黑龙江地区的天文测量始于清初,观测天体的位置以确定地面点的经度、纬度作为实测
地图的水平控制点。
1709年(清康熙四十八年)下半年,清廷为测绘《皇舆全览图》,以西方传教士雷孝思
(Regis)、杜德美(Jartoux)和费隐(Fridelli)等人为主要技术人员,由中国人员参加
组成测量队,携带从西方购买的和自制的一些仪器到黑龙江地区进行天文测量。
纬度以赤道为零起算。纬度测量采用夜间观测北极星高度的方法。经度则以北京钦天监
观象台的子午线为首子午线,分为东经和西经(亦称东西偏度)。经度测量采用在两地同时
观测月食或木星卫星掩始木星时刻,测出两地时差,算出经度。由于计时钟摆运动不均匀和
对木星卫星观察不够精确,致使观测误差相当大,且观测不易,费时较多,所以在测量中采
用以少数实测天文点为基础,再以三角测量方法,由近及远,推算出其他点的经度。到1710
年(清康熙四十九年)12月,在黑龙江地区实测和推算经纬度19点。1735年(清雍正十三年
),在巴黎出版的由法国人杜赫德(Duhaide)神甫编纂的《中国地理、历史、编年史、政治
与自然状况的概述》一书,记载了这19个天文点的地名和经纬度(葛剑雄译:《测绘中国地
图纪事》、《上海测绘》1989年第3期,第4446页。)。松花江边和黑龙江边各5点、乌苏里
江流域4点、嫩江边2点、其他要地3点。19个天文点中,乌苏里江以东、黑龙江以北共8点(
见表1—1)。
另据《清史稿》(第五册)记载,此间在黑龙江西南部地区测定的经纬度还有3点(见表
1—1中序号20—22)。
清朝中期,沙皇俄国在黑龙江流域非法进行天文测量,为侵占中国领土作准备。1832年
(清道光十二年),俄国的福斯(Fuse)在黑龙江上游进行天文测量,测定北极村西的经度
为121°50′07″、纬度为53°19′45″。(曾世英:《中国实测经纬度成果汇编》,《测量
杂志》1943年出版,第10、11、37页。)
清朝末期,1840年鸦片战争之后,来黑龙江进行非法测绘情况日趋严重。1855年(清咸
丰五年),俄国的波斯彻特斯古罗夫(Peschtschuroff)乘船从黑龙江上游的洛古河村至中
游的抚远县,沿途测量17处重要地点经纬度。测定的最东部点经度为134°06′30”、纬度为
48°09′44″。(曾世英:《中国实测经纬度成果汇编》,《测量杂志》1943年出版,第10
、11、37页。)
清朝末期(19世纪90年代),为测绘黑龙江地区舆地图提供水平控制点,在呼兰、呼兰
厅(今巴彦县)、绥化厅、齐齐哈尔、墨尔根、黑龙江城、呼伦贝尔(今内蒙海拉尔市)、
布特哈(今讷河县)、宁古塔、五常、双城、宾州(今宾县)、三姓(今依兰县)等13处重
要行政机关驻地测定天文点13个。测量方法仍以观测月食定经度(以通过英国格林尼治天文
台的子午线为零起算),而以观测正午太阳在子午圈高度定纬度。此次测量人员均为中国技
术人员。与清初相比,虽有进步,但因观测方法没有大的改进(俄国已于1860年采用有线电
报测定经度),未加入影响观测结果的各项误差,所测各地的经纬度值仍不甚精确。
1915年,美国华盛顿地磁测量队来黑龙江地区沿中东铁路测量了龙江、齐齐哈尔、安达
、哈尔滨、一面坡等5点经纬度。
民国时期,东三省陆军测量局所测经纬度,没有点位记载,已无从查考。
东北沦陷时期,日本关东军测量队在黑龙江地区布设一、二等三角锁网时进行了一、二
等天文测量。作业依据伪《满洲陆地测量之大意》,在一、二等三角锁网起始边的一个端点
或三角锁交叉处的一个三角点上,测定天文经纬度并测定起始边方位角,以计算大地方位角
和三角点垂线偏差(地面上任一点的垂线与该点对参考椭球面上对应点的法线间的交角。是
将大地测量观测的天文方位角、水平角、长度归算到参考椭球面上的必要数据。)提供重要
数据。测量仪器使用德国卡尔班贝尔万能经纬仪和时辰仪。测量方法是利用无线电收讯机收
录东京天文台发播的时号和利用多星等高法测定若干个恒星经过同一等高圈(60°或45°等
高圈)的钟面时刻,来同时求出测站(在野外测量时设置仪器的地点)经纬度;用北极星任
意时角法,直接测量地面目标与北极星之间的水平角,在照准北极星时记录照准时的钟面时
刻和收录时号计算表差,求得照准时的北极星方位角,地面目标的天文方位角等于北极星的
方位角与星标间的水平角之和。
这一时期,测定了呼兰的团山、牡丹江的掖河、呼玛的双灯照、齐齐哈尔的汤池、北安
的通北等地5个一等天文点,测量中误差(衡量观测精度的一种指标):经度小于±0.″45
、纬度小于±0.″2、方位角小于±0.″3。测定了38个二等天文点,测量中误差:经度小
于±0.″6、纬度小于±0.″3、方位角小于±0.″5。这43个一、二等天文点中,新中国
建国后只利用了掖河、双灯照2个一等天文点,其他成果资料已无使用价值。
建国后,从1958年起,总参测绘局和国家测绘总局的大地测量队及水利部门在省内重新
布测一、二等三角锁网时,进行了一、二等天文测量。初期执行苏联1955年出版的《一、二
、三、四等三角测量细则》的天文部分,1963年后,执行国家测绘总局和总参测绘局合编的
有关技术规定。主要在一等三角锁和二等三角网每一起始边的两端点测定一等天文经纬度和
方位角,在一等三角锁每一锁段中间的一个三角点上测定天文经纬度,在二等三角基本锁和
补充网起始边的两端点测定二等天文经纬度和方位角。
天文观测组由组长(观测员)、副组长(记录员)、投影员、司光员、测工等5—7人组
成。天文测量仪器有天文观测仪器、守时仪器、记时仪器。一等天文用瑞士威特T(4)或苏
联Ay2″/10″全能经纬仪观测,守时仪器为有接触装置的恒星时天文表,记时仪器为划线记
时器。此外,还有用于收录授时台时号进行时刻比对的短波直流收报机。二等天文用小型45
°等高仪、附有60°棱镜的威特T(3)经纬仪观测。
测定一等天文点的经度,采用双星等高法,观测东西星在相同高度的时刻,以求得天文
表的表差。按收时、测时、收时观测纲要进行。收时用收报机收录上海天文台发播的科学式
时号,以定格林尼治时。测时将全能经纬仪安置在天文墩上,观测6对(12颗)以上的星对求
出表差以定地方时,观测时间段不少于3个夜晚。测站与格林尼治天文台在同一瞬间的表面时
之差,等于测站的经度。测定一等天文点的纬度,采用太尔各特法,将全能经纬仪安置在天
文墩上,观测南北两颗位于中天的恒星天顶距(某点的天顶方向线与观测目标方向线间的角
度)之差求得纬度,观测星数10对(20颗)以上,不少于2个夜晚。一等天文方位角测定采用
北极星任意时角法,分布在3个昼夜的4个观测时间段内(白天和晚间各算一个时间段),观
测18个测回(统计观测量测定次数的单位)。二等天文点采用多星等高法,同时测定经纬度
,经度测时星数12颗以上,纬度观测星数20颗以上,均不少于2个夜晚。方位角也采用北极星
任意时角法,观测3个时间段,12个测回。天文测量在天气晴朗、影像清晰时观测。各天文观
测员在每年作业前和结束后均在北京基本天文点上测定人仪差(天文观测中的一种系统性误
差)。仪器均于作业前后进行检验和常数测定。由各次测量结果与平均值的较差所计算的测
量中误差:一等经纬度均不超过±0.3、方位角不超过±0.″5;二等经度不超过±0.″7
5、纬度不超过±0.″4、方位角不超过±1.″0。
1958—1962年,全省境内测定一等天文点60个、二等天文点8个(见表1—2)。
其中,1959年,国家测绘总局第一大地测量队(简称国测大地一队)六区队刘汉业天文
测量小组,使用T(4)经纬仪,以马车为主要交通工具,在半年时间内行程近2000公里,完
成了西起内蒙古自治区呼伦贝尔湖,北至黑龙江省漠河县、塔河县,东北至嘉荫县双河镇共
8个一等天文点的测量任务(见表1-3)。
天文计算中,恒星坐标采用FK(4)系统。一等天文观测结果加入了下列各项改正:经度
观测结果加入了归算至标石中心、无线电时号传电时间、人仪差、极移等。纬度观测结果加
入了归算至标石中心、归算至平均海水面、极移等。方位角观测结果加入了测站点和照准点
归心、归算至平均海水面、极移等。
1966—1985年,为了提高水平控制网的精度,对已测控制网中精度较差的部分进行改造
及填补省内控制网的空白区,国家测绘总局和总参测绘局的大地测量队在全省范围内继续进
行了天文测量。天文测量方法与60年代前后基本相同,但天文测量仪器在70年代以后有了比
较大的改进。引进国内研究成果,改装了T(4)经纬仪使之成为自动跟星光电装置,使星像
通过光栅产生光信号,经光电倍增管转换成电信号,放大后由电子计时器记录星像通过光栅
中心的精确时刻。这样在测时工作中,用光电测微器代替了手动接触测微器,用光电自动观
测代替原来的人眼跟星观测,并用电子计时器代替划线计时器。这一自动跟星光电装置普遍
用于东西星等高法测定经度和多星等高法测定经纬度。此外,守时仪器用小型石英钟代替机
械天文表。收录时号1983年后改收陕西天文台发播的平时式时号。1984年开始配备可编程序
的日本夏普PC—1500袖珍电子计算机,减轻了外业计算工作量。
这一时期,全省境内新测了一等天文点75个,二等天文点2个(见表1—4)。并对1958—
1962年布测的16个天文点按一等精度进行了重测。其中总参测绘局的大地测量队于1976—19
78年重测了对称山、黑背山、湖通镇、瓮城。黑龙江省第一测绘大队于1982—1985年重测了
古城岗、二分场、东兴村东、大架山、宝泉岭、大堆峰、板场子、对称山、黑背山、对青山
、半青山。四川省测绘局于1985年重测了大窝家。