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一、1954 年北京坐標(biāo)系

1954 年北京坐標(biāo)系是我國(guó)曾經(jīng)目前廣泛采用的大地測(cè)量坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系源自于前蘇聯(lián)采用過(guò)的 1942 年普爾科夫坐標(biāo)系。

新中國(guó)成立前, 我國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。新中國(guó)成立初期, 在前蘇聯(lián)專(zhuān)家的建議下, 我國(guó)根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況, 建立起了全國(guó)統(tǒng)一的 1954 年北京坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球, 該橢球的參數(shù)為: a = 6378245m, f = 1 /298. 3。

但令人遺憾的是, 該橢球并未依據(jù)當(dāng)時(shí)我國(guó)的天文觀測(cè)資料進(jìn)行重新定位, 而是由前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)的一等鎖, 經(jīng)我國(guó)東北地區(qū)的呼瑪、吉拉林、東林三個(gè)基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行傳算。該坐標(biāo)系的高程異常是以前蘇聯(lián) 1955 年大地水準(zhǔn)面重新平差的結(jié)果為起算值, 按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線(xiàn)推算出來(lái)的, 而高程又是以 1956 年青島驗(yàn)潮站的黃海平均海水面為基準(zhǔn)。

由于在 1954 年北京坐標(biāo)系建立時(shí), 全國(guó)天文大地網(wǎng)尚未布測(cè)完畢, 因此, 在全國(guó)分期布設(shè)該網(wǎng)的同時(shí), 相應(yīng)地進(jìn)行了分區(qū)的天文大地網(wǎng)局部平差, 以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的需要。局部平差是按逐級(jí)控制的原則, 先分區(qū)平差一等鎖系, 然后以一等鎖環(huán)為起算值, 平差環(huán)內(nèi)的二等三角鎖、平差時(shí)網(wǎng)區(qū)的連接部?jī)H作了近似處理, 如有的僅取兩區(qū)的平差值, 當(dāng)某些一等鎖環(huán)內(nèi)的二等網(wǎng)太大, 在當(dāng)時(shí)的計(jì)算條件下無(wú)法處理時(shí), 也進(jìn)行了分區(qū)平差, 連接部仍采用近似處理的方法。

由于當(dāng)時(shí)條件的限制, 1954 年北京坐標(biāo)系存在著很多缺點(diǎn), 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

( 1 ) 克拉索夫斯基橢球參數(shù)與現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)之間的差異較大, 并且不包含表示地球物理特性的參數(shù), 因而給理論和實(shí)際工作帶來(lái)了許多不便。

( 2 ) 橢球定向不十分明確, 橢球的短半軸既不指向國(guó)際通用的 CIO 極, 也不指向目前我國(guó)使用的 JYD 極。參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面呈西高東低的系統(tǒng)性?xún)A斜, 東部高程異常最大達(dá) 67m。

( 3 ) 該坐標(biāo)系統(tǒng)的大地點(diǎn)坐標(biāo)是通過(guò)局部分區(qū)平差得到的, 未進(jìn)行全國(guó)統(tǒng)一平差。因此,全國(guó)的天文大地控制點(diǎn)實(shí)際上不能形成一個(gè)整體, 區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距, 如在某些不同區(qū)的接合部位, 同一點(diǎn)在不同區(qū)中的坐標(biāo)值相差 1～2m; 不同區(qū)的尺度差異也很大; 另外, 由于坐標(biāo)傳遞是從東北到西北和西南, 后一區(qū)是以前一區(qū)的最弱部作為坐標(biāo)起算點(diǎn), 因而一等鎖具有明顯的坐標(biāo)積累誤差。

1954年北京坐標(biāo)系大地原點(diǎn)的鋼標(biāo),為全國(guó)大地坐標(biāo)系建立的重要標(biāo)識(shí)