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大地测量学是一种打开世界的方式(续1)
在路上
不知道有多少回,从面包车、卡车上出来,我就和战友们一起朝着目标走去。这些目标点,有导线点、水准点、有GPS点、有天文点。我们的目的很单纯,获取一些阿拉伯数字。用经纬仪、水准仪、测距仪、卫星接收机等。
天气特别恶劣的时候,遭遇的不多。雪天,不能观测。在雪地上,可以。第一次到今西北高原执行观测任务,就是在大雪之后。发射场上、厚厚的积雪,留下了我们的脚印。第一次在观测中遭遇雷雨,是在青藏高原的一个山脊上。两处高原点位的海拔,都比较高。雷雨中,无法进行测距观测和记簿,我和组员们赶紧下山;还没有到山脚,就统统接受到了免费雨衣,浑身湿透了。那时候,仗着年轻,也感觉不到高原反应,大家结伴嘻嘻哈哈地朝宿营地走,直到队里的解放牌卡车开过来。
在雷雨中坚持导航卫星的观测,则是由于仪器有足够的内存保留数据。仪器高无需量取、记录。像控点坐标观测的要求,与以往的要求不一样。这种雨天坚持作业,可谓一种考验。幸好,合肥郊区的雷电,在远方不在我们近处的稻田里肆虐。我们只是痛痛快快地被淋浴了。栉风沐雨,这个成语用到田埂、池塘边的组员们头上,恰到好处。
也有轻描淡写地在观测中看见彩虹的时候。这样的机会,只在东南沿海某县碰到一次。那次,只滴落了若干点细雨。我和在屋顶上观测的组员们,没有停止观测。组员正在计算数据,忽然看到了近处风景区上空的彩虹。
后来,任务完成后,我们结伴去长出彩虹的山坡上看了看,就算是游览风景区了。
经常遇到这样的情景,点上观测的时间,远远短于赶路、爬山的时间。当车辆在崎岖山路上行进,当松树、杉树、白桦树以及叫不出名字的藤蔓们,连绵不断地向后退去时,我感觉自己已经非常接近于游客了,比徐霞客还要自豪。
不惹麻烦,我们轻易是不为路边招手的人们停车的。只有一次,几个疲倦的养路工人,频频招手。我们的车辆停下来,捎带了他们一段比较平缓的路。他们少走了好几公里,很知足。
测绘科技馆:大地原点建筑模型(2023.8.26)
打开世界的方式
以点、线、锁、网的形式,打开世界。是大地测量工作者的多重行为方式。
以某种要求布设点位、以光纤、无线电波传递角度、坐标、方位。点和线,又可以组成锁状、网状的结构,在大地上伸向远方。
在大范围内,线、锁、网会发生一定的变形和扭曲。这就是德国伟大的高斯在19世纪就
“1801年,意大利天文学家朱赛普·皮亚齐发现了第一颗小行星谷神星。经过40天的跟踪观测后,由于谷神星运行至太阳背后,使得皮亚齐失去了谷神星的位置。随后全世界的科学家利用皮亚齐的观测数据开始寻找谷神星,但是根据大多数人计算的结果来寻找谷神星都没有结果。时年24岁的高斯也计算了谷神星的轨道。奥地利天文学家海因里希·奥尔伯斯根据高斯计算出来的轨道重新发现了谷神星。
高斯使用的最小二乘法的方法发表于1809年他的著作《天体运动论》中。
法国科学家勒让德于1806年独立发现“最小二乘法”,但因不为世人所知而默默无闻。
勒让德曾与高斯为谁最早创立最小二乘法原理发生争执。
1829年,高斯提供了最小二乘法的优化效果强于其他方法的证明,因此被称为高斯-莫卡夫定理。“
在大地测量(包括物理大地测量)数据处理的理论方面,三个“斯”都做出了自己的贡献。(也为后来的学子们,“惹了不少麻烦”。)
一个是高斯,一个是斯托克斯,一个是拉普拉斯。至今,还有人把天文点,叫做拉普拉斯点。把天文方位角,叫做拉普拉斯方位角。
测绘科技馆:水准原点模型(2023.8.26)
高斯对最小二乘法的发明,有贡献。是否第一人,有争议。《最小二乘法与平差》作为一门150学时的课程,确实没有争议的,难学!在毕业设计时,归属于“平差”老师指导的课题组,报名的有三个人。我们那一届本科生,有79人坚持到了毕业。我居然选了《一等三角锁系统误差检验》,这个属于平差的课题,有知难而上的意思。其实,做起来,并不像人们想象的那样难,无非就是准备数据、编写程序代码。写论文花的时间,倒在其次。
(未完待续)
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