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中国的大地原点在哪里

更新时间: Jun 27, 2020  作者:刘  来源:

大家都知道地球的外表是起伏变化的,因为地球上有高山、平原、峡谷等。

我们的地球

地表约71%的面积是海洋,29%的面积是陆地,陆地几乎是被海洋包围和分割。

如果将平均海水面延伸到大陆及岛屿内部,构成闭合曲面,这个闭合曲面称为大地水准面。

那么大地水准面是球面吗?

显然不是的!

早在17世纪,牛顿在研究地球自转的离心力对地球形态的影响时,推断地球形状不是标准球体,而是一个赤道处略为隆起两极略为扁平的椭球体。

同时代的法国天文学家卡西尼也认为地球是一个椭球体,但是他认为是赤道扁平两极隆起。

牛顿卡西尼

18世纪,法国科学院派出的测量队到北欧和南美洲等地进行弧度测量,证实地球确实为椭球体,赤道隆起两极扁平。证明牛顿是对的!

既然这样,那么大地水准面就是光滑椭球面?

也不是!

经过长时间的观测发现,大地水准面实际上是这样的。

地球的大地水准面

大地水准面是一个不规则的曲面。

下图是大地水准面到参考椭球面法线方向距离的全球高程异常图。

正值表示当地大地水准面在椭球面之上,负值表示当地大地水准面在椭球面之下。

造成大地水准面起伏变化的原因是地球内部物质密度分布的不均匀性。

地球内部物质分布的不均匀性,引起重力大小和方向产生不规则的变化,导致处处与重力方向正交的大地水准面也会有微小的起伏变化。

大地水准面是一个不规则的曲面,不能直接用数学公式表述。这怎么进行大地测量?

既然大地水准面近似一个椭球面,那就构建一个椭球体,去拟合不规则的大地水准面。

早期科学家主要是基于本国水准面数据去创建椭球体模型,使其与本国的大地水准面拟合的误差最小。

下表是历史上主要的椭球体模型:

在1952年以前,中国使用的是美国的海福特椭球体。

北京54坐标系

1952年后,中国向苏联 老大哥 学习,采用苏联的克拉索夫斯基椭球体建立大地坐标系,这个参考椭球体的坐标原点在前苏联玻尔可夫天文台,中国于1954年在国内测定了由玻尔可夫天文台延伸到北京的大地原点,完成椭球体的定位。因此叫1954年北京坐标系,简称北京54。

采用青岛验潮站1950-1956年验潮资料确定的黄海平均海水面为 全国统一高程基准面 ,这就是所说的1956年黄海高程。

青岛的黄海边的水准零点

40年前的地学图件基本上用的是北京54坐标系。

西安80坐标系

北京54坐标系在建国初期的经济建设中发挥重要作用,但是北京54坐标系本身存在缺陷。首先因为其采用的克拉索夫斯基椭球体主要是基于苏联境内大地水准面数据建立的,而苏联地处靠近极地的高纬度地区。没有采用中国的数据,该坐标系统在中国范围内拟合得不好,误差较大,在中国部分地区的高程异常误差达到60米以上。还有就是该大地坐标系的坐标原点不在国内,北京大地原点是由苏联境内的坐标原点推算得到的。另外就是克拉索夫斯基椭球体由于建立时间早,精度低,越来越不能满足社会主义建设的需求。

(责任编辑:671棋牌游戏)

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