福建省大地測(cè)量學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告

福建省測(cè)繪學(xué)會(huì)

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福建省大地測(cè)量學(xué)科發(fā)展研究報(bào)告

福建省測(cè)繪學(xué)會(huì)

介紹福建省大地測(cè)量學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了福建省大地測(cè)量學(xué)科發(fā)展存在的問題，進(jìn)一步分析了我省大地測(cè)量發(fā)展的趨勢(shì),從連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)、20000坐標(biāo)系、似大地水準(zhǔn)面精化等方面提出了今后發(fā)展的方向。

福建省 大地測(cè)量 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

大地測(cè)量學(xué)是地學(xué)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)性學(xué)科，是為人類的活動(dòng)提供地球空間信息的學(xué)科。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口持續(xù)增長，人類可利用的地球空間受到日益嚴(yán)峻的約束，獲取地球空間信息，合理利用空間資源，已成為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)。大地測(cè)量學(xué)在20世紀(jì)特別是近幾十年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間技術(shù)的進(jìn)步而得到了飛躍發(fā)展。大地測(cè)量學(xué)的對(duì)象已逐漸由靜止的轉(zhuǎn)為動(dòng)態(tài)的；其學(xué)科范圍已由陸地表面擴(kuò)展到海洋，由地球表面延伸到地球內(nèi)部；大地測(cè)量的信息獲取手段已由地面技術(shù)發(fā)展到空間技術(shù)；其數(shù)據(jù)處理已由后處理發(fā)展到準(zhǔn)實(shí)時(shí)和實(shí)時(shí)處理；其工作距離已由數(shù)十公里發(fā)展到幾千公里，定位精度由米級(jí)提高到厘米級(jí)和毫米級(jí)；大地測(cè)量學(xué)由單一學(xué)科發(fā)展到與其它測(cè)繪學(xué)科或和其它地學(xué)學(xué)科相互滲透的綜合性學(xué)科，成為推動(dòng)地球科學(xué)發(fā)展的前沿學(xué)科之一。由此，大地測(cè)量學(xué)在資源和環(huán)境的利用、保護(hù)、管理以及防災(zāi)減災(zāi)和提供地球空間信息或地理信息基礎(chǔ)框架等方面的應(yīng)用得到不斷的擴(kuò)展。

1 學(xué)科定義及主要任務(wù)

大地測(cè)量學(xué)（Geodesy）是在一定的時(shí)間—空間參考系統(tǒng)中，測(cè)量和描繪地球及其它行星體的一門學(xué)科。大地測(cè)量學(xué)是地球科學(xué)中的一個(gè)分支，而且是發(fā)展最活躍、最具有重要地位的一個(gè)分支。它的最基本的任務(wù)是測(cè)量和描述地球并監(jiān)測(cè)其變化，為人類活動(dòng)提供關(guān)于地球等行星體的空間信息。因此，從本質(zhì)上講，它是一門地球信息學(xué)科，既是基礎(chǔ)學(xué)科，又是應(yīng)用學(xué)科。

從廣義上說，現(xiàn)代大地測(cè)量的基本任務(wù)是：①建立和維持高精度的慣性和地固參考系，建立和維持地區(qū)性和全球的三維大地網(wǎng)，包括海底大地網(wǎng)，以一定的時(shí)間尺度長期監(jiān)測(cè)這些網(wǎng)隨時(shí)間的變化，為大地測(cè)量定位和研究地球動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象提供一個(gè)高精度的地球參考框架和地面基準(zhǔn)點(diǎn)網(wǎng)；②監(jiān)測(cè)和解釋各種地球動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象；③測(cè)定地球形狀和地球外部重力場(chǎng)精細(xì)結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間的變化，對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行地球物理學(xué)解釋。

具體到我省，大地測(cè)量的主要任務(wù)有：①坐標(biāo)系統(tǒng)的建立、維護(hù)和更新；②衛(wèi)星定位的發(fā)展應(yīng)用；③重力基準(zhǔn)的建立、維護(hù)和更新；④似大地水準(zhǔn)面精化的發(fā)展應(yīng)用。

空間大地測(cè)量是實(shí)現(xiàn)大地測(cè)量學(xué)科各類目標(biāo)最基本、最適用的技術(shù)手段，是大地測(cè)量學(xué)科向地球科學(xué)深層次擴(kuò)展的主通道和主推力，決定著學(xué)科的發(fā)展方向和科學(xué)地位。近年空間大地測(cè)量發(fā)展的特點(diǎn)是：①GPS技術(shù)已迅速普及，正在成為大地測(cè)量的主要常規(guī)技術(shù)；②技術(shù)模式多樣化，包括空基系統(tǒng)、陸基系統(tǒng)和衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)等，正在逐步形成一個(gè)全功能的配套系統(tǒng)，這一配套空間大地測(cè)量系統(tǒng)將具有感測(cè)重力場(chǎng)不同波段信息、衛(wèi)星軌道測(cè)定、地面點(diǎn)定位、全球地形測(cè)高等整體功能；③向降低用戶人工干預(yù)程度，作業(yè)自動(dòng)化方向發(fā)展；④追求更高的精度、分辨率和可靠性，繼續(xù)系統(tǒng)的更新?lián)Q代過程；⑤實(shí)施一系列國際空間大地測(cè)量計(jì)劃，以支持精化全球參考框架和研究地球動(dòng)力學(xué)問題。

2 福建省大地測(cè)量學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

建國以來，我省的大地測(cè)量工作取得了巨大的成績，其發(fā)展水平和國內(nèi)相當(dāng)。經(jīng)過我省測(cè)量工作者的多年努力，已經(jīng)建立起遍布全省的大地基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、重力基準(zhǔn)，為海西建設(shè)發(fā)揮了重要的作用。

2.1 常規(guī)大地測(cè)量

常規(guī)大地測(cè)量主要是指建國后，國家組織測(cè)量的天文大地控制網(wǎng)和各等級(jí)的三角點(diǎn)。

我省的天文大地控制網(wǎng)1954年～1955年施測(cè)，測(cè)定了８?jìng)€(gè)一等天文點(diǎn)，９個(gè)二等天文點(diǎn)和５個(gè)四等天文點(diǎn)。此外，福建省地震綜合隊(duì)于1973年在東山縣測(cè)定了４個(gè)一等天文點(diǎn)。這些天文點(diǎn)的坐標(biāo)成果為：1954年北京坐標(biāo)系，高斯投影六度分帶；1956年黃海高程系。

國家三角測(cè)量按控制次序和施測(cè)精度分為一、二、三、四等。

福建省的一等三角測(cè)量，有浦城－永安、瑞安－浦城、瑞安－福清、永安－瑞金、永安－福清、潮州－瑞金、永安－廈門、福清－廈門、廈門－潮安等9個(gè)縱橫鎖段，互相交叉構(gòu)成三個(gè)鎖環(huán)。由總參測(cè)繪局大地測(cè)量隊(duì)于1955年～1957年間施測(cè)完成，現(xiàn)在福建省內(nèi)有一等三角點(diǎn)約152點(diǎn)。

二等三角網(wǎng)是在一等三角鎖控制下布設(shè)的，福建省的二等三角網(wǎng)由總參測(cè)繪局和總參測(cè)繪學(xué)院于1956年～1959年完成，福建省內(nèi)有二等三角點(diǎn)（含三角鎖）約892點(diǎn)。

三、四等三角網(wǎng)是二等三角網(wǎng)的進(jìn)一步加密。建國初期，福建省大面積的三等三角測(cè)量是由總參測(cè)繪局和總參測(cè)繪學(xué)院于1957年～1959年施測(cè)的。1958年，建筑工程部勘察設(shè)計(jì)院在福州市制定了城Ⅱ、城Ⅲ三角網(wǎng)。其后福建省各個(gè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)部門，先后在各測(cè)區(qū)進(jìn)行了大量的三、四等三角測(cè)量，省內(nèi)的主要施測(cè)單位有：福建省測(cè)繪局、福建省建筑設(shè)計(jì)院、福建省水利電力設(shè)計(jì)院、福建省121煤田地勘隊(duì)等多個(gè)單位。福建省內(nèi)有三等三角點(diǎn)約954個(gè)，四等三角點(diǎn)約651個(gè)。此外，福州軍區(qū)于上世紀(jì)60～70年代期間還在全省范圍內(nèi)布設(shè)有大量的四等三角點(diǎn)。

可以說，各等級(jí)天文點(diǎn)和三角點(diǎn)的點(diǎn)位基本覆蓋全省，為我省經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)。但是，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，其精度較低，而且大多數(shù)點(diǎn)位位于高山上，使用非常不方便，加上多年沒有維護(hù)、沒有復(fù)測(cè)，單純的三角點(diǎn)已經(jīng)不能滿足我省經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

2.2 空間大地測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

空間大地測(cè)量技術(shù)主要是指全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位（GNSS）技術(shù)。GNSS目前在世界上主要指美國的GPS系統(tǒng)，同時(shí)并存的還包括俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、歐洲的GALILEO系統(tǒng)以及中國的COMPASS北斗系統(tǒng)。

美國于1973年提出了GPS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，1995年該系統(tǒng)建成并開始投入運(yùn)行，至2009年9月，美國共發(fā)射了4種GPS衛(wèi)星系列。美國的GPS是GNSS中第一個(gè)投入全面工作的系統(tǒng)，而且是從1995年以來至今一直穩(wěn)定運(yùn)營的唯一系統(tǒng)。GPS進(jìn)入正常工作之后，1996年，美國啟動(dòng)GPS現(xiàn)代化進(jìn)程，大幅度提高系統(tǒng)的性能，作為現(xiàn)代化的第一步，在2000年5月1日終止了人為降低民用定位精度的可用性選擇(SA)，接著在衛(wèi)星載荷系統(tǒng)、地面運(yùn)控系統(tǒng)等方面采取積極舉措，有效提高了GPS的各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)，使應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，用戶數(shù)量急劇增長，全球掀起了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用服務(wù)的浪潮。GPS測(cè)量技術(shù)以一種全新的測(cè)量方式，在大地測(cè)量方面得到廣泛的應(yīng)用。

全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等。

2.2.1定位精度高

應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50公里以內(nèi)可達(dá)10-6，100～500公里可達(dá)10-7，1000公里可達(dá)10-9。在300～1500米工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與高精度電磁波測(cè)距儀測(cè)定的邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。

2.2.2觀測(cè)時(shí)間短

隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善和軟件的不斷更新，目前，20公里以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15～20分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15公里以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1～2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。

在大地測(cè)量方面，GPS主要應(yīng)用于區(qū)域大地控制網(wǎng)。從上世紀(jì)90年代中期開始，GPS技術(shù)已經(jīng)成為建立我省大地控制網(wǎng)的最主要手段。

2.2.2.1 福建境內(nèi)的國家A、B級(jí)GPS控制網(wǎng)

國家測(cè)繪局于1992年至2004年施測(cè)的國家A、B級(jí)GPS網(wǎng)，在福建境內(nèi)有GPS A 級(jí)網(wǎng)點(diǎn)30個(gè)，B級(jí)網(wǎng)點(diǎn)25個(gè)。GPS A級(jí)網(wǎng)的基線相對(duì)精度達(dá)到10-8量級(jí)，GPS B級(jí)網(wǎng)的基線相對(duì)精度達(dá)到10-7量級(jí)。A、B級(jí)GPS點(diǎn)具有WGS-84大地坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系的成果。

2.2.2.2 福建省C級(jí)GPS控制網(wǎng)

2003年福建省測(cè)繪局組織實(shí)施了福建省C級(jí)GPS網(wǎng)的建設(shè)工作。福建省C級(jí)GPS網(wǎng)由475個(gè)控制點(diǎn)組成，提供了網(wǎng)點(diǎn)的WGS-84大地坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系及1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)，同時(shí)分別確定了福建省準(zhǔn)確、可靠的WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)至1954年北京坐標(biāo)系統(tǒng)及WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)至1980西安坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)。GPS網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，結(jié)果精度高，GPS C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)水平方向的精度優(yōu)于±2厘米，高程方向的精度優(yōu)于±3厘米。

同時(shí)對(duì)部分GPS C級(jí)點(diǎn)用附合路線或支線方式進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，按照三等水準(zhǔn)觀測(cè)。三等水準(zhǔn)測(cè)量于2002年11月~2004年10月完成。

2.2.2.3 各地市建立的GPS控制網(wǎng)

在福建省全省C級(jí)GPS網(wǎng)的基礎(chǔ)上，全省多個(gè)地市也建立了各自的基礎(chǔ)GPS控制網(wǎng)，覆蓋各自區(qū)域或部分區(qū)域，為各種測(cè)量工作提供工作基準(zhǔn)，如廈門市在上世紀(jì)90年代就建立了覆蓋全市范圍的C級(jí)GPS控制網(wǎng)；莆田市在2006年建成了由40個(gè)C級(jí)GPS控制點(diǎn)和160個(gè)D級(jí)GPS控制點(diǎn)組成基礎(chǔ)控制網(wǎng)，覆蓋全莆田市范圍；其余的各地市如寧德市、福州市、漳州市、泉州市、三明市等也建成了覆蓋全市或覆蓋核心規(guī)劃區(qū)的基礎(chǔ)控制網(wǎng)。

2.2.2.4 各縣市建立的基礎(chǔ)控制網(wǎng)

在福建省全省C級(jí)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，部分經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的縣市也建立了各自的基礎(chǔ)GPS控制網(wǎng)，覆蓋各縣市區(qū)域，為各種測(cè)量工作提供工作基準(zhǔn)，如晉江市于2008年建成了由45個(gè)C級(jí)GPS控制點(diǎn)和150個(gè)D級(jí)GPS控制點(diǎn)組成基礎(chǔ)控制網(wǎng)，覆蓋全晉江市范圍。其它如福清、永定、惠安等縣也建立了各自的基礎(chǔ)GPS控制網(wǎng)。

2.3 福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)

連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）技術(shù)，在某地區(qū)、某個(gè)城市建立永久性的連續(xù)運(yùn)行參考站、系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理中心（簡稱控制中心），利用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各參考站與系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理中心組成網(wǎng)絡(luò)，共享參考站數(shù)據(jù)，利用參考站網(wǎng)軟件進(jìn)行處理，然后向各種用戶自動(dòng)地發(fā)布不同類型的GNSS原始數(shù)據(jù)、各種類型RTK差分改正數(shù)據(jù)等。其主要功能是向系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶提供各種不同精度的時(shí)間和位置服務(wù)信息。它是多功能、多用途的綜合服務(wù)定位網(wǎng)。

我國連續(xù)運(yùn)行參考站建設(shè)開始于1992年，國家測(cè)繪局與美國大地測(cè)量局在武漢建立國內(nèi)第一個(gè)GPS永久跟蹤站，用于全球陸地參考框架定義以及GPS衛(wèi)星軌道確定。此后，深圳市建立了國內(nèi)首個(gè)區(qū)域連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)，連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的熱潮在我國悄然興起。北京、香港、上海、深圳、天津、武漢、昆明、成都等地已建立了類似的服務(wù)系統(tǒng)，廣東、江蘇、浙江等也建成覆蓋全省的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)，全國其它省份也都在籌建或在建連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)。

福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)（FJCORS）是我國華東地區(qū)省級(jí)的連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它不僅可以向省內(nèi)測(cè)繪用戶提供高精度、連續(xù)的時(shí)間和空間基準(zhǔn)，并可向精密導(dǎo)航、精密定位、抗災(zāi)減災(zāi)等應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)，是空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施最為重要的組成部分，也是數(shù)字省份多種空間數(shù)據(jù)采集的基準(zhǔn)參考框架。FJCORS可與浙江省、江西省、廣東省連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，通過加入省網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全省系統(tǒng)的互聯(lián)互通和互操作，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。

FJCORS由福建省測(cè)繪局于2008開始建設(shè)，到目前完成了FJCORS第一期的建設(shè)，已建成30個(gè)參考站，參考站主要分布在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可以提供包括網(wǎng)絡(luò)RTK在內(nèi)的多項(xiàng)服務(wù)。

2.4 坐標(biāo)系統(tǒng)

坐標(biāo)系統(tǒng)一直是大地測(cè)量中最基本的問題。大地坐標(biāo)系依其坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置不同而分為地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系。我國大地坐標(biāo)系從建立至今，經(jīng)歷了從參心坐標(biāo)系到地心坐標(biāo)系的發(fā)展過程，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)提供了有效保障。隨著國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善和數(shù)字地球戰(zhàn)略的提出，我國大地坐標(biāo)系發(fā)生新的變化。

我國大地坐標(biāo)系的建立始于20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)引入的1954年北京坐標(biāo)系(簡稱54坐標(biāo)系)。20世紀(jì)80年代初，通過天文大地網(wǎng)平差，建立了1980西安大地坐標(biāo)系(簡稱80坐標(biāo)系)和新54坐標(biāo)系。20世紀(jì)80年代末，隨著空間技術(shù)的發(fā)展,我國實(shí)現(xiàn)了多種高精度地心坐標(biāo)框架。2008年7月1日開始使用CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)。我省使用的大地坐標(biāo)系情況與國家坐標(biāo)系統(tǒng)發(fā)展基本一致。

2.5 地方坐標(biāo)系

我國各大中城市和地區(qū)為適應(yīng)當(dāng)?shù)匾?guī)劃和建設(shè)的需要，建立城市坐標(biāo)系和地區(qū)坐標(biāo)系，它們的特點(diǎn)是相互獨(dú)立、使用方便，但與地心坐標(biāo)系不發(fā)生聯(lián)系，與國家坐標(biāo)系的關(guān)系也不精確。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各城市和地區(qū)間的聯(lián)系愈加密切，各種跨城市和地區(qū)的建設(shè)項(xiàng)目越來越多，而且隨著空間技術(shù)的應(yīng)用，這種坐標(biāo)系的缺點(diǎn)逐漸暴露出來，必將影響城市建設(shè)的需要。

我省各地級(jí)市一般根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩砦恢迷?954年北京坐標(biāo)系或1980西安坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上確立當(dāng)?shù)氐牡胤阶鴺?biāo)系，主要方法有投影于參考橢球面的任意分帶的高斯投影、具有高程抵償面的3°分帶高斯投影、具有高程抵償面的任意分帶高斯投影等。各地級(jí)市城市現(xiàn)行使用的坐標(biāo)分別為：莆田——1980西安坐標(biāo)系，中央子午線119°；泉州——泉州獨(dú)立坐標(biāo)系，即中央子午線為118°30′的1954年北京坐標(biāo)系；漳州 ——漳州城市坐標(biāo)系，中央子午線為117°40′的1954年北京坐標(biāo)系；龍巖——龍巖市地方坐標(biāo)系（即抵償面高程為350米，中央子午線為117°的1980西安坐標(biāo)系）；南平——1980年西安坐標(biāo)系，中央子午線為118°30′；比較特殊的是福州 ——福州城市地方平面直角坐標(biāo)系，廈門——92廈門坐標(biāo)系。

福州城市地方平面直角坐標(biāo)系投影帶采用任意帶，以高蓋山控制點(diǎn)東經(jīng)119°18′23″為中央子午線，投影面為克拉索夫斯基參考橢球體面，與大地水準(zhǔn)面之間為60m。坐標(biāo)原點(diǎn)以主網(wǎng)高蓋山三角點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)起算。起算方位角以主網(wǎng)高蓋山三角點(diǎn)為坐標(biāo)起算原點(diǎn)，往玉毛尾三角點(diǎn)方向方位角為起算方位角。

我省正式經(jīng)過批準(zhǔn)的地方坐標(biāo)系只有“92廈門坐標(biāo)系”，由廈門市人民政府發(fā)布，1998年1月1日實(shí)施。92廈門坐標(biāo)系是1.5度帶的1954年北京坐標(biāo)系，高程歸算面采用黃海0米。

2.6 高程基準(zhǔn)

新中國成立前，我國沒有統(tǒng)一高程系統(tǒng)，高程基準(zhǔn)較為混亂，曾在不同時(shí)期以不同方式建立了如坎門、吳淞口、青島、大連等地驗(yàn)潮站，得到不同的高程基準(zhǔn)面系統(tǒng)。我省也存在多種地方高程系統(tǒng)，如福州地區(qū)的羅基高程系統(tǒng)和羅星塔零點(diǎn)高程系統(tǒng)、廈門海關(guān)高程系統(tǒng)、漳州馬肚底高程系統(tǒng)、南安石礱高程系統(tǒng)、南安石壁高程系統(tǒng)等，高程基準(zhǔn)不一，為生產(chǎn)帶來很大不便。

1957年確定青島驗(yàn)潮站為我國基本驗(yàn)潮站，以該站1950年至1956年7年間的潮汐資料推求的平均海水面作為我國的高程基準(zhǔn)面，計(jì)算的水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289米。以此高程基準(zhǔn)面作為我國統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，為1956年黃海高程系統(tǒng)。幾十年來，1956年黃海高程系在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防和科學(xué)研究等方面都起到了重要的作用。

1956年黃海高程系的高程基準(zhǔn)面的確立，是在當(dāng)時(shí)客觀條件下的最佳方案，對(duì)統(tǒng)一全國高程有其重要的歷史意義。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，驗(yàn)潮資料的積累，存在著明顯的不足和缺陷：采用青島驗(yàn)潮站7年的觀測(cè)資料太少，由于潮汐數(shù)據(jù)時(shí)間短，無法消除長周期潮汐變化的影響，導(dǎo)致計(jì)算的平均海水面不太穩(wěn)定，代表性較差；潮汐數(shù)據(jù)記錄有個(gè)別錯(cuò)誤；對(duì)我國沿海海面狀況缺乏深入了解，沒有測(cè)定各地平均海面和黃海平均海面的差值，無法確定我國沿海海面存在的南高北低的具體量級(jí)，也就無法顧及我國海面存在的傾斜問題；沒有聯(lián)測(cè)至海南島等等。

新的國家高程基準(zhǔn)面根據(jù)1952年~1979年27年間的驗(yàn)潮資料計(jì)算得到，依據(jù)這個(gè)高程基準(zhǔn)面作為全國高程的統(tǒng)一起算面，稱為“1985國家高程基準(zhǔn)”，計(jì)算得到的國家水準(zhǔn)點(diǎn)的高程為72.260米。1987年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，于1988年1月正式啟用。目前，福建省內(nèi)統(tǒng)一使用1985國家高程基準(zhǔn)。

在高程基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，上世紀(jì)50年代至60年代完成了國家一期一等水準(zhǔn)網(wǎng)的施測(cè)和平差計(jì)算，總長約4萬公里，構(gòu)成了我國建國初期的國家高程系統(tǒng)。70年代至80年代完成了國家二期一等和二等水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)和計(jì)算。國家一等水準(zhǔn)網(wǎng)總長度約9. 3萬公里，國家二等水準(zhǔn)網(wǎng)總長度約為13. 7萬公里，為全國所有涉及高程的各項(xiàng)工作提供了基準(zhǔn)框架。90年代完成了國家二期一等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測(cè)工作，為中國大陸地殼垂直運(yùn)動(dòng)研究提供了可靠的科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

福建省內(nèi)現(xiàn)有高程基準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要有一、二等水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，主要沿國道和部分省道布設(shè)。第一次于1952年至1958年間，主要由福建省水利系統(tǒng)精密水準(zhǔn)測(cè)量隊(duì)施測(cè)；第二次測(cè)量自1972年至1979年開始，由福建省地震測(cè)量隊(duì)進(jìn)行；第三次在1992年至1998年之間施測(cè)，主要是一等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)，共復(fù)測(cè)了8條路線，路線總長度約1430公里，共583個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)（上下標(biāo)志各算一個(gè)）；第四次在2003年至2004年之間施測(cè)，主要是二等水準(zhǔn)復(fù)測(cè)，共復(fù)測(cè)了21條路線，路線總長度1800公里，共450個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。

省內(nèi)部分單位也為各地市進(jìn)行了一、二等水準(zhǔn)測(cè)量工作，主要由廈門地震勘測(cè)研究中心承擔(dān)：（1）2000年建設(shè)了泉州市一等水準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)，為泉州市城市建設(shè)提供統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)；（2）2002年在福建境內(nèi)杭廣南一等水準(zhǔn)路線基礎(chǔ)上，建設(shè)了一等水準(zhǔn)網(wǎng)，該網(wǎng)由3個(gè)閉合環(huán)，13條水準(zhǔn)觀測(cè)路線，385個(gè)一等水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成，2002年完成1期共1529.7公里一等水準(zhǔn)觀測(cè)，為地方市政建設(shè)提供高等級(jí)高程基準(zhǔn)和獲取福建省垂直形變場(chǎng)提供服務(wù)；（3）2002年建設(shè)了廈門市一等水準(zhǔn)網(wǎng)，該網(wǎng)由13條水準(zhǔn)測(cè)線，70多個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成，共245公里，從2005年至今每年復(fù)測(cè)1期，為廈門市市政建設(shè)提供統(tǒng)一高程基準(zhǔn)，同時(shí)為廈門市地面沉降特征研究提供服務(wù)。

2.7 似大地水準(zhǔn)面精化

似大地水準(zhǔn)面的精化一直是大地測(cè)量學(xué)中的熱點(diǎn)問題，不僅具有理論價(jià)值，尤其是在高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的今天，更具巨大的使用價(jià)值，它將使全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三維定位性質(zhì)在實(shí)際應(yīng)用中充分發(fā)揮作用，并在高程測(cè)定上用衛(wèi)星定位逐漸替代低等級(jí)的水準(zhǔn)作業(yè)。新一代中國似大地水準(zhǔn)面CQG2000是在利用420055的重力數(shù)據(jù)和671個(gè)國家A/B級(jí)GPS水準(zhǔn)資料計(jì)算得出的。CQG2000在36°以北、108°以西似大地水準(zhǔn)面的精度為±0. 5米；在36°以北、108°以東精度為±0. 3米；在36°以南、108°以西精度為±0. 6米；在36°以南、108°以東精度為±0. 3米。

我國局部大地水準(zhǔn)面的研究，自2004年以來，提出了確定似大地水準(zhǔn)面嚴(yán)密的陸海統(tǒng)一算法和具有原創(chuàng)性的球冠諧理論和方法，突破了若干關(guān)鍵技術(shù)，使得我國城市似大地水準(zhǔn)面確定精度實(shí)現(xiàn)了跨時(shí)代的發(fā)展。全球定位技術(shù)結(jié)合1厘米精度似大地水準(zhǔn)面成果，可以滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量要求。

具體到我省，在2003年～2004年由福建省測(cè)繪局組織，開展了全省區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化工作，綜合利用GPS、水準(zhǔn)、重力測(cè)量成果的基礎(chǔ)上，以高分辨率數(shù)字高程模型、重力場(chǎng)模型，采用重力法與移去—恢復(fù)技術(shù)，確定我省分辨率為2.5′×2.5′的高精度似大地水準(zhǔn)面，內(nèi)符合精度為±5.5厘米，外部檢驗(yàn)精度為±6.2厘米，達(dá)到當(dāng)時(shí)的國內(nèi)領(lǐng)先水平。

各地市、縣近年來也開展了區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化工作。2005年～2006年，莆田市組織實(shí)施了高精度似大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目，覆蓋范圍為莆田市四區(qū)一縣，覆蓋面積約4200平方公里，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，其內(nèi)符合精度優(yōu)于±1.4厘米。2009年，寧德市組織實(shí)施了高精度似大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目，覆蓋整個(gè)寧德范圍面積約13400平方公里，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，其內(nèi)符合精度為優(yōu)于±3.0厘米。特別是福州市，2009年，在福州市區(qū)及附近約5000平方公里范圍，進(jìn)行了高精度的區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化工作，經(jīng)過平差計(jì)算，其平地精度優(yōu)于±0.8厘米，山地精度優(yōu)于±1.6厘米，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。其它的如廈門、漳州、泉州、龍巖、晉江等地也開展了區(qū)域似大地水準(zhǔn)面精化工作，覆蓋范圍大小不一，精度都優(yōu)于3厘米或5厘米。

2.8 重力測(cè)量

重力測(cè)量是根據(jù)不同的目的和要求，使用儀器測(cè)量地面某點(diǎn)的重力加速度。重力測(cè)量作為地震監(jiān)測(cè)的手段之一，同時(shí)是求定一、二等水準(zhǔn)點(diǎn)正常高的重力異常改正數(shù)的主要數(shù)據(jù)，是大地測(cè)量的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

上世紀(jì)50年代中期，我國建立了國家57重力基準(zhǔn)，在80 年代更新為85重力基準(zhǔn)，并于21世紀(jì)初建立2000國家重力基本網(wǎng)。

1973年開始，福建省地震綜合隊(duì)在福建、江西兩省的部分地區(qū)進(jìn)行了重力測(cè)量，主要沿一等水準(zhǔn)路線在水準(zhǔn)點(diǎn)上施測(cè)，重力路線長達(dá)6000多公里，點(diǎn)的密度為每隔15～20公里一個(gè)。

1981年，國家測(cè)繪總局在福建省測(cè)繪院溪口基地1號(hào)樓埋設(shè)了一個(gè)重力基準(zhǔn)點(diǎn)，是85國家重力基本網(wǎng)的6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之一（另5個(gè)是北京、廣州、南寧、昆明、青島），該網(wǎng)還包括64個(gè)基本重力點(diǎn)和5個(gè)引點(diǎn)，新網(wǎng)建立后，代替了原來采用的誤差較大的國家57重力基準(zhǔn)。

80年代期間，由福建省物化探大隊(duì)承擔(dān)的具有一定密度和精度要求的重力測(cè)量工作，已在全省范圍完成。

廈門地震勘測(cè)研究中心2008年承擔(dān)完成福建全省流動(dòng)重力網(wǎng)建設(shè)，該網(wǎng)共200多個(gè)重力測(cè)點(diǎn)、252個(gè)重力測(cè)段。從2008年至今，每年復(fù)測(cè)2期，為福建省重力背景場(chǎng)及重力場(chǎng)隨時(shí)間變化特征研究做出了貢獻(xiàn)。

我省重力點(diǎn)分布較密，精度較高的一級(jí)基準(zhǔn)點(diǎn)有29個(gè)，二級(jí)基準(zhǔn)點(diǎn)有227個(gè)，其余重力加密點(diǎn)有幾十萬個(gè)。

另外，在1977年～1978年間，福建省地震綜合隊(duì)建立福州鼓山重力基線場(chǎng)。福州鼓山重力基線場(chǎng)屬國家級(jí)重力基線場(chǎng)，供本省和鄰省測(cè)定重力格值用，改變了過去福建沒有自己的重力基線場(chǎng)的被動(dòng)局面。

3 福建省大地測(cè)量學(xué)科發(fā)展存在的問題分析

3.1 高端人才缺乏，基礎(chǔ)理論研究基本空白

在基礎(chǔ)理論研究方面，國內(nèi)跟蹤著世界先進(jìn)水平，近年來在虧秩自由網(wǎng)平差、粗差檢測(cè)和穩(wěn)鍵估計(jì)理論、地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)聯(lián)合平差的理論和模型、關(guān)于地面參考系的定向和地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)力學(xué)理論研究等方面取得不錯(cuò)的成績，但我省在這方面的高端人才非常缺乏，對(duì)大地測(cè)量基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究的幾乎沒有，基本空白。

3.2 成果共享機(jī)制不暢

目前，福建省已經(jīng)出臺(tái)了測(cè)繪成果匯交、共享的制度，但在執(zhí)行上存在很多問題，難于落實(shí)。特別是大地測(cè)量的成果數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)成果分屬測(cè)繪、地震、地勘等系統(tǒng)的因素，各部門仍處于各自為政的局面，加上大地測(cè)量的數(shù)據(jù)基本上都是機(jī)密、絕密級(jí)的數(shù)據(jù)，成果未能做到共享，使用非常不方便。

3.3 大地測(cè)量的發(fā)展水平在各地市間差距較大

在我省沿海地區(qū)，如福州、莆田、泉州、廈門、寧德等，大地測(cè)量的發(fā)展水平較高，在當(dāng)?shù)刎?cái)政的支持下，基本已經(jīng)完成整個(gè)行政區(qū)域或大規(guī)劃區(qū)的C、D級(jí)GPS網(wǎng)加密和厘米級(jí)似大地水準(zhǔn)面精化工作，甚至部分經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的縣市也獨(dú)立完成了該項(xiàng)工作，能基本滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)需要。而在我省的大多數(shù)山區(qū)縣市，由于財(cái)政投入不足，其GPS網(wǎng)的覆蓋范圍較小，精度難以保證，甚至極少數(shù)地區(qū)還在使用三角點(diǎn)成果，其基礎(chǔ)控制網(wǎng)不完善或者多年沒有復(fù)測(cè)，所使用的平面坐標(biāo)系統(tǒng)大部分采用54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或以某地區(qū)為參心的近似54北京坐標(biāo)系統(tǒng)或工程獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，有些縣市坐標(biāo)系選擇不當(dāng)，投影變形嚴(yán)重超限。

3.4 海洋大地測(cè)量較少

我省是海洋大省，有漫長的海岸線，但由于海洋測(cè)繪的組織實(shí)施一般由總參測(cè)繪局進(jìn)行，我省進(jìn)行的不多。

3.5 從事大地測(cè)量的測(cè)繪隊(duì)伍不多

我省從事測(cè)繪的隊(duì)伍非常多，有資質(zhì)的隊(duì)伍共有367家，其中甲級(jí)隊(duì)伍17家，乙級(jí)隊(duì)伍45家，丙級(jí)隊(duì)伍109家，丁級(jí)隊(duì)伍196家，但是有資質(zhì)從事大地測(cè)量的測(cè)繪隊(duì)伍很少，全省有資質(zhì)開展大地測(cè)量工作的只有4家，其中福建省測(cè)繪院和廈門地震勘測(cè)研究中心為甲級(jí)資質(zhì)，福建省地質(zhì)測(cè)繪院和福建省國土測(cè)繪院為乙級(jí)資質(zhì)。

4 福建省大地測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，對(duì)大地測(cè)量提出了越來越迫切的需求，建設(shè)統(tǒng)一、高精度、地心、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)結(jié)合的測(cè)繪基準(zhǔn)框架基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的迫切需要。

4.1 福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)第二期建設(shè)及系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)營

福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)第二期建設(shè)應(yīng)在現(xiàn)有的FJCORS參考站網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過和福建省地震局合作、聯(lián)網(wǎng)，再新建部分CORS參考站和整合地市或其它行業(yè)及周邊省份的CORS參考站，使FJCORS參考站達(dá)到70座以上，能夠覆蓋全省陸域、大部分島嶼及周邊地區(qū)，平均站間距離約為50公里。系統(tǒng)建設(shè)全部完成后，應(yīng)對(duì)所有參考站進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)測(cè)，同時(shí)擬定“福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)”的維護(hù)和社會(huì)化服務(wù)的政策和制度，建設(shè)省級(jí)測(cè)繪基準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理和服務(wù)中心，通過網(wǎng)站、手機(jī)短信等平臺(tái)，提升測(cè)繪基準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理、分析以及社會(huì)化服務(wù)能力，促進(jìn)系統(tǒng)的社會(huì)化應(yīng)用。本著“統(tǒng)籌規(guī)劃、分期實(shí)施、資源共享、服務(wù)社會(huì)”的原則，建立一個(gè)高精度、高時(shí)空分辨率、高效率、高覆蓋率的FJCORS綜合信息服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)，把GNSS這一高新技術(shù)綜合應(yīng)用于我省的大地測(cè)量、工程測(cè)量、氣象監(jiān)測(cè)、地災(zāi)監(jiān)測(cè)以及城市地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域，并兼顧社會(huì)公共定位服務(wù)，滿足日益增長的社會(huì)綜合管理與信息化建設(shè)的需求。

FJCORS的建成并向全社會(huì)提供服務(wù)，對(duì)測(cè)繪行業(yè)而言是一個(gè)技術(shù)上的革命，建立了我省永久性連續(xù)的動(dòng)態(tài)參考框架，建立了能長期、連續(xù)地反映城市時(shí)空信息多種動(dòng)態(tài)變化的動(dòng)態(tài)測(cè)繪基準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)用FJCORS網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，能極大地提高測(cè)繪生產(chǎn)效率；其次，在其它行業(yè)也能發(fā)揮重要的作用，在氣象預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)、交通管理和智能交通、變形觀測(cè)、農(nóng)林和導(dǎo)航等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 建設(shè)福建省GPS大地控制網(wǎng)

福建省衛(wèi)星定位大地控制網(wǎng)是FJCORS參考站的加密與補(bǔ)充，具有較高的點(diǎn)位密度，更廣的服務(wù)范圍。其主要工作是對(duì)已有福建省C級(jí)GPS控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，布設(shè)、觀測(cè)精化控制網(wǎng)點(diǎn)。

在現(xiàn)有的各類高等級(jí)控制點(diǎn)基礎(chǔ)上，按約每225km2布設(shè)一個(gè)精化控制網(wǎng)點(diǎn)（含平面、高程），全省約布設(shè)620點(diǎn)，利用現(xiàn)有控制點(diǎn)位約290點(diǎn)，新埋設(shè)約330點(diǎn)。主要選擇在水準(zhǔn)路線上適合水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)，優(yōu)先選擇FJCORS參考站點(diǎn)、CGCS2000控制網(wǎng)點(diǎn)、具有天線墩的控制點(diǎn)（如海島礁控制點(diǎn)）、經(jīng)過水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的福建省C級(jí)控制點(diǎn)，可利用合乎標(biāo)準(zhǔn)的控制點(diǎn)位標(biāo)志，新埋點(diǎn)按普通標(biāo)石埋設(shè)。對(duì)已有的福建省C級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行普查，對(duì)已破壞的進(jìn)行重新埋設(shè)和修補(bǔ)。按GPS C級(jí)要求觀測(cè)所有精化控制網(wǎng)點(diǎn)，同時(shí)復(fù)測(cè)所有C級(jí)點(diǎn)。

4.3 提高全省似大地水準(zhǔn)面精化的精度

在福建省行政界線范圍內(nèi)現(xiàn)有的一、二等水準(zhǔn)路線基礎(chǔ)上進(jìn)行踏勘、補(bǔ)埋、加密。充分利用該地區(qū)的新、老陸地重力點(diǎn)成果與GPS測(cè)高成果，不低于30″×30″分辨率數(shù)字高程模型，不低于360階次的國內(nèi)外先進(jìn)的重力場(chǎng)模型及分布較均勻的、現(xiàn)勢(shì)性較好的GPS網(wǎng)及水準(zhǔn)測(cè)量成果，采用重力法及移去～恢復(fù)技術(shù)完成1km格網(wǎng)似大地水準(zhǔn)面高和似大地水準(zhǔn)面高差的精度（標(biāo)準(zhǔn)差）優(yōu)于±3cm，外部檢驗(yàn)精度優(yōu)于±5cm的高精度高分辨率區(qū)域似大地水準(zhǔn)面成果。

在建設(shè)高精度的似大地水準(zhǔn)面的同時(shí)，要大力推廣似大地水準(zhǔn)面精化成果的全面應(yīng)用。真正實(shí)現(xiàn)利用GPS技術(shù)在測(cè)得高精度的平面坐標(biāo)的同時(shí)，獲得該點(diǎn)的正常高程，從而代替低等級(jí)（三、四等）的水準(zhǔn)測(cè)量工作，充分發(fā)揮GPS精度高、成本低、快速、靈活等特點(diǎn)，大幅度減少外業(yè)工作量與降低生產(chǎn)成本，加快構(gòu)建地理空間基礎(chǔ)框架的步伐，充分發(fā)揮測(cè)繪、勘察在城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民生活中的基礎(chǔ)和先行作用，使其具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 推廣2000國家大地坐標(biāo)系

現(xiàn)行的大地坐標(biāo)系歷經(jīng)50年，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了重大的貢獻(xiàn)，效益顯著。但是無論是1954年北京坐標(biāo)系還是1980西安坐標(biāo)系，都受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件制約，都是二維參心坐標(biāo)系，其成果精度偏低、無法滿足新技術(shù)的要求，已不適應(yīng)發(fā)展的需要。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，中國自2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標(biāo)系（簡稱為CGCS2000）。中國采用2000國家大地坐標(biāo)系，對(duì)滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、國防建設(shè)和科學(xué)研究的需求，有著十分重要的意義。

按照國家要求，2000國家大地坐標(biāo)系與現(xiàn)行國家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、銜接的過渡期為8～10年?，F(xiàn)有各類測(cè)繪成果，在過渡期內(nèi)可沿用現(xiàn)行國家大地坐標(biāo)系；2008年7月1日后新生產(chǎn)的各類測(cè)繪成果應(yīng)采用2000國家大地坐標(biāo)系。現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)，在過渡期內(nèi)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)換到2000國家大地坐標(biāo)系；2008年7月1日后新建設(shè)的地理信息系統(tǒng)應(yīng)采用2000國家大地坐標(biāo)系。

福建省在2008年就開始推行2000國家大地坐標(biāo)系，目前已經(jīng)有部分項(xiàng)目開始使用2000國家大地坐標(biāo)系，例如，福建省測(cè)繪局要求在2010年開始生產(chǎn)的1：5000、1：10000地形圖全部使用2000坐標(biāo)，福建省測(cè)繪院在廈門1：2000地形圖生產(chǎn)項(xiàng)目、龍巖1：1000、1：2000地形圖、泉州規(guī)劃區(qū)控制測(cè)量等項(xiàng)目，在提供當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)成果的基礎(chǔ)上，也另外提供一套2000坐標(biāo)成果，福州市勘測(cè)院2010年在平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)采用航測(cè)數(shù)字化成圖的方法完成了全島370平方公里2000國家大地坐標(biāo)系的1：500地形圖。但是，坐標(biāo)系統(tǒng)的改變涉及到方方面面，錯(cuò)綜復(fù)雜，工作量巨大，坐標(biāo)基準(zhǔn)統(tǒng)一到2000國家大地坐標(biāo)系的難度很大，是一項(xiàng)長期、艱巨的任務(wù)，需要測(cè)繪人的共同努力。

4.5 推廣北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是我國獨(dú)立研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在國防建設(shè)和國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有越來越重要的地位，它直接關(guān)系到國家安全以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)、標(biāo)校系統(tǒng)和各類用戶機(jī)等部分組成。北斗系統(tǒng)與其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.5.1同時(shí)具備定位與通信功能，無需其它通信系統(tǒng)支持

北斗系統(tǒng)與GPS 系統(tǒng)的民用精度基本相當(dāng)，能滿足用戶導(dǎo)航定位和授時(shí)要求。北斗系統(tǒng)具有用戶與用戶、用戶與地面控制中心之間的雙向報(bào)文通信能力。需特別指出的是，北斗系統(tǒng)具備的這種雙向簡短通信功能，目前已廣泛應(yīng)用的國外衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（如GPS、GLONASS ）并不具備。

4.5.2全天候快速定位，覆蓋中國及周邊國家和地區(qū)，無通信盲區(qū)

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70°～140°，北緯5°～55°，可以無縫覆蓋我國全部國土和周邊海域，且無通訊盲區(qū)。相比之下，GPS結(jié)合地面無線通訊系統(tǒng)（GSM、集群），覆蓋范圍只能局限于地面基站系統(tǒng)所達(dá)到的地區(qū)，無法滿足偏遠(yuǎn)山區(qū)、海上、跨區(qū)域大系統(tǒng)的應(yīng)用要求。

4.5.3融合“導(dǎo)航系統(tǒng)”和“增強(qiáng)系統(tǒng)”兩大資源，服務(wù)內(nèi)容更加豐富

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中心站不僅可以保留全部北斗終端的位置及時(shí)間信息，而且可實(shí)時(shí)存儲(chǔ)大量非常有價(jià)值的GPS 數(shù)據(jù)，通過“衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)”為用戶提供更加豐富的信息服務(wù)及精密導(dǎo)航定位服務(wù)。

4.5.4自主控制，安全穩(wěn)定，保密性好

北斗系統(tǒng)是中國自行研制、自主控制的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。在當(dāng)前復(fù)雜多變的國際形勢(shì)下，過分依賴國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)難免受制于人，對(duì)一些要害部門的用戶而言，能否擁有自主控制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)至關(guān)重要。另外，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)通信信號(hào)穩(wěn)定，且設(shè)計(jì)有高強(qiáng)度加密措施，安全可靠，適合關(guān)鍵部門應(yīng)用。

根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，按照三步走的發(fā)展戰(zhàn)略，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將于2012 年前具備亞太地區(qū)區(qū)域服務(wù)能力，2020年左右，建設(shè)成由30余顆衛(wèi)星、地面段和各類用戶端構(gòu)成的、覆蓋全球的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)復(fù)雜，它的建設(shè)應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)中國航天從單星研制向組批生產(chǎn)、從保單星成功向保組網(wǎng)成功、從以衛(wèi)星為核心向以系統(tǒng)為核心、從面向行業(yè)用戶向面向大眾用戶的歷史性轉(zhuǎn)型。

我省在北斗系統(tǒng)不斷完善的過程中，要積極學(xué)習(xí)北斗系統(tǒng)接收機(jī)的使用，積極推廣其應(yīng)用。

4.6 促進(jìn)海洋與陸地大地測(cè)量技術(shù)、成果的融合

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、全球生態(tài)環(huán)境保護(hù)的強(qiáng)烈要求以及可持續(xù)發(fā)展的需要，使海洋環(huán)境的保護(hù)和海洋資源的開發(fā)對(duì)未來人類的生存起到越來越重要的作用。在陸地上，傳統(tǒng)的大地測(cè)量定位基準(zhǔn)是由一些均勻分布的固定測(cè)站點(diǎn)集合而成的。在海洋上，人們無法利用傳統(tǒng)的大地測(cè)量方法均勻布設(shè)大地測(cè)量控制點(diǎn)，以建立海洋測(cè)繪需要的參考基準(zhǔn)。為了解決這個(gè)問題，需要將海洋與陸地大地測(cè)量技術(shù)、成果相結(jié)合，建立涵蓋基礎(chǔ)的海洋三維定位大地測(cè)量基準(zhǔn)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)。

海洋三維定位大地測(cè)量基準(zhǔn)的目標(biāo)是將已建成的陸地三維定位基準(zhǔn)用高精度的靜態(tài)GPS定位技術(shù)擴(kuò)展到沿海地區(qū)及海島，形成能滿足各種海洋定位要求的基準(zhǔn)體系；利用空間定位技術(shù)建立與領(lǐng)海鄰國大地坐標(biāo)系及國際地球參考框架（ITRF）之間的基準(zhǔn)傳遞和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立與領(lǐng)海鄰國地形圖圖件之間不同投影系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。由于各個(gè)國家通常采用不同大地測(cè)量坐標(biāo)系，基準(zhǔn)傳遞和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換應(yīng)通過ITRF 坐標(biāo)系進(jìn)行過渡。

對(duì)于正常高程基準(zhǔn)，由于不能用水準(zhǔn)測(cè)量方法將我國大陸高程基準(zhǔn)向海洋傳遞，需研究恢復(fù)由基準(zhǔn)零點(diǎn)重力位定義的海洋大地水準(zhǔn)面，涉及到利用測(cè)高技術(shù)和動(dòng)力海洋方法分離動(dòng)力海面地形和這一特定海洋大地水準(zhǔn)面的多種關(guān)鍵技術(shù)；同樣，我國與領(lǐng)海鄰國的高程基準(zhǔn)不一致，陸圖和海圖高程基準(zhǔn)不統(tǒng)一，且海圖本身采用多種深度基準(zhǔn)面，迫切需要研究建立全球性的或地區(qū)性的統(tǒng)一高程基準(zhǔn)技術(shù)，以及建立不同陸圖和海圖高程基準(zhǔn)之間的復(fù)雜轉(zhuǎn)換關(guān)系。海洋高程基準(zhǔn)建立的關(guān)鍵在于大陸高程基準(zhǔn)向海洋高程基準(zhǔn)的無隙過渡，以及全球或地區(qū)統(tǒng)一高程基準(zhǔn)的建立。

動(dòng)態(tài)海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)是在海洋三維定位大地測(cè)量基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，利用GNSS等空間定位技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)建立實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)，以提高海洋定位的精度和定位的可靠性。

4.7 進(jìn)行大地測(cè)量交叉學(xué)科技術(shù)研究

大地測(cè)量的深入發(fā)展，必將與其它學(xué)科融合，形成各種交叉學(xué)科，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。目前大地測(cè)量技術(shù)特別是GNSS技術(shù)已經(jīng)在各種行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，諸如精細(xì)農(nóng)林、智能交通、防災(zāi)減災(zāi)等。隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，出現(xiàn)各種技術(shù)的大融合趨勢(shì)。如氣象，隨著GPS/MET探測(cè)的發(fā)展以及人類了解外空氣象的需要，空基GPS/MET得到迅速發(fā)展，空基GPS/MET的試驗(yàn)和研究已成為GPS/MET未來發(fā)展的一個(gè)重要方向，其具有覆蓋范圍廣、高垂直分辨率、高精度和長期穩(wěn)定的諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)惡劣天氣、暴雨的監(jiān)測(cè)和鄰近天氣預(yù)報(bào)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候變化和全球變化的監(jiān)測(cè)等都將產(chǎn)生重要的影響；在地震以及地球內(nèi)部構(gòu)造方面，以GPS為代表的空間觀測(cè)技術(shù)，巨型高分辨率寬頻帶流動(dòng)地震臺(tái)陣觀測(cè)技術(shù)以及電磁陣列觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表明，從布網(wǎng)觀測(cè)走向陣列觀測(cè)是地球物理觀測(cè)研究發(fā)展的基本方向。需要積極借助數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)，打破經(jīng)驗(yàn)性地震預(yù)測(cè)的局限，把研究的注意力盡快轉(zhuǎn)向以動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的地震數(shù)值預(yù)報(bào)。以地震數(shù)值預(yù)報(bào)為目的的GPS陣列地殼形變連續(xù)觀測(cè)，高分辨率地殼上地幔結(jié)構(gòu)探測(cè)，地殼動(dòng)力學(xué)，地震孕育和破裂過程的理論、模擬試驗(yàn)和實(shí)際觀測(cè)，數(shù)據(jù)同化和計(jì)算軟件的開發(fā)成為今后研究發(fā)展的重點(diǎn)。

4.8 推廣GPS技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用

今后，我省要加強(qiáng)GPS技術(shù)的研究，推廣GPS技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用工作，目前國內(nèi)在研究的主要方向有：

4.8.1 GPS應(yīng)用于電離層監(jiān)測(cè)

GPS在監(jiān)測(cè)電離層方面的應(yīng)用，也是GPS空間氣象學(xué)的開端。太空中充滿了等離子體、宇宙線粒子、各種波段的電磁輻射，由于太陽常在1秒鐘內(nèi)拋出百萬噸量級(jí)的帶電物，電離層由此而受到強(qiáng)烈干擾，這是空間氣象學(xué)研究的一個(gè)對(duì)象。通過測(cè)定電離層對(duì)GPS訊號(hào)的延遲來確定在單位體積內(nèi)總自由電子含量(TEC)，以建立全球的電離層數(shù)字模型。

4.8.2 GPS應(yīng)用于對(duì)流層監(jiān)測(cè)

GPS應(yīng)用中，早期主要是軌道誤差影響定位精度，而且早期的GPS基線相對(duì)來說比較短，高差不大，因此對(duì)對(duì)流層的研究沒有給予很大的重視。直到21世紀(jì)由于GPS軌道精度大大提高后，對(duì)流層折射已成為限制GPS定位精度提高的一個(gè)重要障礙。在GPS應(yīng)用于對(duì)流層研究中，IGS的快速軌道和預(yù)報(bào)軌道信息對(duì)于天氣預(yù)報(bào)會(huì)起重大作用。此外，IGS通過德國GFZ的“IGS對(duì)流層比較和協(xié)調(diào)中心”提供的每2小時(shí)的對(duì)流層天頂延遲系列就象是控制點(diǎn)，對(duì)于區(qū)域性或局部性的對(duì)流層研究來說，可以起到對(duì)流層延遲絕對(duì)值的標(biāo)定作用。

4.8.3 GPS作為衛(wèi)星測(cè)高儀的應(yīng)用

多路徑效應(yīng)是GPS定位中的一種噪音，至今仍是高精度GPS定位中一個(gè)很不容易解決的“干擾”。過去幾年利用大氣對(duì)GPS信號(hào)延遲的噪聲發(fā)展了GPS大氣學(xué)，目前也正在利用GPS定位中的多路徑效應(yīng)發(fā)展GPS測(cè)高技術(shù)，即利用空載GPS作為測(cè)高儀進(jìn)行測(cè)高。它是通過利用海面或冰面所反射的GPS信號(hào)，求定海面或冰面地形，測(cè)定波浪形態(tài)、洋流速度和方向。通常衛(wèi)星測(cè)高或空載測(cè)高測(cè)的是一個(gè)點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量結(jié)果在反向面上是一個(gè)截面，而GPS測(cè)高則是測(cè)量有一定寬度的帶，因此可以測(cè)定反射表面的起伏(地形)。

4.9 注重人才培養(yǎng)

事業(yè)發(fā)展靠人才，人才成長靠培養(yǎng)，培養(yǎng)人才靠教育。改革開發(fā)以來，測(cè)繪教育和測(cè)繪人才培養(yǎng)飛速發(fā)展，但是我省還沒有開設(shè)大地測(cè)量專業(yè)的學(xué)校。為此，我們應(yīng)該：1）創(chuàng)造條件，采取特殊政策加速形成青年學(xué)科骨干隊(duì)伍；2）培養(yǎng)造就跨學(xué)科人才；3）發(fā)揮我國人才在國外大地測(cè)量的作用；4）加強(qiáng)職工繼續(xù)教育，提高職工素質(zhì)，提升職工技術(shù)水平。希望在不久的將來，我省能夠建立一支由政府部門、高校、生產(chǎn)單位等組成的高效、精干的大地測(cè)量隊(duì)伍。

4.10 其它建議

1）增加大地測(cè)量建設(shè)投資和科研經(jīng)費(fèi)，將有限的發(fā)展資金比較集中地用于優(yōu)先項(xiàng)目，避免經(jīng)費(fèi)的分散平均。

2）鼓勵(lì)基礎(chǔ)理論研究，開拓新研究領(lǐng)域。

3）大力支持軟件開發(fā)，加強(qiáng)大地測(cè)量數(shù)據(jù)庫建設(shè)。

4）加強(qiáng)與相鄰學(xué)科的合作，建議設(shè)立一個(gè)推動(dòng)學(xué)科交叉發(fā)展的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。

5）充分發(fā)揮閩臺(tái)科技交流區(qū)域優(yōu)勢(shì)，積極推進(jìn)海洋大地控制網(wǎng)建設(shè)，為海洋測(cè)繪提供高精度海洋大地控制，統(tǒng)一我省海洋測(cè)繪坐標(biāo)框架標(biāo)準(zhǔn)。

6）擴(kuò)大國際合作，積極參加全球大地測(cè)量計(jì)劃。

5 結(jié)束語

大地測(cè)量學(xué)處于一個(gè)技術(shù)革命的歷史轉(zhuǎn)變過程，學(xué)科的內(nèi)涵也隨之有新的擴(kuò)展。以空間大地測(cè)量技術(shù)為主體的更先進(jìn)的大地測(cè)量技術(shù)體系正在形成和完善，這一新的體系能比舊的體系提供精密得多、更為豐富的大地測(cè)量信息，不僅擴(kuò)大了它在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用領(lǐng)域，提高了效能，也大大加強(qiáng)了它的科學(xué)性，提高了作為地球科學(xué)基礎(chǔ)性學(xué)科的地位。

大地測(cè)量學(xué)科正在進(jìn)入當(dāng)代地學(xué)科技發(fā)展的前沿，對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展和國力的增強(qiáng)有重要戰(zhàn)略意義，大地測(cè)量工作者肩負(fù)著推動(dòng)我國大地測(cè)量現(xiàn)代化的歷史責(zé)任，要有更多的青年人自愿投入這一事業(yè)，為發(fā)展這一事業(yè)充分發(fā)揮他們的才智，勇于攀登，大地測(cè)量的發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的目標(biāo)。所以，盡快形成一支高素質(zhì)、穩(wěn)定的中青年大地測(cè)量科技隊(duì)伍是大地測(cè)量發(fā)展的最重要保證。

[1] 中國測(cè)繪學(xué)會(huì).中國測(cè)繪學(xué)科發(fā)展藍(lán)皮書(2006卷)[M].北京:測(cè)繪出版社, 2006.

[2] 中國測(cè)繪學(xué)會(huì).中國測(cè)繪學(xué)科發(fā)展藍(lán)皮書(2009卷)[M].北京:測(cè)繪出版社, 2009.

[3] 孔祥元，郭際明，劉宗泉.大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2010.

[4] 中國大地測(cè)量學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究組.中國大地測(cè)量學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告[J].地球科學(xué)進(jìn)展，1995,10(1):1-9.

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[9] 李猛，李穎.論我國衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技傳播,2011(1): 190-191.

[10] 李毓麟.空間技術(shù)與海洋動(dòng)態(tài)大地測(cè)量基準(zhǔn)[J].測(cè)繪科技動(dòng)態(tài),1999(2): 5-9.

[11] 福建省測(cè)繪局.福建省“十二五”基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)測(cè)制與更新可行性研究報(bào)告[R], 2010.

[12] 福建省測(cè)繪局. 武漢大學(xué)衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)研究中心.福建省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)項(xiàng)目總體方案[Z].福州:福建省測(cè)繪局，2008.

課題組成員：

1、姜建慧，福建省測(cè)繪院，教授級(jí)高工；

2、連鎮(zhèn)華，高工；

3、何書鏡，高工；

4、俞旭升，教授級(jí)高工；

5、張 帆，高工。