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零点VS原点——怀念夏嘉贞教授
 
 
2011-10-19 11:23 编辑:沈永耀(原国家测绘总局职工) 浏览量:5525人
 
 

 
 



编辑参观位于青岛的水准零点所在地

    2010年应友人之邀到青岛避暑,特别高兴,因为我曾在那里上过学。旧地重游,青岛已发生巨大的变化,母校也已改了名;新旧景点那么多,正为“选择也是难题”犯愁,友人说:“你是学地学的,何不去看看黄海高程的零点。”好主意!这让我想起当年教大家《大地测量学》的夏嘉贞教授(我国测量平差专家),讲过有关零点的趣闻轶事,还说要带大家去零点朝拜的话哩。但当时,大家面临毕业分配,老师们正值院系调整,经此一搁,54年过去,真让人感慨万分。

水准零点
       走在宽阔的弧形海堤上向大海眺望,只见烟波浩淼,海天一色,正是我国四大内海之一的黄海。心想:把水准零点精选、确定在这里,真乃行家、大器之选。
    零点建筑屹立在长堤正中一处突出、专用的场地上。它那龙门构架足有六米见方,四个脚架微微撇开,显出它的稳健、洒脱;横梁宽实成匾,四边都书有“中华人民共和国水准零点”十一个大字。脚架上方方形平台的正中,卡夹着一个墨绿色、硕大无比的垂球,其上置一地球仪模型,有卫星旋绕的装饰。整个建筑造型奇特、极富时代感;用巨大的垂球以示学科符号,可谓匠心独运。垂球锥心直指地表一块厚实的钢化玻璃,透视其下,一潭湛蓝的海水静如镜面,仔细再看,方见有一玛瑙球体“浮于水面”。她,就是每位测量人期盼见到的高程零点;她半露靓体,出水芙蓉般令人赏心悦目。
    青岛这个零点平均海水面———记得夏嘉贞教授说,是青岛验潮站从1950年到1956年,经过六七年潮起潮落的验潮结果确定的。与此同时,还有黄河口、吴凇口和坎门等多处验潮站,先后开展工作,各自测定岀它们自己的平均海水面、建起了它们自己的零点和高程系(如吴凇高程系等)。除此以外,甚至还有一个从苏联传递过来的高程系。
    但是,“一个国家一般只能采用一个平均海水面作为统一的高程基准面,我国规定采用青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面作为全国统一高程基准面,由其它不同高程基准面推算的高程均应归化到这个统一高程基准面上。凡由该基准面起算的高程在工程和地形测量中统称‘1956年黄海高程系统’,从而改变了我国解放前高程基准面混乱的现象。”(《测绘词典》第538页【高程基准面】词条中的一段说明。)
       夏教授说,零点是选用坚固的花岗岩与很深的基岩粘附在一起的,牢固而稳定。玛瑙体的零点用铜盖、石盖共两层盖子覆罩,以防破坏(这与实地见到的大相径庭)。老先生还说,作为国家高程的起测、起算之点,她位尊顶极、宝贵之极,却也反衬出她的孤独和脆弱,因为对她碰不得、震不得;还有,万一零点自己出了问题、或是受到外界干挠,有了变异,该用什么办法及时知道并加以防范、处理呢?静候片刻,见无人回答,老先生自解道,很简单,布个“局”就行了———在她的附近选若干个坚固、隐定的附加之点,把零点包括进去,组成一个“零点网”,定期测定它们之间的高程值,如果发现异常,包括零点,该淘汰的淘汰,该重建的重建。
    此举堪称高招。此后参加工作,在野外测水准,如遇小歇或是住宿过夜,常用此法炮制。只不过零点是为高端之点,我等是临时所需,属过渡性质的。但方法、观点却是一样的。
    水准测量看似简单、单调,实践后才知道,这是一门科技含量很高的学科,还要严格遵循国家的规范,布线以延伸、展开成网络,并埋设坚固稳定的各种等级、类型的标石标志,以求永久保存。当年,周恩来总理亲自签署的1955年颁布的《国务院关于长期保护测量标志的命令》、《测量标志委托保管书》,至今仍铭记在老一辈测量人的心中。
    从1956年青岛零点建成后可以立尺、启测,到2005年,中国测绘工编辑艰苦卓绝、风风雨雨五十年,历程千里万里,终获珠峰测高之正果,这是一大伟业、一部史书,举世无双,永垂千古。



水准零点

 大地原点
       参观水准零点,却也让我想起与之亲情相依的姊妹———大地原点,她的经历与创建则另有故事,而且远比水准零点要曲折、漫长。下面的文献和资料记载了这段史实。
    《测绘词典》第28页对大地测量学中《大地原点》的词条说明是:“(大地原点———笔者注)亦称‘大地基准点’。国家水平控制网中推算大地坐标的起算点。通常在国家大地网中选一个比较适中的三角点作为原点,高精度测定它的天文经纬度和到另一个三角点的天文方位角,根据参考椭球定位的方法,求得该点的大地经纬度、大地高和到另一点的大地方位角。这些数据称为‘大地基准数据’。以此推算其他三角点、导线点的大地坐标。我国以西安大地原点为起标算点,根据该原点推算而得的坐标,定名为‘1980年大地坐标系’。”(该《词典》于1981年12月第1版,1981年12月第1次印刷。)
    下面这份资料则先容了原点的创建历程。
    “我国天文大地网建立初期,鉴于当时历史条件,采用了克拉索夫斯基椭球,并且经过东北边境的呼玛、吉拉林、东宁三个基线网,同苏联的天文大地网相联结,定名为1954年北京坐标系。高程异常则是以苏联1955年大地水准面重新平差结果为依据传算过来的。1954年北京坐标系实际是苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在我国境内,而在苏联的普尔科沃。1954年北京坐标系是一种过渡性的坐标系。
     “1978年4月,国家测绘局和总参测绘局在西安召开了全国天文大地网整体平差会议,决定建立1980年国家大地坐标系和地心坐标系两种系统。在建立中国1980年大地坐标系时,需确定地极原点。根据1973-1977年间,中国科学院所属各天文台站和南京大学等单位对1949-1977年地极长期运动的研究,确定了我国的地极原点‘JYD1968.0’。
    “国家大地坐标系的原点建立在陕西省泾阳县永乐镇。原点建筑物包括标石、观测楼、投影亭等。为使基础稳固,在地下打入32根13米长的水泥柱。原点标石是整块花岗石,中心镶有玛瑙标志,安顿在地面以下4米深处。观测楼大厅中央装有‘中华人民共和国大地原点’大理石标牌,底层有重力观测室……”(从《矿区控制测量》上册,第11页“2.我国椭球定位情况”摘录。张凤举、刑永昌编,1987年3月第1版,1987年3月第1次印刷。)
    履历沧桑———24年后的1980年,水准零点才与姗姗来迟的姊妹———大地原点拥抱,融成一体。其时,距建国整整31年。
    但是,这仍然是中国地学界一件值得载入地学史册的大事。

一处非凡的旅游观光景点
    我在此留连忘返,看天看海看零点,回忆夏嘉贞教授讲过的一些话、经历过的一些事……
    先生个头矮小、但常识渊博:课外爱和学生们交流、聊天,说自己在野外工作多年,近年来老了、身体不是太好,才从教的,故而“习性难改”,常爱“大题小作”、“浅入深出”、以致“正题反问”;他提的问题,常常会要学生们“转个弯”才能理解其内在的实质,说这样做才长常识、开眼界,而且记得牢。先生,是位德高望重、睿智、风趣的学者和导师……
    近代中国,有太多的原因,让国人生有一种强烈的“书同文、车同轨”的期待。在地学界,其中的一个就是建树“零点”和“原点”———让中国有个自己的,独立、统一的大地坐标系。1956 年,水准零点的建成,先生是知晓的;对大地原点的沧桑坎坷,当然也是知情的。可是当时,先生对后者却三缄其口、只字不提!对零点的建成,却抑制不住喜悦。其时年迈的老教授,稳健中难藏激情,仰慕里含有虔诚。对零点,他意欲带领他的学生去参观,且以“朝拜”之词以示尊崇……此事虽已过去那么多年,但我却一直萦绕于心未曾忘记。
    另有一事,让我在此徘徊甚久,以致在零点附近漫步的半径逐渐扩大。我在四处寻觅,却始终没能找到“零点网”———那几个“附加点”。失望之余我重又返回零点,一边四望、一边思索,它们能设在哪里呢……当蹲下、再次窥视那坦露的零点时,突然醒悟:当一种理论,如黄海高程系———它的理论得到了公认,而且成功地付诸实施,全国都己遍布水准标石、标志,有了数据(高程值),那么,倘若再要去测珠峰之巅,天涯海角或是深谷渊底的高度,难道还需要再从青岛的零点立尺、起测?
    耸立于黄海之滨的国家水准零点,她那历史理念、深邃的内涵依然存在,但历史使命已告一个段落。
    华光四射、美仑美奂,用玛瑙作为皇冠的零点,再也不用铜盖、石盖加以双层覆罩了。让人惊叹:网络的功能,网络的力量!水准零点如此。大地原点,当然也一样。
    大海远眺,不经意间,脚下碰到一物,原来铁铸的脚架内侧静卧着小乌龟。它们一个个的屁股全都对着零点。瞧着它们,心中不禁一乐。记得古书有记载,凡属标志性的或是重要的建筑物,常筑有此类小动物以示点缀;有趣的是,它更有请君“猜谜”之意。这里,它深藏的寓意是:国家在此设置的水准零点,即高程的起测,起算之点———乃“死(四)”、“规(龟)”,“定(腚)”是也。
    零点建筑旁,还立着一块从崂山海底捞出的花岗岩巨石,名家书有“高度从这里开始”的题词。显然是给“水准零点”这个专业用词一个注脚,赋予大众化的说明。
    在零点两侧的大堤上,分别立着郑和,哥伦布等四位世界级航海家的塑像;东边堤脚的尽头,有一高大的玛祖女神像立在二楼的平台上,她面对西北,即北京的方向。宽阔海堤的两侧,有一池静谧的海湾,泊满了精致、时髦的帆船,是为近处一家银海游艇俱乐部所有……所有的一切,目的只有一个:烘托这个经历非凡的“主角”儿———国家水准零点。
    光阴荏苒,半个世纪后的今天,零点来了个漂亮、华丽的转身,她已是青岛市市区内,一处崭新的观光名胜。
    此次游观零点,前前后后五次之多。感触颇深,也有遗憾:
    其一、虽在附近的交通要道(香港中路、东海中路)设有醒目的“零点”指示牌,但公交线的站名上只写了“银海游艇俱乐部”。
    其二、“青岛市交通旅游图”中有五十多个观光景点和地名,唯缺“零点”。须知:该“旅游图”是“山东省地图出版社”编制、出版的,却遗漏了冠名为“中华人民共和国水准零点”这一重大(地图上的)要素。
    在此提到这两点,并非为争名,作为一名老测绘人,笔者认为国家理应重视、敬重我国自己的坐标系。如此重大的标志,全国仅两个(零点、原点),且都冠以“中华人民共和国”之名,实为中国“绝无仅有”。希翼相关部门能够重视起来。

 
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