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水准原点  

2014-03-07 14:42:16|  分类: 测天绘地 |  标签: |举报 |字号 订阅

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水准原点

 

    我国的水准原点位于青岛观象山。它由1个原点和5个附点构成水准原点网。在观象山上,有一个神秘的小石屋,外面有两层高栅栏,石屋子内还有三道铁将军把门。在石屋子里面,有一个价值不菲的拳头大小浑圆的黄玛瑙,玛瑙石的顶端就是我国的"水准原点"。在"1985国家高程基准"中水准原点的高程为72.2604米。这是根据青岛验潮站1985年以前的潮汐资料推求的平均海面为零点的起算高程,是国家高程控制的起算点。

    1954年10月,中国人民解放军总参谋部测绘局在青岛市区建成中华人民共和国水准原点网(青岛水准原点网)。自此以后,中国高程系统才逐渐得到统一。同时,总参测绘局在青岛观象山设置水准原点1座,另在青岛市区内建立附点2个,参考点3个,组成中点多边形(原点和附点为玛瑙标志,参考点为墙角铜质标志)。

    1955年5月,总参测绘局大地一队完成了对该网进行精密水准的观测,联测了华东1—2—212、1—2—213两个水准点和青岛验潮站工作水准面(点),并支测到Ⅰ号参考点,其支测线路共计11测段,长22公里。其外业观测成果,符合一等精度要求。1956年,总参测绘局与水利部组成中国东南部地区精密水准网平差委员会,对保存有一年以上潮汐观测资料的坎门、吴淞、青岛、葫芦岛和大连五个验潮站进行全面了解和实地考察,认为青岛验潮站基本符合要求。在1957年召开的中国大地测量会上,选定青岛验潮站为中国基本验潮站。同意采用青岛验潮站1950-1956年7年的潮汐资料推求的平均海水面(距验潮站工作水准面3.61米)作为中国高程系统起算基准面,并决定将青岛验潮站测定的平均海水面命名为"1956年黄海平均海水面"(1956年黄海高程系)。

    经推测青岛水准原点高出"黄海平均海水面"的高程为72.2893米。此后,即以此点高程作为全国高程的计算依据。以"黄海平均海水面"为起始面起算的国家高程系统,称为"1956年黄海高程系"。

    青岛市在有了国家水准原点及Ⅰ等水准路线的有利条件下,建立了市区及近郊Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等水准网,并联测了市区各高程系统间的差值。确立青岛市从1958年起启用"1956年黄海高程系"。
    1971年,总参谋部济南军区作战部对沙子口备用水准原点网进行详细勘察、定点。选定青岛市崂山县沙子口镇附近。全部施工任务由青岛警备区和济南军区第十三测绘大队负责,于1972年完成。沙子口备用原点网由一个原点、两个附点(均为玛瑙标志)、三个参考点(不锈钢标志)组成中点多边形。依据1963年国家测绘总局和军委总参测绘局合编《一、二、三、四等水准测量细则》一等水准测量的有关规定,使用蔡司004水准仪、铟瓦水准标尺两对,对沙子口备用水准原点网分青岛原点网中的青岛水准原点及原一号参考点,按一等水准精度进行联测,同时还联测了沙子口备用验潮站。
    虽然海的平面高度是一样的,也确定了水准原点的高程,但因海平面有潮汐、波浪,这就需要综合以往数千年中海水高点较验潮站"零点"的高度,通过公式计算出一个"平均值"作为海平面。1975年,国家组织专门力量重新测量海平面确定唯一的原点。在10年的时间里,150余名专家学者不仅精确测量了青岛的八个验潮站,还从丹东步行,沿海岸线50米一测,一直测到广西与越南交界处的白龙尾,所形成的数据能装几节火车皮!最后,测量组以19年为一个周期,用包括后来被称为"陈宗镛公式"等在内的5种公式得出了海平面所在位置,确定了观象山"水准原点",实际海拔为72.260米

    水准原点高程的确定,为我国经济建设与国防建设起到至关重要的作用。1975年我国对世界最高峰——珠穆朗玛峰(简称珠峰)的高程进行了精确测定。这年的5月27日,我国首次将测量觇标立于珠峰之颠。从珠峰附近选择了9个测站点,它们分布在以珠峰为中心的69o的扇形区域内,至珠峰的距离为8.5-21.2公里,高程为5600-6240米。这9个点的坐标和高程分别利用三角测量、导线测量、水准测量和三角高程测量方法求得。在9个测站上对珠峰觇标观测水平角和垂直角,根据水平角确定珠峰的水平位置和各测站至珠峰的水平距离。根据三角高程测量原理,由这些垂直角和水平距离确定各测站同珠峰之间的高差,进而推得从我国黄海平均海面起算的珠峰高程为8,848.13米。这是迄今最精确的结果。

     这次珠峰高程测定有4个突出特点:(1)第一次在峰顶树立了高3.52米的红色金属测量觇标,使照准误差很小。(2)高程测定结果中扣除了0.92米的覆雪厚度,得到了珠峰的地面高程。(3)用探空气球测定了测区上空的温度垂直梯度值,有效地削弱了大气折射对高程测定值的影响。(4)沿线进行了天文、重力测量,推算高程时用了较精确的改正数。
   由于海拔基准发生变化,在2005年我国又启动了轰动世界的"2005年珠峰高度复测行动",这一行动改写了延用多年的世界第一高峰的"身高",而最新的海拔8,844.43米,就是从观象山新的"水准原点"算起的。在过去的几十年中,经过我国几代测量人员的不懈努力,已经取得西藏拉孜县相对青岛水准原点的精确高度,2005年珠峰复测行动中,测量队员们就从拉孜开始,徒步向珠峰测量,而在我国,像拉孜这样相对青岛"水准原点"的精确的固定水准点,总共有20245个之多,它们在国防、科技、建筑、灾害预测等方面起到了关键作用。

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