福建省大地测量学科发展研究报告

[摘要]　介绍福建省大地测量学科发展的现状，分析了福建省大地测量学科发展存在的问题，进一步分析了我省大地测量发展的趋势，从连续运行卫星定位服务系统、20000坐标系、似大地水准面精化等方面提出了今后发展的方向。

[关键词]　福建省大地测量　发展现状发展趋势

0　引言

大地测量学是地学领域中的基础性学科，是为人类的活动提供地球空间信息的学科。随着社会经济的迅速发展，人口持续增长，人类可利用的地球空间受到日益严峻的约束，获取地球空间信息，合理利用空间资源，已成为现代社会经济发展战略的重要环节。大地测量学在20世纪特别是近几十年来随着计算机技术和空间技术的进步而得到了飞跃发展。大地测量学的对象已逐渐由静止的转为动态的；其学科范围已由陆地表面扩展到海洋，由地球表面延伸到地球内部；大地测量的信息获取手段已由地面技术发展到空间技术；其数据处理已由后处理发展到准实时和实时处理；其工作距离已由数十公里发展到几千公里，定位精度由米级提高到厘米级和毫米级；大地测量学由单一学科发展到与其它测绘学科或和其它地学学科相互渗透的综合性学科，成为推动地球科学发展的前沿学科之一。由此，大地测量学在资源和环境的利用、保护、管理以及防灾减灾和提供地球空间信息或地理信息基础框架等方面的应用得到不断的扩展。

1　学科定义及主要任务

大地测量学(Geodesy)是在一定的时间一空间参考系统中，测量和描绘地球及其它行星体的一门学科。大地测量学是地球科学中的一个分支，而且是发展最活跃、最具有重要地位的一个分支。它的最基本的任务是测量和描述地球并监测其变化，为人类活动提供关于地球等行星体的空间信息。因此，从本质上讲，它是一门地球信息学科，既是基础学科，又是应用学科。

从广义上说，现代大地测量的基本任务是：①建立和维持高精度的惯性和地固参考系，建立和维持地区性和全球的三维大地网，包括海底大地网，以一定的时间尺度长期监测这些网随时间的变化，为大地测量定位和研究地球动力学现象提供一个高精度的地球参考框架和地面基准点网；②监测和解释各种地球动力学现象；③测定地球形状和地球外部重力场精细结构及其随时间的变化，对观测结果进行地球物理学解释。

具体到我省，大地测量的主要任务有：①坐标系统的建立、维护和更新；②卫星定位的发展应用；③重力基准的建立、维护和更新；④似大地水准面精化的发展应用。

空间大地测量是实现大地测量学科各类目标最基本、最适用的技术手段，是大地测量学科向地球科学深层次扩展的主通道和主推力，决定着学科的发展方向和科学地位。近年空间大地测量发展的特点是：①GPS技术已迅速普及，正在成为大地测量的主要常规技术；②技术模式多样化，包括空基系统、陆基系统和卫星跟踪系统等，正在逐步形成一个全功能的配套系统，这一配套空间大地测量系统将具有感测重力场不同波段信息、卫星轨道测定、地面点定位、全球地形测高等整体功能；③向降低用户人工干预程度，作业自动化方向发展；④追求更高的精度、分辨率和可靠性，继续系统的更新换代过程；⑤实施一系列国际空间大地测量计划，以支持精化全球参考框架和研究地球动力学问题。

2　福建省大地测量学科发展现状

建国以来，我省的大地测量工作取得了巨大的成绩。其发展水平和国内相当。经过我省测量工作者的多年努力，已经建立起遍布全省的大地基准、高程基准、重力基准，为海西建设发挥了重要的作用。

2.1　常规大地测量

常规大地测量主要是指建国后，国家组织测量的天文大地控制网和各等级的三角点。

我省的天文大地控制网1954年～1955年施测，测定了8个一等天文点，9个二等天文点和5个四等天文点。此外，福建省地震综合队于1973年在东山县测定了4个一等天文点。这些天文点的坐标成果为：1954年北京坐标系，高斯投影六度分带；1956年黄海高程系。

国家三角测量按控制次序和施测精度分为一、二、三、四等。

福建省的一等三角测量，有浦城一永安、瑞安一浦城、瑞安一福清、永安一瑞金、永安一福清、潮州一瑞金、永安一厦门、福清一厦门、厦门一潮安等9个纵横锁段，互相交叉构成三个锁环。由总参测绘局大地测量队于1955年～1957年间施测完成，现在福建省内有一等三角点约152点。

二等三角网是在一等三角锁控制下布设的，福建省的二等三角网由总参测绘局和总参测绘学院于1956年～1959年完成，福建省内有二等三角点(含三角锁)约892点。

三、四等三角网是二等三角网的进一步加密。建国初期，福建省大面积的三等三角测量是由总参测绘局和总参测绘学院于1957年～1959年施测的。1958年，建筑工程部勘察设计院在福州市制定了城1I、城IⅡ三角网。其后福建省各个经济建设部门，先后在各测区进行了大量的三、四等三角测量，省内的主要施测单位有：福建省测绘局、福建省建筑设计院、福建省水利电力设计院、福建省121煤田地勘队等多个单位。福建省内有三等三角点约954个，四等三角点约651个。此外，福州军区于上世纪60～70年代期间还在全省范围内布设有大量的四等三角点。

可以说，各等级天文点和三角点的点位基本覆盖全省，为我省经济建设作出了巨大贡献。但是，受当时技术条件的限制，其精度较低，而且大多数点位位于高山上，使用非常不方便，加上多年没有维护、没有复测，单纯的三角点已经不能满足我省经济建设的需要。

2.2　空间大地测量技术的发展和应用

空间大地测量技术主要是指全球导航卫星定位(GNSS)技术。GNSS目前在世界上主要指美国的GPS系统，同时并存的还包括俄罗斯的GLONASS系统、欧洲的GALILEO系统以及中国的COMPASS北斗系统。

美国于1973年提出了GPS全球卫星导航系统，1995年该系统建成并开始投入运行，至2009年9月，美国共发射了4种GPS卫星系列。美国的GPS是GNSS中第一个投入全面工作的系统，而且是从1995年以来至今一直稳定运营的唯一系统。GPS进入正常工作之后，1996年，美国启动GPS现代化进程，大幅度提高系统的性能，作为现代化的第一步，在2000年5月1日终止了人为降低民用定位精度的可用性选择(sA)，接着在卫星载荷系统、地面运控系统等方面采取积极举措，有效提高了GPS的各项功能和性能指标，使应用范围迅速扩大，用户数量急剧增长，全球掀起了卫星导航系统建设和应用服务的浪潮。GPS测量技术以一种全新的测量方式，在大地测量方面得到广泛的应用。

全球定位系统的主要特点有：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。

2.2.1　定位精度高

应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50公里以内可达10^-6，100～500公里可达10^-7，1000公里可达10^-9。在

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