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从水准原点到珠峰之巅
来源:中国自然资源报 发布时间:2020-05-28 [打印本页] [关闭窗口]

珠峰高程测量第一步是高精度的海拔高程起算面的确定。珠峰高程测量的高程数据起算面是来自远在数千公里之外、位于山东省青岛市的中华人民共和国水准原点。

水准原点是我国唯一的高程基准

在青岛市观象山上,有一座建于1954年的神秘俄式石屋,这座石屋全部由崂山花岗岩砌成,墙壁上镶着一块刻有“水准原点”4个大字的石碑。中华人民共和国水准原点就位于石屋里的旱井中,点位由一段顶部半球形的玛瑙镶嵌在花岗岩石基岩上。

我国的高程基准在历史上是有变化的,水准原点的建设和确定经历了曲折的历史过程。1915年,北洋政府期间,曾聘请日本商人在北京西安门大街建造过一个水准原点。国民党统治时期,又在南京石桥旧测量局建造了水准原点,后又陆续建造了多个。1957年,中华人民共和国水准原点正式启用之前,我国水准起算点(面)达10多个。最早比较出名的是位于长江口的吴淞高程基准。

稳定统一的高程基准面是国家开展基础性建设和大范围、长距离重大工程的关键依据。新中国成立后,要统一我国的高程基准,经过比对、认证,最终确定以位于黄海海域的青岛的平均海水面作为全国唯一的起算基准。

1954年,位于青岛市的中华人民共和国水准原点正式开建。1957年建成后,确定了我国第一个统一的高程基准面,即1956年黄海平均海水面。

1956年9月4日,国务院批准试行《中华人民共和国大地测量法式(草案)》,首次建立国家高程基准,称“1956年黄海高程系”。

1956年黄海平均海水面是根据青岛大港验潮站1950年至1956年7年间的验潮资料求得的。由于其采用的验潮资料时间较短,达不到潮汐变化的长周期。因此,1975年起,国家重新进行测量,根据青岛大港验潮站1952年到1979年的验潮资料计算,确定了新的国家高程基准面数据,即“1985国家高程基准”,最终确定水准原点海拔为72.26米。1987年5月,国务院正式批准位于青岛观象山的水准原点为我国高程测量唯一基准面。

水准原点为何设在青岛

青岛市勘察测绘研究院院长张志华表示,水准原点设置在青岛主要有4方面原因。首先,青岛位于中纬度地区,更能代表全国的平均海水面,便于向外传递高程。二是青岛海域具有代表性的半日潮汐,验潮站所在的胶州湾风浪小、海面稳定,便于验潮。第三,青岛地质结构稳定,没有大断裂带和地震等灾害。第四,青岛早在100年前就有验潮资料,几乎从未间断,具备天文、海洋、气象、潮汐等多种科学资料,有利于精确确定全国平均海水面。

海拔高程是指以海平面为基准的相对高度。我国的水准原点并没有建在海边,而是将海拔起点设置在山顶。这又是为什么?

“水准原点之所以没有建在海边,是因为验潮所得的平均海水面无法直接观测,也不方便保护,因此水准原点选择建设在更稳定、更便于保护的观象山顶上。”张志华说。

那这里是不是海拔为零呢?“当然不是,因为海水面始终是起伏不定的,自然界根本不存在一个固定的点正好是零米,所以要持久观测海水面高度并进行多年记录。”青岛市勘察测绘研究院信息中心主任牟雪松表示,高程基准面要根据多年不断的验潮资料,才能计算出稳定的平均海水面。这个时间至少要达到潮汐变化的一个周期,大约是19年。

验潮站是指在选定的地点,设置验潮仪或水尺来记录水位的变化,进而了解潮汐变化规律。能够确定平均海面和建立统一的高程基准,需要在验潮站上长期观测潮位的升降,根据验潮记录求出该验潮站海面的平均位置。位于青岛的水准原点就是根据青岛大港验潮站1952年至1979年的验潮资料,计算出了黄海的平均海水面高程。

跨越6000多公里的水准路线

张志华告诉记者,水准原点其实并不是一个点,而是一个网,这个网包括原点、附点、参考点和验潮站。为了保护好水准原点,青岛市勘察测绘研究院设立了专门的测量标志组。自成立至今,五代测绘人对水准原点这个网进行专门的维护、管理。同时,为确保数据的准确性和稳定性,测绘工作人员每4年还要沿着设定的水准路线,复测一次。

迄今为止,我国包括珠穆朗玛峰高程在内的所有高程数据均由水准原点起算。因此,珠峰高程测量最初其实是从距珠峰数千里之外的中华人民共和国水准原点开始的。结合先期取得的西藏日喀则市拉孜县相对青岛水准原点的精确高程,这次测量珠峰高程只需要测量队从拉孜县起测即可获得最终数据。

“从位于青岛的水准原点到珠

下的这一条水准路线有6000多公里。这条路线不论经过高山、沼泽还是荒漠,测绘工作者必须徒步前进,分段观测,每隔几十米设1个站,每个站往返观测两遍,需累计步行超过1.2万公里,才能将高程传递到喜马拉雅山。”牟雪松说。 (王晶 李斌)