秦嶺,位於中華腹地,在縱橫千裡的大地上,環抱著巍峨的太白山和西嶽華山,山巒密布,曲澗幽壑,讓中原大地別具一格。而在秦嶺北麓,就是享有盛譽的「八百裡秦川」——關中平原。東接潼關西接寶雞,在關中平原上,河川縱橫,土地肥沃,自古以來,人們就把它看作是古代的風水寶地。
時至今日,到了上世紀70年代末,這片風水寶地已呈現出雄偉壯觀的建築群。該建築群的中心是一座圓頂的六邊形塔。它像巨人一樣聳立在高塔上,俯視遼闊的秦川沃野。塔的正下方,則是一塊巨大的花崗巖基石。這個花崗巖基座和其他花崗巖不一樣,它是中國大地的原點。大地原點是什麼?
對許多人來說,也許他們沒有聽過地球原點這個稱呼,當然也不理解它的意思。所以,中國的大地原點究竟是什麼,又是不是中國的幾何中心點?實際上並非如此。
「大地原點」即大地基準點,是國家地理坐標(經緯度)的起點和終點。
舉例來說,我們國家某一地區的海拔高度是多少,等等,那麼這個測量基準點就一定要有一個標準。此標準取自青島驗潮站多年平均海平面觀測值。換言之,在國家地形的高程範圍內,用它作為起點。
顯而易見,在我們國家的地形圖上不僅有高度這一坐標,還有「廣度」即經緯度的坐標,這樣才能確定一個地方的具體位置。所以所謂大地原點,也就是我們國家各地區的經緯線的起點。
眾所周知,中國的國土面積多達九百六十萬平方公裡。這麼大的一片土地,「覆蓋」了許多彼此相連的大地節點,形成了網絡——國家大地控制網。根據國家統一規定,對這些大地點的坐標位置進行了測量,並有固定的標誌。
但要想精確測量各大地點的坐標以進行科學研究定位,必須選擇一個點作為起點。這一點,以前被稱為大地原點。類似的原點也叫大地基準點。在選擇原始大地位置後,通過高精度確定其天文經緯度,並確定其與另一大地節點的天文方位。應用橢球定位法,可以獲得大地原點的經緯度和其它數據。
用這種方法,可以得到大地原點的有關資料,也就是「大地基準資料」。通過這些數據,可以順利地推算出其它地點的具體數據,這樣,就可以計算出國家地點控制網中各點的坐標。雖然這些都說得很簡單,但是具體的測定工作過程還是相當艱苦的。
在此之前,中國並沒有大地原點的確定,而是採用以蘇聯玻爾科夫天文臺為坐標原點的坐標系統來確定大地原點。但是,隨著新中國的不斷發展,科學家們發現,這套推算誤差較大,並且有許多弊端,難以適應我國高科技發展的需要。為了實現這一目標,國家決定建設有中國特色的、能與發達國家相匹敵的中國大地。
一九七五年,國測隊接到國家測繪局的任務,要對地形區進行選址。儘管只是選擇大地原點的位置,但任務也有一定的要求。比方說,大地原點所在地區的地質結構比較穩定,大地震發生的可能性較小的地區更好。
此外,還有一些要求,如距離大城市較遠,地勢要高一些,以防水災,同樣的大地選址應交通方便,便於維護管理。此外,其地點最好位於中原腹地,這樣便於進行大地測量計算。
按照這樣的要求,國測隊接到任務後,立即開始行動。並對鄭州、武漢、蘭州、西安等地的地形、地質等情況作了全面的分析。之後,他們花了很多時間去關中地區進行野外考察。
通過一年時間的考察和測量,國測隊發現有一個地方很符合國家測繪總局對地形圖定位原點的要求。這裡位於陝西省涇陽縣永樂鎮石際寺村(當地人叫「北橫流村」)。這裡距西安四十公裡,地處一片相對穩定的抗震構造區,各方麵條件都十分優越。於是工作人員就把這個地方作為地球的原點。
中國的「心」就是這樣被選進這座小村莊的。事實上,建立國家大地坐標系統的大地原點選址工作才剛剛開始。確定大地原點後,工作人員還需在原大地控制網的基礎上,改造成以該原點為中心的新的大地原點網。與此同時,員工還需要確定現場觀察樓的高度,並且施工得很順利。
就像之前的工作難度一樣,這項任務一點也不馬虎。為達到這個目的,國家測繪局又組織了一個團隊,從1976年開始運作。上秦嶺,上峨峨,跋山涉水,穿越秦川八百裡山河。在兩年的努力後,工作人員最終選定了以原點為中心的大地原點網絡,並確定了大地原點觀測大樓的高度。接著,秦川大地上矗立著一座23米高的塔。
1978年底,在地面原點相關建築物建成後,工作人員開始了新的測量工作。其工作內容包括對大地原點及其周邊的觀測、電磁波測距、 GPS定位等。如此一來,在後續工作完成後,以大地原點推算出的坐標,被確定為「1980國家大地坐標系」。
在中國大地原點建成後,國際地圖界對此給予了廣泛關注。自1980年以來,來自美國、芬蘭、日本、德國和其他一些國家的專家學者都來此進行考察並給予高度評價。此外,中國大地原點建成啟用後,全國各地測繪工作者到此參觀考察的情況也是層出不窮。我們國家能夠建設可與發達國家媲美的地球原點,擁有如此精確和完美的測量基準,沒有人不為之驕傲。
也許,很多人認為把地球的原點叫做中國的「心」,這真的太誇張了。但是事實上,大地原點對我們國家的意義是很大的。對中國的現代化建設和國防建設而言,國家地理數據和信息的全部基礎,就是它的大地本源。
如果沒有大地原點,就不會有統一的坐標系。因此,衛星、火箭,特別是定位系統等國防建設方面的問題,將會受到嚴重的影響。所以,建立一個符合中國國情的大地原點,是十分重要的。在這一點上,把地球的原點叫做中國的「心」,實際上是可以說得過去的。