著衛星定位手段的快速發展和推廣，傳統的大地坐標框架在定位精確度上明顯低了2個量級，只能維持在8-5個量級左右。三是傳統坐標定位仍然是二維系統，明顯不符合目前三維、立體、精準較高的衛星定位系統要求。四是隨著實時導航定位系統對地震災害和天氣形勢預測的利用，傳統的坐標框架已經無法滿足實時動態監測需求。

3 大地測量基準的現代化

隨著國內經濟社會發展速度的越來越快以及與國際接軌化程度的日益深入，大地測量基準作為地理空間信息數據的主要來源，也應當盡快步入現代化發展軌道，努力推廣應用現代化的技術手段。

3.1 高精準

現今的天文大地網點提供的坐標框架精確度明顯低于現代化的坐標框架精確度指標，而且也明顯低于地心指標的精確度要求，所以現代化的大地測量基準應當滿足高精準的客觀需要。

3.2 全面性

大地測量基準應當囊括目前中國的所有領土，包括海洋的和陸地的，但是目前沿用的傳統的大地基準數據，仍然局限于大陸部分。隨著近年來經濟、社會和國防等事業的蓬勃發展，海洋資源的勘察、開發也逐漸提上了重要日程，特別是隨著航空航天事業的發展，隨著航海技術手段的探索應用，大地測量基準信息資源應當充分考慮大陸、海洋等全部數據，服務于國家對整個大地基準數據的需求狀況，安全、高效、科學、合理地提供地理空間基礎信息。

3.3 三維性

以往很長一段時期以來，受科學技術手段所限，在大地坐標系統上都使用的是二維坐標體系，而并非三維坐標，而且很多時候都是基于目標觀測來實現平面基準測量，即使是三維對象也常常通過二維技術來測量分析，這就造成很多時候三維坐標系統中的高程數據也經常被當做二維的普通地理數據來考量，也就造成了很多時候準確區分和表述空間信息目標上存在著一定的難度。實際上對于二維介質的利用也是基于其觀測和運用的方便性，所以就導致了二維坐標系統使用的廣泛性，但是由于事物的動態發展變化，在當前各種虛擬信息方法和空間技術手段的逐步推廣應用，科學探索運用三維坐標體系也會是大地測量基準事業發展的一個必然選擇。而且基于二維介質目標觀測的實際應用效果，三維坐標體系在利用常規的坐標函數之外，也應當充分考慮經緯變化和高程系數的問題。

3.4 地心化

也就是通過地心坐標為參照基點，獲取所有的物理和地理包括空間物體的全部信息資源。然而過去很長一段時期因為受到技術限制，往往無法精準地獲得地心的正確位置，所以基本上沒有使用地心的技術手段，隨著空間技術措施的發展應用，即使在厘米的量級指標上也能精準地確定部位，所以應用地心化的指標系統已經成為了可能，而且目前很多空間定位和影像資料的獲取，基本上都是參照了地心指標，所以建設現代化的大地測量精準，一個最主要的特點也是利用地心指標系統，實現信息數據的準確獲取。

3.5 實時性

以往在進行大地基準測量的時候，因為存在很低的精確度，往往無法充分考慮地理位移等各種制約因素，所以得到的大地基準數據往往是靜止和絕對的。隨著測量基準的精確度要求，動態實時的大地基準數據需求越來越多，不單單需要某一個歷元的坐標數值，而且也需要了解相關的一些動態變化情況，比如，很多導航定位系統和氣象信息監測等技術手段，由于有著精確度的嚴格要求，所以也需要對基準數據進行實時動態考量。

3.6 國際化

隨著世界經濟一體化和國際化發展速度的越來越快，在大地測量基準方面，目前也逐漸引入了一些國際通行的指標體系、技術參數和坐標框架系統等內容，而且很多信息數據都是經過很多國家的科學家們共同測量，經由國際組織科學認定所得出的結果，數據一般非常準確、真實。從目前我國經濟社會的發展來看，對這些信息數據和技術參數指標進行科學利用，也符合我國改革開放政策和國際交流。同時，按照技術指標系統，通過國際化接軌，也能夠確保大地測量基準數據在對空間技術、國際資源等方面利用上的便捷化。

4 結束語

隨著經濟社會發展逐漸步入快行軌道，大地測量基準也應當充分適應經濟社會的發展形勢，探索實行現代化的三維、立體、全方位、高精度、與國際接軌的測量基準技術，努力健全完善安全、可靠、高效、適用的大地測量基準數據。

[1]陳俊勇.面向數字中國建設中國的現代大地測量基準[J].地理空間信息,2005(05):11-21.