庄媛
观看祖国地图,你是否曾发出过这样的疑问:如此辽阔的大地,它的“原点”位于哪里?
有人说,如果你凝视围棋的棋盘,会产生一种浑然一体、茫然无际的感觉,那种感觉,就像是仰视浩瀚苍天或者俯瞰辽阔大地。人们在围棋中设定了均匀分布的九颗“星”,其间最中心的被称作“天元”。假如广袤的神州大地真如棋盘一般,那幺,中国大地的“天元”又在哪里?
经过专家们数年的实地考察与综合分析,最终在三秦大地的一个村落中,修建起了一座庄严肃穆的高塔,塔内正中央的圆柱上,用黑底金字写着:中华人民共和国大地原点。
八角塔楼里的中国“心脏”
中华人民共和国大地原点,又称“大地基准点”,即国家水平控制网中推算大地坐标的起标点。我国很早就有地理中心的观念,在很多神话故事和古代地理着作中,一部分人认为万山之祖的昆仑山是大地中心,另一部分人认为洛阳一带才是。但其实,原点的地址名不见经传,它坐落在陕西省咸阳市泾阳县永乐镇的一个小村庄——北流村(也称石际寺村)。
那幺,这里是如何被确定为大地原点的呢?
当时,专家们对位置的选定提出了很多要求,必须根据地形、地质、大地构造、天文、重力和大地测量等因素,进行综合考虑,初步入选的有兰州、武汉、郑州、咸阳等城市。经过进一步分析,兰州地形狭窄,武汉有长江,郑州位置偏东……逐一排除后,剩下了陕西咸阳。
咸阳位于祖国大陆的中部,泾河之北,地质结构与地下物质稳定,历史上极少出现灾害,四周通透,距离西安市很近,各个方面的条件都符合大地原点的设立。于是,科研人员来到这里,修建起中国大地原点的标识。
修建好的大地原点塔楼坐北朝南,由主体建筑、仪器台、投影台、中心标志四个部分组成。主体建筑为七层圆顶八角塔楼,占地面积约500平方米,高约26米,在一马平川的原野上显得格外挺立。塔楼顶部为观测室,放置着仪器台,需要观测天体的时候,外侧的玻璃钢半圆形屋顶可自动启闭。投影台设于主体外北、东南、西南三个方向的三个亭式建筑中,中心标志埋设于塔楼的地下室内。
地下室中央放着一座重约7吨的正方体红色大理石基座,正中镶嵌着一颗直径约1厘米的玛瑙球面,球上刻有一个“十”字,这个“十”的交点就是中华人民共和国的大地原点,也是我国地理坐标经度与纬度的起算点和基准点。
巧合的是,根据史料记载,早在2000多年前的西汉,也有一条长达1000多千米的地理基线从此处经过。如今的大地原点与西汉时的地理基线,两处仅有约2秒经度(60米左右)的距离,在地图上的距离更是微乎其微,令人惊叹。
1994年,大地原点对外开放,公众可以进入参观。
原点的“诞生”是历史的必然
从古至今,中国人都在不断探索华夏大地的原点。与“天元”位于围棋棋盘正中不同,大地原点并不位于国家的几何中心或坐标的零点,但在至关重要的定位功能上,二者却有异曲同工之妙——只有用一个准确、统一的大地测量基准点,才能确定领海、领空等准确的经纬度。所以确定一个大地原点,对国家的经济、政治、国防等各个领域都影响深远。但直到新中国成立伊始,我国也并没有真正的大地原点和大地坐标系,当时科技力量较为薄弱,没有真正的基准点可使用,相关测量工作也无法推进。
为了解决困境,我国把苏联1942年建立的坐标系统逐级传递、引测到我国,很长一段时间里,我国的地理测绘都是依据万里之外的他国地理原点来进行。但毕竟苏联在国土之外,它的坐标原点位于列宁格勒普尔科夫天文台,距北京太过遥远,且该坐标系是按苏联的地貌地形设定的,与我国的地貌并不相符,误差大,当然也无法长期使用,不利于各方面的建设发展。
在这种情况下,找寻一个属于我们国家自己的原点迫在眉睫。
20世纪70年代,我国决定建立起自己的大地坐标系统。大地原点选址要求十分复杂,首先要适合中国国情,其次要达到地基稳定的条件,从经济生活角度上来考虑,它既要远离市区,同时又必须交通方便。
大地原点的选定由国家测绘局第一大地测量队(今自然资源部第一大地测量队)来完成。接到任务通知之后,他们立即组织专家对全国可能设置原点的地方进行初步筛选,搜集大量资料。经过数据分析和实地勘察之后,选点范围缩小到以西安为中心的宝鸡到华阴以及铜川一带。
专家们来到这里,骑着自行车,奔波于各个地质队,收集地方的地质情况和灾害等资料,并在不同季节的不同天气、不同自然现象下实地考察。最后,在陕西省咸阳市泾阳县的永乐镇,发现一个高约8米、占地约10亩的大平台。经过多方分析,专家们认定这里就是设置大地原点最理想的地点。
从勘测到确立,历经三年,我国终于有了属于自己的大地原点,而依据大地原点建立起的国家大地坐标系——“1980西安坐标系”,在基础测绘、国防建设、交通建设、能源开发、资源调查、城市规划与建设、水利、航空、科学研究等领域,开始发挥巨大作用。从此,我国有了一个科学、统一,并符合本国国情的测量系统。大地原点仿佛一颗明珠镶嵌在沃野千里的关中平原,成为我国测绘事业的转折点。
原点于生活中无处不在
原点,并不是指国土中心点,而是指建立国家大地坐标系统和推算大地坐标的原始点。简单来说,我们看到的几乎所有定位数据,都是以这一点为坐标依据延伸和确定的。那幺,原点在我们的生活中发挥着怎样的作用呢?
在人类的社会活动中,常见的如修建一条高速铁路或隧道,正式动工之前,施工人员需要根据山川、地形等走势,进行实地调查勘测后,规划选址、设计路线、布置桥梁……绘制出精确的图纸,再按照图纸进行施工建设。什幺时候开凿,什幺时候推进,能否保持精确高度并精准对接,都取决于测量的数据是否精准。而这些数据的定位依据,就是大地原点。再比如丈量田地、修盖房屋、绘制地图,甚至是电子导航系统,都需要大地原点坐标系作为依据。
随着科技发展与卫星导航技术的广泛使用,国家发展与科学研究都对国家大地坐标系提出了新的要求,迫切需要采用原点位于地球质量中心的坐标系统(简称“地心坐标系”)作为国家大地坐标系。2008年7月1日,我国开始启用“2000国家大地坐标系”,该坐标系实现了由二维到三维,由低精度到高精度的转变,提高了测图工作效率,能更好地满足我国在各个领域的实际需要。
新一代坐标系统被广泛使用,属于大地原点“1980西安坐标系”的时代已经过去,但这一里程碑式的历史功绩值得永远铭记。大地原点的确立,不仅集地理、科学、历史、文化等意义于一身,在各项建设和科学技术中发挥着重要作用,而且还是中华民族在地理空间科技领域所取得成就的标志性代表。
因为有它,我国所有的位置都具有了唯一性。
(编辑 张琰)