［論文摘要]介紹了北京市自解放以來(lái)的控制測(cè)量的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，并提出建立控制測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)，對(duì)北京市的控制測(cè)量成果進(jìn)行有效的整合與管理，展現(xiàn)北京市控制測(cè)量的歷史沿革及發(fā)展變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)北京市各類(lèi)控制點(diǎn)的綜合管理、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)與分析。 

 

　　控制測(cè)量是城市建設(shè)的基礎(chǔ)，維持北京市的測(cè)繪基準(zhǔn)是北京市基礎(chǔ)測(cè)繪的重要內(nèi)容之一，提供現(xiàn)勢(shì)的、滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展需要的測(cè)繪基準(zhǔn)服務(wù)是基準(zhǔn)建設(shè)的主要目標(biāo)。 

解放前，北京市沒(méi)有專(zhuān)門(mén)為城市建設(shè)的測(cè)繪工作。北京市的控制測(cè)量，是解放后隨著北京市城市建設(shè)和發(fā)展的需要而發(fā)展起來(lái)的。發(fā)展的歷史是從無(wú)到有，從小到大，從低級(jí)到高級(jí)逐步建立和健全的。 

　　1三角測(cè)量的發(fā)展歷史 

　　用三角測(cè)量的方法建立平面控制網(wǎng)，是控制測(cè)量初期的生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。北京市的三角測(cè)量大致經(jīng)歷了四個(gè)階段。 

　　1．1 1950年的建網(wǎng) 

　　解放初期，當(dāng)時(shí)的北京市人民政府地政局由于技術(shù)力量、儀器設(shè)備及可能的投資有限，無(wú)力完成較大范圍完整的三角網(wǎng)，因此委托軍委測(cè)繪局建立市區(qū)主干三角網(wǎng)。在北京市區(qū)布設(shè)了一個(gè)27點(diǎn)(包括基線端點(diǎn))的全面網(wǎng)，其范圍北至清河，東至定福莊，南至南苑，西至山邊，控制面積約1100平方公里。整個(gè)三角網(wǎng)用T3型經(jīng)緯儀觀測(cè)六測(cè)回，在網(wǎng)中選用“復(fù)興門(mén)”三角點(diǎn)為大地原點(diǎn)，投影方式采用蘭勃切圓錐投影，地球原子采用海福特原子。 

　　1．2 1957年的初次改建 

　　隨著北京市區(qū)的逐步擴(kuò)大，原來(lái)的三角網(wǎng)只能控制1100平方公里，雖然自建網(wǎng)以后，隨著需要向外有所擴(kuò)展，但是在擴(kuò)展過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。因此，1956年8月北京市開(kāi)始著手進(jìn)行控制網(wǎng)的改建工作。 

　　改建的原因主要有三：一是1950年主干網(wǎng)的測(cè)回?cái)?shù)過(guò)少，精度低；二是由于解放初期國(guó)內(nèi)缺少長(zhǎng)度檢定設(shè)備，1950年建網(wǎng)時(shí)采用的基線尺存在誤差；三是規(guī)劃用圖的范圍和品種不斷地提出了新的要求，這樣原來(lái)的網(wǎng)鎖已顯得不適應(yīng)日益發(fā)展的要求。 

　　改建的要點(diǎn)主要有：一是廢除了部分基線和方位角，轉(zhuǎn)而施測(cè)并啟用新的基線和方位角，將起始邊移在網(wǎng)的外圍，便于向外擴(kuò)展；二是外業(yè)觀測(cè)值仍用六測(cè)回的觀測(cè)值，平差采用條件平差，中心網(wǎng)共45個(gè)條件，獨(dú)立平差；三是為了與國(guó)家三角網(wǎng)關(guān)聯(lián)，將大地原點(diǎn)由復(fù)興門(mén)改到崔村，崔村三角點(diǎn)是國(guó)家網(wǎng)與北京市網(wǎng)的重合點(diǎn)，該點(diǎn)大地經(jīng)緯度用國(guó)家的平差結(jié)果，其余點(diǎn)的大地經(jīng)緯度用史賴(lài)伯公式進(jìn)行計(jì)算；四是投影方法仍用蘭勃切圓錐投影，但地球原子改為克拉索夫斯基原子，五是為了使擴(kuò)大后的地區(qū)坐標(biāo)不出現(xiàn)負(fù)值，增加了x、Y軸的附加值。 

　　1957年改建后，北京已形成控制面積四萬(wàn)平方公里的主干控制網(wǎng)及加密了一些地區(qū)的三等三角點(diǎn)。 

　　1．3 1963年的第二次改建 

　　1958年由于要修建地下鐵道，國(guó)家在北京地區(qū)布設(shè)了46個(gè)點(diǎn)的高精度控制網(wǎng)，多數(shù)為高鋼標(biāo)，而1950年中心區(qū)主干網(wǎng)大部分覘標(biāo)腐朽，標(biāo)石也有損壞，更由于高樓聳立，彼此多不通視，失去控制意義，因此決定再次改建北京控制網(wǎng)。改建的要點(diǎn)： 

 

　　(1)將西局三角點(diǎn)設(shè)為起算點(diǎn)，其值用國(guó)家1954年北京坐標(biāo)系的高斯坐標(biāo)值反算經(jīng)緯度。起算方位選用崔村～老山的大地方位角為起始方位。 

　　(2)投影由蘭勃切圓錐投影改為高斯任意帶投影，地球原子采用克拉索夫斯基原子。同時(shí)為了避免坐標(biāo)值出現(xiàn)負(fù)數(shù)，再次對(duì)x、Y軸增加了附加值。 

　　(3)對(duì)地鐵網(wǎng)未平差，而直接采用了該網(wǎng)的平差值，然后反投影到球面變成球面方向值，求出球面邊長(zhǎng)后，依史賴(lài)伯公式計(jì)算各點(diǎn)的大地坐標(biāo)。 

　　1．4 1973年的第三次調(diào)整 

　　1966年3月8日及22日，河北邢臺(tái)發(fā)生強(qiáng)烈地震后，為了監(jiān)視北京地殼活動(dòng)，研究地殼的水平運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到地震預(yù)報(bào)的目的，國(guó)家測(cè)繪局在北京地區(qū)布設(shè)了大面積的地震三角網(wǎng)，施測(cè)精度高，達(dá)到國(guó)家一等三角的精度。 

　　而北京市1963年改建后的控制網(wǎng)，中心網(wǎng)利用地鐵網(wǎng)精度很高，而外圍網(wǎng)鎖之間仍存在著矛盾，有的點(diǎn)由網(wǎng)鎖之間推算坐標(biāo)出現(xiàn)較大的誤差，因此對(duì)北京控制網(wǎng)進(jìn)一步調(diào)整又一次提上日程。此次改算的方法是以改建的地鐵網(wǎng)為首級(jí)控制，對(duì)于網(wǎng)的西部、東南部?jī)删W(wǎng)有重疊的點(diǎn)，則保持地鐵網(wǎng)點(diǎn)改選聯(lián)測(cè)有關(guān)的地震網(wǎng)點(diǎn)，用T3型經(jīng)緯儀測(cè)15個(gè)測(cè)回。 

　　至此，北京市具有合于國(guó)家規(guī)范的三角網(wǎng)，可控制約28000平方公里。 

　　2水準(zhǔn)測(cè)量的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 

　　水準(zhǔn)測(cè)量是城市各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)——地上的和地下的——的基礎(chǔ)，是提供研究地殼形變的可靠資料，是中長(zhǎng)期地震預(yù)報(bào)的主要手段之一。 

　　北京市水準(zhǔn)網(wǎng)的建立同樣是經(jīng)歷了由小到大，由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過(guò)程。 

　　2．1 1950年建立近郊區(qū)水準(zhǔn)網(wǎng) 

　　1950年與建立三角網(wǎng)的同時(shí)，北京建立了近郊區(qū)水準(zhǔn)網(wǎng)，以滿足都市建設(shè)及地形測(cè)量的需要。共布設(shè)了甲種水準(zhǔn)點(diǎn)96點(diǎn)，組成8個(gè)環(huán)線，并在甲種點(diǎn)環(huán)線以?xún)?nèi)及西部環(huán)線以外布設(shè)乙種點(diǎn)73點(diǎn)。甲種點(diǎn)依最小二乘法嚴(yán)密平差，乙種點(diǎn)附合于甲種點(diǎn)，誤差按距離為比例予以配賦�？刂品秶�北至清河，東至定福莊，南至南苑以南瀛海莊，西至三家店，控制面積約1100平方公里，基本上與三角網(wǎng)相適應(yīng)。 

　　2．2 1955年第一次調(diào)整 

　　1950年至1954年之間，北京市區(qū)的水準(zhǔn)網(wǎng)逐步擴(kuò)大到昌平、良鄉(xiāng)、京西礦區(qū)也延伸進(jìn)山溝，近郊區(qū)也進(jìn)行了加密，并檢測(cè)了1950年水準(zhǔn)網(wǎng)。但由于舊網(wǎng)點(diǎn)不能滿足城市建設(shè)的長(zhǎng)期使用，補(bǔ)充布設(shè)了新網(wǎng)，1955年我院對(duì)水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行了第一次調(diào)整。 

　　首先對(duì)近郊檢測(cè)的水準(zhǔn)網(wǎng)仍按原8個(gè)環(huán)進(jìn)行平差；其次把城內(nèi)的220個(gè)點(diǎn)分為南、北兩部分分別平差，未組織到環(huán)線內(nèi)的點(diǎn)，附合在已出成果的點(diǎn)上。 

　　2．3從1956年到1959年的第二次調(diào)整 

　　北京市到1956年所轄區(qū)域已是第三次擴(kuò)大，由原來(lái)的豐、海、朝三區(qū)擴(kuò)大到昌平、良鄉(xiāng)及通縣的一部分，面積增加到4820平方公里。同時(shí)，1956年市區(qū)建設(shè)任務(wù)增多，原來(lái)水準(zhǔn)點(diǎn)甲種點(diǎn)的間距為2至3公里，乙種點(diǎn)間距為3至5公里，使用非常不便，因此在西、北、東郊加密了丙種點(diǎn)，使各等水準(zhǔn)點(diǎn)間距縮短到1公里左右。 

　　1959年，我院對(duì)北京市水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行了第二次調(diào)整，把之前先后平差的市區(qū)、良鄉(xiāng)、昌平、通密各區(qū)和新測(cè)定的香涿地區(qū)的456個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)組成了21個(gè)環(huán)，一并作一次整體平差，水準(zhǔn)路線全長(zhǎng)1311公里，并且在計(jì)算各結(jié)點(diǎn)問(wèn)高差時(shí)，加入了正高改正。

    至此，水準(zhǔn)點(diǎn)已基本上與1958年10月第五次擴(kuò)大的北京市市區(qū)16800平方公里相適應(yīng)，個(gè)別地區(qū)還超過(guò)了市界。 

　　2．4 1970年第三次調(diào)整 

　　1966年邢臺(tái)發(fā)生地震后，國(guó)家測(cè)繪局在北京進(jìn)行了地形變測(cè)量，組成水準(zhǔn)網(wǎng)四大環(huán)，按國(guó)家一等水準(zhǔn)細(xì)則施測(cè)。同時(shí)我院施測(cè)其余的二等水準(zhǔn)路線，測(cè)完由國(guó)家測(cè)繪局平差計(jì)算，一等獨(dú)立平差，二等作附合環(huán)平差。此外，為了研究不同的平差方法對(duì)結(jié)果的影響，對(duì)一、二等做了聯(lián)合平差。 

　　1970年，鑒于我院原施測(cè)的水準(zhǔn)網(wǎng)無(wú)論在點(diǎn)的密度上、精度上以及控制面積上，都不如地形變水準(zhǔn)網(wǎng)，因此，決定采用1966年一、二等聯(lián)合平差的結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行整理。 

　　整理的過(guò)程中，高程起算同是北京原點(diǎn)，對(duì)一部分沒(méi)有包括在地形變水準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)的二、三等點(diǎn)，依附合加密的方法計(jì)算。此次調(diào)整，對(duì)北京市解放后十幾年的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了較全面的整理，基本上核清了水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量。 

　　2．5 1975—1979年的全網(wǎng)調(diào)整 

　　從1949年北京解放，北京市的水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行了大量的工作，雖然進(jìn)行過(guò)幾次調(diào)整，但仍然趕不上客觀情況的迅速變化，因此，自1975年至1979年底，我院對(duì)北京市高程控制網(wǎng)進(jìn)行了一次全面的整頓。施測(cè)了水準(zhǔn)網(wǎng)，將水準(zhǔn)網(wǎng)分一、二、三級(jí)控制，首級(jí)采用一等水準(zhǔn)精度，在一等環(huán)內(nèi)分塊加密二、三等水準(zhǔn)網(wǎng)。其中一等網(wǎng)共形成22個(gè)環(huán)。 

另外，由于過(guò)去水準(zhǔn)點(diǎn)的編號(hào)命名比較紊亂，因此，在此次整頓過(guò)程中改革了點(diǎn)號(hào)，新編的點(diǎn)名依照國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范的要求命名，并編制了新舊點(diǎn)名對(duì)照表，把新舊點(diǎn)名的關(guān)系緊密地聯(lián)系起來(lái)了。 

　　2．6 1979年以后的復(fù)測(cè)和調(diào)整 

　　自1979年水準(zhǔn)網(wǎng)全面調(diào)整之后，我院對(duì)北京市的高程控制網(wǎng)實(shí)施了周期性的定期復(fù)測(cè)，分別于1988年、1998、2005年對(duì)水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行了補(bǔ)埋和復(fù)測(cè)。 

其中 

　　(1)1984—1988年，對(duì)原網(wǎng)的平原十一環(huán)進(jìn)行補(bǔ)埋和復(fù)測(cè)，山區(qū)利用原觀測(cè)值進(jìn)行了平差，未對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整。 

　　(2)1995-1998年，水準(zhǔn)網(wǎng)原點(diǎn)從北大移至玉淵潭，一等線路重新構(gòu)網(wǎng)，南部的一等線路也大都縮至市界內(nèi)。 

　　(3)2002—2005年，全面復(fù)測(cè)，平原地區(qū)依前期復(fù)測(cè)線路，山區(qū)線路大部分移至市界，并重新構(gòu)成了一等環(huán)線。 

同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)量和平差手段已逐步實(shí)現(xiàn)外業(yè)記錄電子化和內(nèi)業(yè)平差自動(dòng)化。 

　　3導(dǎo)線測(cè)量的發(fā)展歷程 

　　為了滿足北京市城市地圖測(cè)繪、工程定線撥地及市政建設(shè)等控制的需要，從五十年代初開(kāi)始城市導(dǎo)線控制測(cè)量。隨著北京市城市控制網(wǎng)建設(shè)發(fā)展，導(dǎo)線控制范圍由點(diǎn)到面，不斷擴(kuò)大，測(cè)繪儀器性能提高和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，導(dǎo)線觀測(cè)及內(nèi)業(yè)計(jì)算的水平不斷提高，目前已形成外業(yè)電子記錄、內(nèi)業(yè)計(jì)算機(jī)平差計(jì)算的模式。 

　　20世紀(jì)50年代，導(dǎo)線外業(yè)觀測(cè)采用威特T2型經(jīng)緯儀和30米鋼卷尺，導(dǎo)線控制主要分布在城區(qū)，導(dǎo)線布設(shè)單一，沒(méi)有形成導(dǎo)線網(wǎng)，精度不高。 

　　60年代，隨著1963年三角網(wǎng)的改建和加強(qiáng)，控制范圍擴(kuò)大到城墻外，對(duì)1957年的一、二級(jí)導(dǎo)線邊角資料進(jìn)行了檢核計(jì)算；采用人工計(jì)算的方法，對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)點(diǎn)網(wǎng)進(jìn)行了平差。 

　　70年代，我院整理維護(hù)原一、二級(jí)導(dǎo)線，對(duì)資料中精度較低的部分，進(jìn)行了整測(cè)，提高部分舊導(dǎo)線的精度。另外，結(jié)合郊區(qū)建設(shè)發(fā)展的需要，開(kāi)展了郊區(qū)導(dǎo)線測(cè)量。此時(shí)，激光測(cè)距儀量測(cè)距技術(shù)的應(yīng)用，改變了鋼尺量距的歷史，通過(guò)開(kāi)發(fā)導(dǎo)線平差計(jì)算軟件，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)平差計(jì)算，提高了內(nèi)業(yè)計(jì)算的效率。 

　　80年代，我院對(duì)城區(qū)導(dǎo)線進(jìn)行補(bǔ)埋觀測(cè)，結(jié)合郊區(qū)城市建設(shè)項(xiàng)目的需要，郊區(qū)一、二級(jí)導(dǎo)線控制范圍不斷擴(kuò)大。隨著激光測(cè)距儀技術(shù)的發(fā)展，距離量測(cè)精度不斷提高，導(dǎo)線平差軟件得到推廣應(yīng)用，能夠?qū)π４蟮膶?dǎo)線網(wǎng)進(jìn)行整體平差計(jì)算，成果資料已比較規(guī)范。 

 

　　90年代，隨著全站儀在導(dǎo)線測(cè)量中的應(yīng)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了外業(yè)觀測(cè)的數(shù)字化；實(shí)現(xiàn)了外業(yè)觀測(cè)計(jì)算機(jī)記錄；同時(shí)導(dǎo)線平差軟件的不斷完善，提高了內(nèi)業(yè)計(jì)算的效率；北京市城區(qū)一、二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng)復(fù)測(cè)也基本進(jìn)入良性循環(huán)。 

至今，北京市的導(dǎo)線測(cè)量將市區(qū)分為四個(gè)固定的區(qū)域范圍，每年定期復(fù)測(cè)一個(gè)區(qū)域，4年為一周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)北京市市區(qū)范圍的周期性復(fù)測(cè)。 

　　4 GNSS測(cè)量的發(fā)展 

　　相對(duì)與三角測(cè)量，GNSS測(cè)量屬于新興的控制測(cè)量手段，其使用方便、定位精度高、應(yīng)用前景廣泛。北京市的GNSS測(cè)量共實(shí)施了兩期，分別是1999年城區(qū)主控網(wǎng)和方向網(wǎng)數(shù)據(jù)和2005年似大地水準(zhǔn)面精化項(xiàng)目的GNSS框架網(wǎng)和基本網(wǎng)。 

　　5北京市控制測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè) 

　　北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院保存了自解放以來(lái)北京市所有的控制測(cè)量成果，這些寶貴的成果。資料主要采用傳統(tǒng)的紙介質(zhì)保存，計(jì)算機(jī)輔助查詢(xún)結(jié)合人工服務(wù)的模式，這既不利于資料的長(zhǎng)期保存，也不利于科學(xué)高效的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)，給操作帶來(lái)了不便。為此，我院正在建立一個(gè)功能齊全、性能良好、使用方便、界面友好的控制測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)、各等級(jí)控制測(cè)量成果的科學(xué)、有效的管理，并為控制測(cè)量成果的數(shù)據(jù)分析提供輔助手段。 

北京市控制測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)將存儲(chǔ)管理三角測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量和GNSS測(cè)量四類(lèi)控制測(cè)量成果。從測(cè)量工程信息、到網(wǎng)信息、環(huán)信息、路線信息、測(cè)段信息、成果信息和點(diǎn)之記信息的所有信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制測(cè)量數(shù)據(jù)的可追溯性。同時(shí)，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)的空間分布的展示，并實(shí)現(xiàn)空間位置與測(cè)量信息的關(guān)聯(lián)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的路線和測(cè)段信息，能夠在系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)生成各期測(cè)量工程的控制網(wǎng)和路線。通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)諸如水準(zhǔn)點(diǎn)沉降分析、基準(zhǔn)站漂移分析等數(shù)據(jù)分析功能。