建设现代化的大地测量基准

冯宇华

（辽宁省第二水文地质工程地质大队,辽宁 大连 116037）

1 前言

大地基准发展衍生半个多世纪以来，在改进和推出安全、可靠、同一性的高程与二维坐标，促进经济社会健康可持续发展等方面发挥了积极作用，并构成了地理空间布局的重要内容。但是由于受到当时诸多客观条件和各种因素的制约，大地基准仍然沿袭了传统的量级精度、二维、非地心定位等常规技术，已经越来越不适应现代经济社会发展和测绘事业进步的实际需要。因此，笔者试就建设现代化的大地测量基准谈些粗浅的认识。

2 当前大地基准的主要现状

2.1 坐标系统的主要现状

目前在大地基准坐标上沿袭的仍然是上个世纪80年代的西安体系，这种坐标系统有以下几个弊端:一是坐标参照仍然是二维系统，即使三维坐标也只能以此来体现。二是传统的西安系统是椭球的定位模式，仍然是以往按照满足大陆标高异常情况确定的定位系统，并未依据地心进行定位，并且也未考虑到海洋面积。三是在当前科学技术日新月异变革的背景下，传统的坐标体系的参数系统已发生了变化，比如椭球的尺寸，已经明显超过了现今国际标准至少3米，在量级指标上很容易造成严重的误差。四是传统的椭球短轴指向与现今先进的GPS定位系统或者国际地面坐标体系具有明显的差异，尤其是传统的二维、静态和精确度较低的大地坐标体系已经越来越不适应大地测量基准的客观需求，越来越无法满足经济社会发展的实际需要。

2.2 坐标框架的主要现状

当前我们使用的大地坐标框架仍然是来源于天文大地网中的信息数，这种坐标框架目前存在着一定的弊端：一是大约三分之一的大地网点已经被损毁，经济越发达，损毁越厉害。二是随着卫星定位手段的快速发展和推广，传统的大地坐标框架在定位精确度上明显低了2个量级，只能维持在8-5个量级左右。三是传统坐标定位仍然是二维系统，明显不符合目前三维、立体、精准较高的卫星定位系统要求。四是随着实时导航定位系统对地震灾害和天气形势预测的利用，传统的坐标框架已经无法满足实时动态监测需求。

3 大地测量基准的现代化

随着国内经济社会发展速度的越来越快以及与国际接轨化程度的日益深入，大地测量基准作为地理空间信息数据的主要来源，也应当尽快步入现代化发展轨道，努力推广应用现代化的技术手段。

3.1 高精准

现今的天文大地网点提供的坐标框架精确度明显低于现代化的坐标框架精确度指标，而且也明显低于地心指标的精确度要求，所以现代化的大地测量基准应当满足高精准的客观需要。

3.2 全面性

大地测量基准应当囊括目前中国的所有领土，包括海洋的和陆地的，但是目前沿用的传统的大地基准数据，仍然局限于大陆部分。随着近年来经济、社会和国防等事业的蓬勃发展，海洋资源的勘察、开发也逐渐提上了重要日程，特别是随着航空航天事业的发展，随着航海技术手段的探索应用，大地测量基准信息资源应当充分考虑大陆、海洋等全部数据，服务于国家对整个大地基准数据的需求状况，安全、高效、科学、合理地提供地理空间基础信息。

3.3 三维性

以往很长一段时期以来，受科学技术手段所限，在大地坐标系统上都使用的是二维坐标体系，而并非三维坐标，而且很多时候都是基于目标观测来实现平面基准测量，即使是三维对象也常常通过二维技术来测量分析，这就造成很多时候三维坐标系统中的高程数据也经常被当做二维的普通地理数据来考量，也就造成了很多时候准确区分和表述空间信息目标上存在着一定的难度。实际上对于二维介质的利用也是基于其观测和运用的方便性，所以就导致了二维坐标系统使用的广泛性，但是由于事物的动态发展变化，在当前各种虚拟信息方法和空间技术手段的逐步推广应用，科学探索运用三维坐标体系也会是大地测量基准事业发展的一个必然选择。而且基于二维介质目标观测的实际应用效果，三维坐标体系在利用常规的坐标函数之外，也应当充分考虑经纬变化和高程系数的问题。

3.4 地心化

也就是通过地心坐标为参照基点，获取所有的物理和地理包括空间物体的全部信息资源。然而过去很长一段时期因为受到技术限制，往往无法精准地获得地心的正确位置，所以基本上没有使用地心的技术手段，随着空间技术措施的发展应用，即使在厘米的量级指标上也能精准地确定部位，所以应用地心化的指标系统已经成为了可能，而且目前很多空间定位和影像资料的获取，基本上都是参照了地心指标，所以建设现代化的大地测量精准，一个最主要的特点也是利用地心指标系统，实现信息数据的准确获取。

3.5 实时性

以往在进行大地基准测量的时候，因为存在很低的精确度，往往无法充分考虑地理位移等各种制约因素，所以得到的大地基准数据往往是静止和绝对的。随着测量基准的精确度要求，动态实时的大地基准数据需求越来越多，不单单需要某一个历元的坐标数值，而且也需要了解相关的一些动态变化情况，比如，很多导航定位系统和气象信息监测等技术手段，由于有着精确度的严格要求，所以也需要对基准数据进行实时动态考量。

3.6 国际化

随着世界经济一体化和国际化发展速度的越来越快，在大地测量基准方面，目前也逐渐引入了一些国际通行的指标体系、技术参数和坐标框架系统等内容，而且很多信息数据都是经过很多国家的科学家们共同测量，经由国际组织科学认定所得出的结果，数据一般非常准确、真实。从目前我国经济社会的发展来看，对这些信息数据和技术参数指标进行科学利用，也符合我国改革开放政策和国际交流。同时，按照技术指标系统，通过国际化接轨，也能够确保大地测量基准数据在对空间技术、国际资源等方面利用上的便捷化。

4 结束语

随着经济社会发展逐渐步入快行轨道，大地测量基准也应当充分适应经济社会的发展形势，探索实行现代化的三维、立体、全方位、高精度、与国际接轨的测量基准技术，努力健全完善安全、可靠、高效、适用的大地测量基准数据。

[1]陈俊勇.面向数字中国建设中国的现代大地测量基准[J].地理空间信息,2005(05):11-21.