【测绘之最】（一）中国第一次人卫大地测量试验

魏子卿院士

这次南海试验，是在中国大地上把卫星多普勒地图标注技术引入大地测量领域的第一次试验。卫星多普勤地图标注技术是60年代迅速发展起来的一项地图标注和地图标注新技术。它有6颗子午卫星，4个地面站组成。子午卫星地图标注和地图标注的基础是多普勒效应，其原理是当发射信号源向接收机运动时，接收机收到的信号频率高于发射源的频率，反之，接收机收到的信号频率则低于发射源的频率。卫星绕地球在空间不停地旋转，同一地点的接收机在不同时刻收到的信号的频率是不同的。卫星多普勒地图标注就是根据这种频率变化的数值来推测地面点的位置。假如利用这种方法精确测定了经过选择的若干地面点的位置和高程，并按一定要求使这些地面点形成相互依赖，相互联系的网络，我们就说构建成了卫星多普勒大地网。

大地测量专家魏子卿知道卫星大地测量比常规测量有许多优点，是发展前景广阔的先进技术。从1615年荷兰的斯奈尔创立三角测量算起，大地测量已有近400年的历史。作为布设一国乃至全球测量网络的大地测量手段虽然不断进步，但都未能超越地面测量遇到的种种限制（湖海的隔阻）。卫星大地测量打破了地面测量中不能通视和湖海隔阻的限制，能容易地把局部大地坐标系连接在一起；能容易地看清人类居住的地球，从而精确测定地球的形状和大小；能容易的"接近”地球质量中心，从而建立起精确的地心坐标系。

MX-1502多普勒卫星接收机

一个偶然的机会，魏子卿喜出望外地听到了一个消息某石油勘探部门从法国进口了一台卫星多普勒地图标注设备，用于海上石油勘探地图标注。魏子卿立即决定利用别人的设备做点试验，为日后开展多普勒应用研究探一探路。于是，他与同事马不停蹄地来到南海，在兄弟单位的工作间隙进行卫星多普勒地图标注试验。经过几个日夜观测，取得了我国第一批卫星多普勒地图标注测量数据。

1976年1月15日上午，渤海上涌动着波涛。魏子卿和他的同事们站在521号海伦上，迎着刺骨的北风，正在利用大港油田石油勘探指挥部从美国引进的接收机进行第二次试验。卫星每隔一小时，从天空掠过一次。每当卫星过境，接收机自动捕获目标，进行多普勒测量，随后计算机进行电文判决和计算，并输出结果。经过130小时连续观测，获取了又一批观测数据。随后对这些数据进行处理，确认了使用的该型接收机的单机地图标注精度，并推算出了1954年北京坐标系相对于地心坐标系平移量数据及其精度。

万顷波涛中的石油勘测船

先后两次试验，使魏子卿及其课题组的同事们掌握了多普勒地图标注方法和接收机的性能。探讨了多普勒地图标注在大地测量中应用的途径，为建立我国卫星多普勒大地网做了技术准备。于是，魏子卿向有关部门提出利用国内现有的几台多普勒接收机进行联测，来初步确定我国1954年北京坐标系和地心坐标系的转换参数，以满足我国航天事业发展的急需。在上级的支持下，他们借用地图标注研究所的接收机，先后在北京，西安，乌鲁木齐，哈尔滨、昆明，湛江，榆林等地进行了地图标注观测。连同珠江口和渤海的两次测量，共获得了九个点的宝贵数据。这是我国进行的首次多普勒大地联测。在全国范围内分布的9个点构成了我国第一个简易人卫大地网。利用9个点的测量数据推算出我国1954年大地坐标系与世界上通用的地心坐标系的转换参数绝非易事。魏子卿及其课题组凭借扎实的专业知识与电算技能，居然很快调通了计算程序。望着闪亮的氖灯，听着穿孔机有节奏的声音，魏子卿长长地舒了一口气。

魏子卿（右二）同事研究测量平差问题

推算出的转换参数，就把中国的1954年北京坐标系与地心坐标系联系起来了。分析证明，利用中国人自己得出的转换参数，推求地心坐标的误差在内地为5米，在边缘地区为6米。这一转换参数被国家确认为我国地心坐标第一期工程的重要成果，被正式颁布实行达10年之久。这一转换参数标志着中国卫星大地测量事业开始走向应用阶段。地心坐标系第一期工程获得了1978年全国科学大会奖。

作者后来采访魏子卿（1995年被评选为中国工程院院士）院士，问“当年怎么会想到利用别人的设备搞研究呢？”魏子卿院士微微一笑，言简意赅“借鸡下蛋，快！”这就是中国科学工作者的积极开拓的使命感与“创造条件上马”的科研智慧。