测量学——中华大地原点
———骄傲崛起，寂寞存在
陕西，这块积淀了太多丰厚人文历史，太多叹为观止的自然奇观的土地，就像谜一样，总是让人蠢蠢欲动。
秦始皇兵马俑的发现，被法国总统称为“世界第八奇迹”；外国人对“不到西安，就等于没有到中国”的感叹，让东方文明古都熠熠生辉；八百里秦川的富庶，黄土高坡的贫瘠，时时刻刻上演着生命链条的强韧和脆弱。
总之，这是一个极易让人产生溯源冲动的土地。口述历史，测绘溯源，我们不假思索地选择了“大地原点”，这个汇集国家基准重力点、水准基准点、天文基准点、GPS跟踪站的测绘中心，是我们测绘人当之无愧的骄傲。
在此次溯源行动中，《南方测绘》在西安拜访了三位参与当时大地原点和天文基准点建设的老测绘人，聆听他们口述历史。这三位建设者是：金华（下简称金），现年82岁，原陕西测绘局副局长，大地原点整体建设策划者；梁宏柏（下简称梁），现年72岁，原陕西测绘局局长，教授级高工，负责大地原点建设；王承斌（下简称王），现年67岁，高工，天文基准点联测施测人。同时还拜访了现国测一大队纪委书记陈明海（下简称陈），探索大地原点的发展。
中国的大地原点———几代人的夙愿
解放前和解放初期，国家大地测量做得比较少，大规模的测量和平差都请前苏联人。而国家坐标系计算，也是从前苏联延伸到北京，即以前苏联玻尔可夫天文台为中国国家坐标系的起算点，这就是54坐标系。
梁：苏联的原点离我们太远了，只有我们建立自己的，才最适合中国国情。
王：西安这个点是上世纪50年代从苏联那边转过来的，联测后就变成我们中国的基准点。这就有一个问题，我们这边的人仪差都向一边倒，如果这个基准是标准的话，那么应该是上下摆动的，后来发现我们国家的这个系统大概漂移了有20mm，所以从国家自身利益还有我们的航天研究等各方面来讲，就想到了要建自己的系统。
测绘在国家建设中起着基础和先行作用，这种引援前苏联建立的54坐标系与我国的实际情况不相吻合，损害了国家利益。所以，建立中国人自己的坐标起算点，成为老一辈测绘专家的心愿和奋斗目标。
经过30年的不懈努力和观测实践，在上世纪70年代后期，我国完成了全国天文大地网的整体平差，建立了1980年国家大地坐标系。
其实在那年以前国家就做了很多准备工作。1972年，全国天文大地网平差工作座谈会召开；国家测绘局恢复，大地测量会议召开……
梁：对建大地原点，中央领导们都很支持，这是国家的重点建设项目，全国只有一个。
原点选址———煞费苦心
首先提上日程的是大地原点的选址，除考虑脱离地震带、地质构造外，还要求场地开阔，便于观测，既要远离大城市，远离工矿区，又要求交通方便，便于保管，并且最好能够在国家中央。
王：选点前进行了调研，一共选了武汉、西安和成都三个地方，最后从我们国家的重力场还有点位的情况来看确定在西安。确定这个地方有一个好处，从国家整个领土包括海域范围的重力场来看，它是中心地带。
金：当时是由我们的大地二队和大地八队两个大队一起做这个事情的。虽然西安是大家公认的选址地方，但我们还是对地下的情况不太了解，所以我们在勘察地理位置时找了很多地方，最终选在泾阳县永乐镇。西安这个位置比较中心，地质情况也比较好，加之黄土地比较坚硬，好打桩。
梁：地基挖得很深，最少7、8米。挖好以后再用石头夯实，一块石头几吨重，汽车拉着都很费劲。大理石是玛瑙石的基础，务必保证最后镶上去的代表大地原点的玛瑙石没有相对位移。另外，中间还设了个空心洞，使人走的梯子不能和它相连，这样，人站立和走动的范围便不会对原点产生影响。
1976年，大地原点工程开始破土动工，1978年建成后进行试用，1980年正式启用。原点建成后，天文、三角重力、水准……同时开始测，其中除了重力测量是和意大利一起做的外，其它的都由国测一大队做。自那时起，中华人民共和国大地原点为国家地理、军事等方面的测绘工作提供了有力的数据支持。
金：当时建成以后大家很兴奋，我们国家终于有了大地原点了，有了起算数据啦！而且，这个原点的坐标、天文等，当时都是我们培养测绘人员，自己测出来的。所以原点建成以后，对测绘系统来说是一件大事，大家都很兴奋。原点也很壮观。
天文联测
新建的大地原点需要与原来天文大地网的点进行坐标、方位、天文等全方位联测。我们找到了当年负责天文联测的王承斌高工，听他讲述关于观测者的故事。
“当时天文观测最困难的是什么？”记者问。
“难就难在过去的人仪差不稳定。比如我第一年来观测，测一份结果跟基准比，比如差0.5秒，到年底我再来比较一次，差0.8秒，超了，那么我一年的成果整个作废，第二年重测，所以这个对观测员的要求就很严格。而对于天文方位角来讲，难的又是白天，新的观测员找不到星。白天对北极星一般从太阳升起后的半个小时开始观测，可以测到晚上11点。北极星就像个芝麻点，当接近晚上10点、11点的时候，由于受气流的影响，那个芝麻点一动就看得差一些。”老人详细解释道。
从上世纪80年代以后，国家三角网便不大用天文方位角，但总参测绘局从80年代到上世纪末在江西、福建、浙江、台湾海峡等区域测了大量的天文方位角，主要是因为天文方位角在导弹方面有重要作用。因为GPS是在数学模型下建立的，解算起来可能表面精度很高，但到了点上，可能就偏了。但总的来说，GPS测的方位角和原来天文测的方位角，整个偏移都不超过一秒。
三征土地———孤独依旧
金：大地原点建好那会儿，我们种了很多名贵的树，还种花，很漂亮。我当时都感觉买这么贵的树会不会浪费，等以后去看就觉得可以，因为全国就这么一个大地原点，花点儿钱就花点儿钱。
王：在1995年以前，那里确实像一个小公园，种了花，花开的时候，谁来了都说真香。考虑到大地原点的重要性，我曾经给国家局反映过这样一个设想，把大地原点搞成科普园地。我给国家局写了报告，当时国家局很支持，说要搞就搞一流的，按现有的基地搞科普，再加上国家的测绘技术展览中心，差不多就是个测绘科技博物馆。我当时就有点担心了，这样可能就会需要一些钱，可能就会一时上不去。
王：后来我提了个方案，就是利用大地原点现有的设施，大概也有两百多平方米，一个房间展示各个时代的测绘仪器，另一个房间展出用图片反映现代的测绘技术。我们可以跟西安的测绘单位联系，给他们版面，让他们介绍自己的测绘技术，这也是给测绘单位做宣传。这样大地原点就充实起来，最后慢慢地测绘博物馆就形成了，这是我第二次的建议。
陈：在上世纪90年代，陕西测绘局曾提出想在大地原点建博物馆，那时候呼声也挺大的，我们还到处去搞设计，去联系，规划图也做了，后来交上去就没动静了。后来又说要做，我们又做了，最后又没动静了。就现在的情况，不懂测绘的人去参观大地原点是很单调的，就是一颗玛瑙。我们就想，要是能把它建成园林式的就好了。现在平时有人去参观，有时收两三块钱，有时候也不收钱，收的这些钱主要用于原点的日常维护。
其实，从大地原点建成时起，国家为了保障其地基稳固和正常的观测信号接收做了大量的工作，为了让更多的人认识和了解大地原点而“三征土地”，扩建至现在的60多亩占地，并组织人力物力进行统筹规划。然而，由于各方面的原因，规划多次的“科技馆”“博物馆”等等，依然如空中阁楼，不知何时着地。
王：我今年67，真的要搞大地原点的展览或者科普，我还真有这个信心，当个顾问吧，我也是找一个精神寄托。如果现在要搞，找我，我还是会去，哪怕就是让我住那里我也不会害怕。我觉得大地原点还是要慢慢进行发展，不至于让它荒在那里，这对陕西局来说，是很不光彩的。
陈：那地方（大地原点），我觉得搞科普教育是可以的，最好的就是由企业投资，集科普、会议和休闲于一体，把方方面面都带动起来。咸阳基本上没什么度假山庄，组织开会也一般在县上的招待所，要是把大地原点建设起来，开会也方便。另外，大地原点在泾阳县，当地人也挺自豪的，每次跟人说起的时候，都说泾阳县是大地原点。
期待原点姹紫嫣红
2004年9月30日，陕西省十届人大常委会第十三次会议表决通过了全面修订的《陕西省测绘条例》，该条例规定了对“大地原点”进行保护的措施：位于陕西省泾阳县境内的中国“大地原点”是国家重要的测绘基础设施，在“大地原点”半径1000米范围内，禁止修建加油加气站、易爆物品仓储场所、养鱼场，禁止实施采掘、爆破以及其他可能危害“大地原点”地基稳固和影响正常观测信号接收的行为。在“大地原点”半径3000米和两个规定的扇形区域范围内，禁止建设海拔440米以上的高层建筑物以及从事其他影响正常观测的行为。
原点保护已有法可依，原点未来，尚待何时？
链接
中华人民共和国大地原点是国家坐标系（1980西安坐标系）的基准点，该原点建立于1978年12月，占地3.92公顷，由主体建筑、中心标志、测量仪器台和投影亭等组成。
原点中心位于塔楼地下室花岗岩标石顶面，以镶嵌的球形玛瑙作标志，坐标为东经108°55′，北纬34°32′，海拔高度417.20米。
原陕西测绘局科教处长、大地数据处理中心总工、教授级高工董鸿闻先生，曾在国家天文大地网中负责整体平差工作，他向我们介绍和提供了国家天文大地网的相关信息：国家天文大地网（简称国家大地网）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。
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。我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，1975年修补测工作全部结束，全网约有5万个大地点。
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。
