什么是国家天文大地网

什么是国家天文大地网虽然国家天文大地网已经建立了有一段时间了，但是目前大家对于它的认知依然不够，很多都停留在它的表面概念上，甚至还有很多人完全不知道它的存在，那么到底什么事国家天文大地网呢？我们可以通过这篇文章来看一下。简单的说，全国天文大地网是整体平差系国家重大科技项目，是在全国领土范围内，由互相联系的大地测量点（简称大地点）构成，大地点上设有固定标志，以便长期保存，这些点也被称为相控点，提前通过各种测量仪器和手段的帮助测得，例如在光在上海市青浦区，我们就可以发现成百上千个由华测导航的仪器辅助设定的大地测量点。我们可以根据这些点在平时的测绘项目中做很多工作。此网1952年起布测,1978年完成,历时26年。1978年4月国家测绘总局与总参谋部测绘局在西安召开会议,决定联合进行中国天文大地网整体平差。平差按序分为资料分析、数据归算、椭球定位、大地基准数据确定、数据准备、程序编制、平差解算和精度分析等部分。由陕西省第四测绘大队、解放军57659部队、总参二测绘大队和国家测绘总局测绘科学研究所等单位共同承担,前三个单位为陕西和中央驻陕测绘单位。参加此项任务的工程技术人员有朱梅珍、鲁福、王贞玺、顾旦生等数百人。其中陕西省第四测绘大队和总参二测绘大队,主要承担了全国天文大地网的资料分析、数据归算、程序编制、平差试算、解算、精度分析和技术总结编写等项目工作。一、方案选择(一)方案与数据。为避免逐级控制平差导致全网精度损失,采用了全国天文大地网整体平差。参加平差的控制点(包括一、二等三角点)、导线点和部分三等三角点,共计48433点,311199个方向,导线边1404条;并采用一、二等起始边467条,,一等拉普拉斯方位角458个。参加计算各类数据量达420万条。国家大地网采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、三、四等。主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导线测量法。一等三角锁沿经线和纬线布设成纵横交叉的三角锁系，锁长200～250公里，构成许多锁环。一等三角锁内由近于等边的三角形组成，边长为20～30公里。二等三角测量有两种布网形式：一种是由纵横交叉的两条二等基本锁将一等锁环划分成4个大致相等的部分，这4个空白部分用二等补充网填充，称纵横锁系布网方案。另一种是在一等锁环内布设全面二等三角网，称全面布网方案。二等基本锁的边长为20～25公里，二等网的平均边长为13公里。一等锁的两端和二等网的中间，都要测定起算边长、天文经纬度和方位角。所以国家一、二等网合称为天文大地网。(二)地球椭球参数。选用国际大地测量学协会(IAG)1975年推荐值。地球椭球参数数值为:长半轴a=6378140米;动力形状因子J2=1082.63×10-6;地心引力常数GM=3.986005×1014米3/秒2;自转角速度ω=7.292115×10-5弧度/秒。根据上述数据求得地球椭球扁率:α=1:298.257(三)经度起算。建立国家大地坐标系,需确定首子午面和经度零点。国家测绘总局和总参谋部测绘局共同委托上海、北京、陕西天文台,武汉测量与地球物理研究所,武汉时辰站,南京大学等单位完成。确定全国天文大地网整体平差的天文经度值,以上海天文台相对于格林尼治平均天文台的经度起算。天文经度首子午面为通过JYD(1968.0)平北极和国际时间局(BIH)1968系统的格林尼治平均天文台的子午面。此子午面与JYD(1968.0)对应的赤道交点为经度零点。(四)椭球定位。以中国范围内高程异常平方和最小为条件进行椭球定位。1954年北京坐标系椭球定位结果,中国范围内椭球由西向东倾斜,在东部低于大地水准面最大达67米(见图10～1)。这次定位,按定位后绘制的高程异常图显示,有两条零等值线穿过中国东部和西部,一般地区高程异常值均在+20～-20米之间,达到了地球椭球与中国大地水准面较好的拟合(见图10～2)(4)。(五)大地原点。确定大地原点设立在陕西省泾阳县。二、平差计算平差以国家大地原点为起算点。网中天文方位角和起始边作为固定值,观测方向和导线长度作为元素,按不同等级、不同精度的观测值分级定权。采用附有条件方程的间接观测平差法,计算在椭球面上进行。平差时组成误差方程式达31万个,解算了15万阶线性方程组。为确保平差过程和结果的准确性,平差计算分别在陕西省第四测绘大队和总参二测绘大队平行进行。采用相同的起算数据、固定值,相同的观测数据和权数,按两种不同的实施方案,分别在CDC·CYBER172型和国产013型电子计算机上解算。全部解算工作于1982年5月完成。三、成果精度我国天文大地网全网约有5万个大地点。历时20多年。共布设一等三角锁401条，一等三角点6182个，构成121个一等锁环，锁长7.3万公里。一等导线点312个，构成10个导线环，导线环总长约1万公里。两队平差结果,同名坐标值比较,较差绝大部分在±2厘米内,仅有3点在±4～±5厘米间。平差后,相对于大地原点最远点位误差0.7～0.8米,边长最大误差1:5.4万,方位角最大误差为±2.2秒。平差的最后结果和精度推算结果,都证明这次大规模的天文大地网整体平差,从理论、方法到计算都是正确的。此次建立的1980西安坐标系,地球椭球参数科学,椭球指向明确,大地水准面和椭球面符合较好,有明显的优越性。建立了我国自己的1980国家大地坐标系，并为精化地心坐标提供了条件。全国天文大地网整体平差工作,历时5年,于1982年完成。1984年6月通过部级鉴定。鉴定意见:该平差方案先进,归算严格、方法严密、成果精度高、准确可靠、科学技术上达到了先进水平。中国国家天文大地网规模之大、网形之佳和质量之优，在全世界居于前列；布设速度之快也是空前的，这是我国测绘界几代人艰苦奋斗的结果。此项目于1984年获国家测绘局科学技术进步一等奖;1985年获国家科学技术进步二等奖。