现代测绘发展初探

亓顺庆

【摘要】测绘基准是地理要素在真实世界的空间位置的参考基准，是基础性测绘工作的基础，也是国民经济、社会发展、国家安全等建设的重要基础。我国测绘基准基础设施建设经历了几十年的变迁，从满足建国初期的快速经济建设需要，到适应现代经济社会广泛的需求，从无到有，由弱变强。本文对以往测绘基准基础设施建设情况进行了回顾，指出了存在的问题，并根据国家现代测绘基准体系基础设施建设工程情况对现代测绘基准建设进行了阐述，并对现状和今后的发展提出了建议。

【关键词】测绘基准 坐标系 GNSS 大地控制网 高程控制网 重力基准点

一、引言

测绘基准主要包括大地基准、高程基准和重力基准，它是进行各种测量工作的起算数据和起算面，是确定地理空间信息几何与物理特征和时空分布的基础，是在数学空间里表示地理要素在真实世界的空间位置的参考基准，以保证地理空间信息在时间域和空间域上的整体性，因此测绘基准也成为国民经济、社会发展、国家安全及信息化建设的重要基础。

测绘基准体系包含了理论体系、技术体系、基础设施、标准等方面，其中理论体系建立在大地测量学、天文学及相关地学理论基础上； 技术体系包含了空间大地测量技术（ GNSS 全球导航卫星系统、SLR卫星激光测距、VLBI 甚长基线干涉测量等） 、物理大地测量技术（ 绝对 / 相对重力测量、航空重力测量、卫星重力测量、似大地水准面等） 、大地测量数据处理技术、计算机网络技术等； 基础设施主要由全国 （ 或区域） 分布的、具有不同等级特征的、具有相应分布密度的基准控制点（ 观测站） 组成，构成全国网状的测量控制体系。国家测绘基准体系经历了数 10 年的发展，技术体系发生了巨大变化，从传统的光学测量（ 测角、测边等） 发展到卫星导航定位，解决了全天候观测、无须通视观测等技术难题，航空测量技术、卫星测量技术的发展将传统的大地测量由地面转向了四维空间，同时仪器设备的革新进步带来了观测精度的提升、观测误差（ 尤其人为误差） 的消除，这些都为大地测量的发展作出了巨大贡献。而测绘基准基础设施的建设与发展同样随着技术体系、仪器装备体系的发展也发生了较大的转变。

二、传统测绘基准建设

1、平面基准

我国传统大地基准为 1954 北京坐标系和 1980西安坐标系，是以传统天文测量和边角测量技术建立的天文大地网为基础，通过联合平差处理形成参心坐标系统。天文大地网主要以三角点、天文点、导线点等组成，点与点之间相互通视，可以实现角度测量和基线测量，形成基本的三角网型，并在全国相互关联形成三角锁，覆盖全国。自 20 世纪 50 年代起，全国共建设一、二等各类观测点 48 000 多个。

随着空间定位技术的发展和广泛应用，测量手段产生了质的飞跃。为构建全国空间定位基准，国家测绘地理信息局在 1991—1998 年布设了近818 个点的国家高精度 GPS A 级、B 级网，以及 GPS 连续运行基准站。其中，A 级网点采用新建的方式，而 B级网的主要基础设施来源于传统的三角点、导线点、水准点等，设施条件基础（ 点位、周边基础和自身现状等） 较差，对于长期维持存在较大困难。

20 世纪 80 年代末，GPS 连续运行基准站成为平面基准的一种新型基础设施，在以后的发展中逐步成为国家、地区乃至全球的坐标框架基础。到1998 年，国家测绘地理信息局通过国际合作及自筹方式在北京、西藏、新疆、陕西、黑龙江、青海、湖北和海南建立了 8 个基准站，后通过与中国地震局等六部委合作，在全国陆续建立了 260 个 GNSS 连续运行基准站，服务于我国地心坐标框架维护。

2003年国家测绘地理信息局、总参测绘局和中国地震局通过整合全国范围内2518个GPS控制点和30个连续运行基准站，形成了2000国家GPS大

地控制网；在此基础上，对国家天文大地网进行了联合平差处理，最终建立了 2000 国家大地坐标系，并于2008年7月发布使用。

2.高程基准

我国高程基准目前采用 1985 国家高程基准，水准原点根据青岛大港验潮站 1952—1979 年验潮资料确定的黄海平均海水面作为起算面。高程控制网是 1976—1984 年、1981—1988 年、1991—1998年建设的国家3次一、二等水准网建设与观测，包括一等水准9.3万km，100个环，二等水准13.6万 km。国家级水准路线主要由一、二等水准点组成，按照规范要求，4～8 km 选择建设一个点。

3.重力基准

我国现行的重力基准为 2000 国家重力基准，是通过由国家测绘地理信息局、总参测绘局和中国地震局共同建立的重力基本网实现的。该重力基本网由 21 个基准点、126 个基本点和 112个引点构成，精度优于 10×10-8 ms-2。但是作为重力基准基础设施建设而言，重力基准的密度仍然不够均匀，服务能力不足，需完善我国重力基准基础设施，加大绝对重力点的分布范围和密度，补充和加强国家重力基准体系的图形结构，提高控制力度，与 2000 国家重力基本网建立联系，最大限度地满足加密重力测量的应用需求。

4.存在的问题

现行大地基准、高程基准、重力基准等传统测绘基准不能满足现代应用的需求，主要表现为新中国成立后先后采用了 1954 北京坐标系和 1980 西安坐标系作为我国的大地基准。我国现行的坐标系及维持它的天文大地网由于定义、点位破坏、精度低，难以为飞速发展的经济建设和科学研究提供服务，已经不能担负起国家大地基准的作用。单纯采用目前参心、二维、低精度、静态的大地坐标系统和相应的基础设施作为我国现行应用的测绘基准，必然会带来越来越多的不协调问题，产生众多矛盾，制约高新技术的应用。

参考文献：

[1]陳俊勇，党亚民，张鹏.建设我国现代化测绘基准体系的思考[J].测绘通报，2009（7）：1-5.

[2]陈俊勇，张鹏.国家测绘基准“十二五”重大项目的思考[J].武汉大学学报： 信息科学版，2009，34（10）：1135-1138，1154.endprint