天文大地网

天文大地网（astrogeodetic network）。如果在大地网中每隔一定距离选取若干大地点测定天文经纬度和天文方位角，作为网的起算和校核数据，并用以计算天文大地垂线偏差，这种天文测量和三角测量（或导线测量）方法建立的水平控制网称为“天文大地网”。

我国在全国范围内首先建立起的一等天文大地网，其基本图形为沿经线和纬线方向布设、长度约200km的三角形锁段所组成的方格形的控制网。

天文大地网简介

我国国家天文大地网（简称国家大地网）是在全国领土范围内，由互相联系的大地测量点（简称大地点）构成，大地点的水平位置按国家统一的大地测量规范测定，并设有固定标志，以便长期保存。国家大地网中还要用天文观测方法测定天文经度、纬度和方位度，所以又称为天文大地网。

国家大地网为国家国际经济建设、国防建设和地球科学研究提供地面点的精确几何位置，是全国性地图测制的控制基础，也是远程武器发射和航天技术必不可少的测绘保障。

天文大地网布设方法

国家大地网一般采用三角测量方法，有时也兼用导线测量或三边测量方法，采取由大到小，逐级控制的原则来布设。国家大地网按纵横锁系布网法分成一、二、三、四等布设大地网。主要由三角测量法布设，在西部困难地区即青藏高原采用精密导线测量方法布设国家大地网。利用三角测量布设国家大地网有两种方案：

一是全面布网法，一等三角测量用互相连接的、毫无间隙的大三角形布满全国，然后在一等网中用次等三角测量加密，以达到必要的控制密度，这种方法适用于领域不大的国家；

二是纵横锁系布网法，一等三角测量沿着经线和纬线布设成纵横交叉的三角锁系，以构成许多锁环。一等锁环内的二等三角测量有两种布设方式：一是用纵横交叉的两条二等三角将一等锁环分成4个大致相等的部分，这4个空白部分用二等三角网填充；二是在一等锁环内布设二等全面三角网（见图1），称全面布网方案。纵横锁系布网法适用于领域辽阔的国家。

二等填充网或全面网还可以用三等三角测量加密。加密方式也有两种：一是布设连续三角形（见图2（a））；二是插入个别的或成组的三等点（见图2（b））。大地网还可以进一步用四等测量加密。

天文大地网布设规范

根据中国大地测量法规定，一等三角锁沿经线和纬线布设成纵横交叉的三角锁系，锁长200~250km，构成许多锁环。一等三角锁内由近于等边的三角形组成，边长为20~30km。角度观测总误差为±0.7″，起始边长度的测距相对中误差不大于1:350000，天文经度、纬度以及方位角的测定中，误差分别不大于±0.30″、±0.30″和±0.50″。中国的一等三角锁包括400多个锁段，全长约80000km（见图3）。二等大地网是按前述的两种方式布设的，1958年以前采用第一种，1958年以后采用第二种。在第一种方式中，二等三角锁中三角形的平均边长为20~25km，二等网的平均边长为13km，角度观测中误差为±1.0″~±1.5″；二等填充网中三角形的平均边长为13km，角度观测中误差为2″~2.5″。在第二种方式中，二等全面网的角度观测中误差为±1.0″。三等大地网中三角形平均边长为8km，角度观测中误差不大于1.5″。四等三角点间的边长和角度观测中误差视需要而定。一等锁的两端和二等网的中间，都要测定起算边长、天文经纬度和方位角。所以国家一、二等网合称为天文大地网。我国天文大地网于1951年开始布设，1961年基本完成，1975年修补测工程全部结束，全网约有5万个大地点。

天文大地网我国天文大地网

国家大地网建立时采用的大地基准包括参考椭球的长半轴和扁率，大地原点在大地坐标系中大地经度、大地纬度、大地高程和大地原点至一相邻点的方向上的方位角，这些数据是推算国家大地网中各点大地坐标的依据。

中国大地基准的建立经历了两个阶段。在开始建立国家大地网时，采用了苏联1942普尔柯夫坐标系原点作为我国的大地基准。以后再中国天文大地网整体平差建立1980西安坐标系时，采用新的大地基准，椭球参数采用国际大地测量学和地球物理学联合会第16届大会推荐的值：a=6378140m，f=1/298.257。

椭球在地球体中的定位是在椭球面与中国领域内大地水准面最佳拟合的条件下确定的。这是中国新的大地基准，大地原点设在陕西省西安市附近的泾阳县。

在用三角测量方法建立的国家大地网中，主要误差来源是角度观测误差。三角测量推进愈远，误差累积愈甚，边长和方位的精度随着推进的距离而逐渐降低。因此，除起始点的大地坐标、起始边长度和方位角外，必须每隔适当的间隔测设新的起始边和方位角，以控制误差累积。如国家大地网采用纵横锁系布网法时，通常是在纵横三角锁段的交叉处布设起始边，测量其长度，并在其两端点上用天文观测方法测定天文经度、纬度和方位角。此外，在每一锁段中央的一个大地点上，也要测定天文经度和纬度。

观测的天文方位角是以测站垂线方向为参考的，必须加入垂线偏差改正，变换为大地方位角之后，才能用于大地网的方位控制。这一变换是通过拉普拉斯方程

来实现的。式中，λ、φ、σ分别是天文经度、纬度和天文方位角；A是所求的大地方位角。在每一锁段中央测定的天文经度和纬度，是供求定垂线偏差之用。

中国国际天文大地网规模之大、网形之佳和质量之优，在全世界居于前列，布设速度之快也是空前的，这是我国测绘界几代人艰苦奋斗、辛勤工作的结果。