<p class="ql-block"> 陜西位于中國版圖的幾何中心，西安又是陜西的經(jīng)濟、政治和文化中心。有著優(yōu)越的自然和人文環(huán)境。特別是幾何中心的位置決定了關系國計民生的大地原點和授時中心都設立在西安半小時經(jīng)濟圈范圍之內(nèi)。</p> <h1><b> 中華人民共和國大地原點</b></h1><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 之所以將大地原點設在涇陽縣永樂鎮(zhèn)據(jù)《中華人民共和國大地原點選點報告》的解釋：</p><p class="ql-block"> 一、地質(zhì)構造穩(wěn)定；</p><p class="ql-block"> 二、地下物質(zhì)穩(wěn)定；</p><p class="ql-block"> 三、四面通透，沒有大的遮擋物，便于觀測；</p><p class="ql-block"> 四、距離西安近，交通便利，方便測繪工作者前往開展工作。</p><p class="ql-block"> 從地質(zhì)結構上看，大地原點所在地位于八百里秦川關中腹地，地下都是淤積的黃土，所以比較穩(wěn)固。此外，大地原點所處的地方?jīng)]有礦藏資源，歷史上也從未出現(xiàn)過大的水災，因此，由人為挖掘和水災對其構成威脅的可能性不大，把大地原點設在這里基本上是安全穩(wěn)定的。同時考察的其他城市中：蘭州地形比較狹窄，武漢則因為臨長江時有水害，鄭州地理位置偏東，都不適宜建設大地原點。</p><p class="ql-block"> </p> <h3> 2018年3月，我和老伴探訪了大地原點。大地原點亦稱大地基準點，是國家地理坐標——經(jīng)緯度的起算點和基準點。大地原點是人為界定的一個點。</h3><h3> 中華人民共和國大地原點所在地為一建筑群，占地3.88萬平方米，約58.2畝。其中主體建筑占地面積500平方米。大地原點整個設施由中心標志、儀器臺、主體建筑、投影臺等四大部分組成。</h3> <h3> 院子大門上掛著“中華人民共和國大地原點”的牌子。</h3><h3> 建國初，我國測繪坐標系統(tǒng)引用的是前蘇聯(lián)的大地原點，從列寧格勒的普爾科夫天文臺起算，參考橢球是克拉索夫斯基橢球，將前蘇聯(lián)1942年建立的坐標系統(tǒng)，逐級傳遞、引測到中國，建立起國家統(tǒng)一的“1954年北京坐標系”。因其是萬里之遙的外國大地原點延伸過來后建立的坐標系，因此在測繪過程中會造成很大的誤差，同時該坐標系與中國的地形地貌差異大，極大地影響到我國的應用。為此，我國決定建立自己獨立的大地坐標系。<br></h3><h3> </h3><h3> </h3> <h3> 中國為了建立統(tǒng)一的國家坐標系，需要確定一個點作為起算點，這個點就是中華人民共和國大地原點，又稱為大地基準點。通常在國家大地網(wǎng)中選一個比較適中的點作為原點，高精度測定它的天文經(jīng)緯度和到另一點的天文方位角，根據(jù)“參考橢球”定位的方法，求得該點的大地經(jīng)緯度、大地高和到另一點的大地方位角。這些數(shù)據(jù)稱為“大地基準數(shù)據(jù)”。國家大地原點是整個大地基準設置的重要環(huán)節(jié)。</h3><h3> 圖為中華人民共和國大地原點原點簡介牌。</h3> <h3> 大地原點是利用高斯平面直角坐標的方法建立的全國統(tǒng)一坐標系，現(xiàn)在使用的“1980國家大地坐標系”，簡稱“80系”，也稱為“1980西安坐標系”。</h3> <h3> 照片背景即是主體建筑觀測塔樓。為一圓頂塔樓，總高27米，塔樓坐東向西，基座高約2米，面積近200平方米。地面立體建筑共七層。 塔體外部呈八棱柱形，頂部出檐，呈圓形，屋頂為半圓球形，頂部是玻璃鋼整體半圓形外殼，可自動啟閉，以便進行天文觀測。下部為兩層遞收式八角裙樓。中心標志埋設于大地原點塔的地下室中央。</h3> <h3> 進入塔樓的一層，是一個面積50多平方米的大廳。大廳正中是一直徑約2米的棕紅色空心柱，柱體上部鑲嵌著一塊長方形黑色大理石，上刻“中華人民共和國大地原點”11個金色大字。繞圓柱有8根紅色大理石貼面的立柱。一樓大廳高度取決于大地原點的第一個觀測點的距離。中心圓柱溝通了位于地下室原點標志和頂層的儀器臺。</h3> <h3> 請看位于地下室中心的大地原點標石。標石是重要的測量標志，用混凝土、花崗巖和大理石建制，分為地下和露出地面兩部分 ，以標定大地控制點（通過大地測量獲得統(tǒng)一而精確的水平位置和高程的點）的位置。</h3><h3> 原點標石鑲嵌在一塊邊長0.55米，重7噸的正方體紅色大理石上方中心，是一塊直徑10厘米整塊紅色瑪瑙雕琢制成的圓形原點標志，精美堅固。標石的外圈為一圓盤，有一粗一細勒金線園邊。上面鐫刻著“中華人民共和國大地原點”11個隸體勒金字。標志的中部有直徑約2厘米的微微突起的半球面，半球面上鐫刻有一精密“十”字?！笆弊值慕稽c就是“中華人民共和國大地原點”，也就是中國地理坐標經(jīng)度與緯度的起算點和基準點，中國“1980坐標系”測量起算中心。</h3><h3> </h3> <h3> 為使標石位置能長期穩(wěn)定保存，基座灌制要十分堅實，埋設必須非常穩(wěn)固。大地原點標石的基座底下灌筑有4根13米長的水泥樁柱，直插地球內(nèi)部的巖石上。</h3><h3> 仔細觀察標石十字絲左下有一凹陷瑕疵，這是在設立不久時，某單位前來進行測量，其重力鉛錘不小心跌落，砸到了瑪瑙邊緣上造成的，幸虧代表原點的十字絲沒有受損，因此對于測量沒有任何影響，精度也不會降低，所以多年來一直保留這種狀態(tài)，未作更換。</h3><h3><br></h3> <h3> 大地原點塔頂層是觀察室，室內(nèi)中央建有儀器臺，儀器臺建在中心標志上方，頂部供安置測量儀器用。</h3><h3> </h3><div><br></div><h3><br></h3> <h3> 測量儀器安放在儀器臺上，通過臺中心園孔用鉛錘確定儀器位置然后進行測量。</h3> <h3> 投影臺設于主體外北、東南、西南三個方向的三個亭式建筑中，亭中有儀器墩。</h3><h3> 投影臺距中心標志36米處并以亭臺建筑裝飾，三投影臺的角距為120度，它們的作用是將標志“十”字中心垂直投影到儀器墩面上。全部設施均為原點便于使用和長久保存而建。</h3><h3><br></h3> <h3></h3><h3> 中華人民共和國大地原點于1977年由國家測繪局投資建設，1978年建成交付使用。直到1994年大地原點才對外公開，公眾可以進入?yún)⒂^。2012年10月15日，中華人民共和國大地原點被命名為“全國科普教育基地”。</h3><h3> 在大地原點半徑1000米范圍內(nèi)，禁止修建加油加氣站、易爆物品倉儲場所、養(yǎng)魚場，實施采掘、爆破以及其他可能危害大地原點地基穩(wěn)固和影響正常觀測信號接收的行為；在大地原點半徑3000米、方位299°10′±1°、329°39′±1°的兩個扇形區(qū)域范圍內(nèi)，禁止建設海拔440米以上的高層建筑物以及從事其他影響正常觀測的行為。</h3><h3><br></h3> <h3> 國家測繪局西安GPS跟蹤站是大地原點主要附屬建筑之一，為二層樓房。<br></h3><h3> 大地原點建成后不久，在此還增設并施測了國家基本重力點和天文基本點。</h3><h3></h3><h3> 注1：重力點是用于測量重力加速度的點。</h3><h3> 指絕對重力值已知的重力點，作為相對重力測量（兩點間重力差的重力測量）的起始點。中國于1956~1957年建立了全國范圍的第一個國家重力基準，稱為1957年國家重力基本網(wǎng)，該網(wǎng)由21個基本點和82個一等點組成。1985年，中國重新建立了國家重力基準。它由6個基準重力點，46個基本重力點和5個因點組成，稱為1985年國家重力基本網(wǎng)。 </h3><h3> 注2：國家天文大地網(wǎng)是在全國領土范圍內(nèi)，由互相聯(lián)系的大地測量點（簡稱大地點）構成，大地點上設有固定標志，以便長期保存。1951年開始布設，1961年基本建成，1975年修補測工作全部結束，全網(wǎng)約有5萬個大地點。</h3><h3> 中國國家天文大地網(wǎng)規(guī)模之大、網(wǎng)形之佳和質(zhì)量之優(yōu)，在全世界居于前列；布設速度之快也是空前的，這是我國測繪界幾代人艱苦奮斗的結果。</h3> <h3> 更令人驚嘆的是在大地原點建成后，有關專家研究發(fā)現(xiàn)，中國西漢時期長達1000多千米的超長基線就從此處經(jīng)過。2000多年前測定的建筑基線與建成的中華人民共和國大地原點基本一致，相差也就2秒經(jīng)度（60米）的距離。這一古今測量史上的巧合，令考古及測繪界感慨不已。<br></h3><h3> 注：西漢時期的超長建筑基線。其以西漢首都長安城為中軸，順真子午線向南向北延伸?；€最北端建有一組巨大的祭天建筑，其南將一條河流改道，法象北斗星，再南則是漢開國皇帝劉邦與呂后之陵墓。陵墓之南則是漢長安城，最南端正對一座山谷，左右兩山如闕，中為子午古道。</h3> <h3> 建立大地原點，就是為了確定中國基礎測繪的統(tǒng)一坐標系，作為一切定位、定向等基礎地理信息數(shù)據(jù)的基礎，滿足經(jīng)濟建設和國防建設的基本需要。測量是研究地球表面的自然科學，測繪工作是經(jīng)濟建設中的一項基礎性、前期和超前期的工作。為城市規(guī)劃、市政工程土地開發(fā)、農(nóng)業(yè)、防災、科研等方面提供各種比例尺現(xiàn)狀地形圖等測繪資料，滿足建設規(guī)劃需要，直接為建設工程項目設計、施工服務，而這些都必須有統(tǒng)一的測繪坐標系作支持，即大地原點。<br></h3><h3> 大地原點確定后，從原點再延伸出去推算國家的其他測量點坐標，成為國家和城市建立坐標系的依據(jù)，而依據(jù)中國大地原點，可以建立起國家的獨立坐標系，廣泛應用于國防與經(jīng)濟建設。</h3><h3> 中華人民共和國大地原點確立了中國獨立的大地坐標系的起算點和基準點，是中國測繪事業(yè)獨立自主的象征，在經(jīng)濟建設、國防建設、社會發(fā)展和科學技術研究等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。大地原點不但在各項建設和科學技術上有重要影響，而且象征著國家的尊嚴。</h3> <h1> <b>中國科學院國家授時中心</b></h1><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 授時中心位于陜西省西安市臨潼區(qū)，前身為陜西天文臺，是以時間頻率研究、授時服務為主，同時開展天體測量學、太陽物理、日地關系、天體力學、人造衛(wèi)星觀測與研究的綜合性天文研究機構。全臺分設臺本部和授時部兩部分。臺本部包括時頻主控系統(tǒng)、科研實驗室、天文觀測站和領導管理機關，駐陜西省西安市臨潼區(qū)。授時部（即二部）為長波和短波授時電臺，位于陜西省渭南市蒲城縣境內(nèi)。</p> <p class="ql-block"> 我國的授時中心為什么在西安？</p><p class="ql-block"> 上世紀50年代，美、蘇、日等發(fā)達國家都陸續(xù)建立了本國的標準時間和頻率授時系統(tǒng)。臺灣也依靠美國建立了BFS標準時間頻率授時臺。那時，新中國剛剛成立，百業(yè)待興，我國的時間發(fā)播是由上海天文臺租用郵電部真如國際電訊臺向全國發(fā)布的，但由于當時技術設備和上海在全國的地理位置不是很適中等原因，因此發(fā)播效果不是很理想。蘇聯(lián)領導人赫魯曉夫也曾提議給我國援建一座授時臺，然而，深諳世界政治風云的偉人毛澤東主席婉言拒絕說：“中國必須有中國的標準時間，中國的時間不能掌握在外國人手里！”</p><p class="ql-block"> 毛澤東深知標準時間頻率發(fā)播的深遠意義，1964年我國第一顆原子彈爆炸，使最高決策層更加意識到，高精度的時間在未來尖端科技領域具有的決定性的作用。1966年3月26日周恩來總理親自主持召開國務會議，把建設我國標準時間授時臺的計劃正式確定下來。隨之面臨的第一大問題便是選址，首先，選址一定要盡量靠近中國大地原點附近；其次，地勢必須開闊；再者，必須有利于備戰(zhàn)。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block"> 周總理親自組織抽調(diào)了通信、計量、天文、地理、數(shù)學等100多位各領域的專家科技人員著手確定我國時間系統(tǒng)。科研人員的足跡踏遍了長城內(nèi)外、大江南北，核算出了數(shù)萬組數(shù)據(jù)，終于在1970年正式建立具有我國特色的時間授時服務系統(tǒng)。按照國際慣例，各國標準時間一般都以本國首都所處的時區(qū)來確定。</p><p class="ql-block"> 我國首都北京處于國際時區(qū)劃分中的東八區(qū)，同格林尼治時間整整相差8小時，而我國本身又地域遼闊，東西相跨5個時區(qū)，而授時臺又必須建在我國中心地帶。從而也就產(chǎn)生了長短波授“北京時間”的發(fā)播不在北京而在陜西蒲城。也就是中央人民廣播電臺發(fā)出的標準時間是由中國科學院國家授時中心發(fā)播。</p> <p class="ql-block"><span style="color: rgb(1, 1, 1);"> 2019年5月18日，我和老伴參加了中國科學院第十五屆公眾科學日活動，參觀了設在中國科學院國家授時中心的時間科學館。時間科學館入口處左側(cè)中英文標牌《時間科學館》</span></p> <h3><font color="#010101"> 右側(cè)中英文標牌《中國科學院國家授時中心》。</font></h3> <h3><font color="#010101"> 科學館門廳兩邊的墻面上懸掛著32個電波鐘。工作人員介紹說：顯示不準確的會自動調(diào)整。</font></h3> <h3><font color="#010101"> 撫摸著大樹的年輪，就像撫摸著逝去的年華。</font></h3> <h3> 華國鋒的題詞。</h3> <h3> 習近平關于科普工作的指示。</h3> <h3> 嚴濟慈給陜西天文臺的題詞。</h3> <h3> 1966—1979年。授時中心的初創(chuàng)時期。</h3> <h3> 1980—1999年。授時中心的發(fā)展時期。</h3> <h3> 2000—2016。授時中心的開拓創(chuàng)新時期。</h3> <h3> 授時人弘揚的“326”精神：“淡泊名利，甘于清貧。無私奉獻，科技報國?！眰鞒兄两瘛?lt;/h3><h3> 通過牌匾的“八一”軍徽和兵器裝飾圖案說明授時與國防建設密切相關。</h3> <p class="ql-block"> 展出的內(nèi)容十分豐富，全面介紹了時間科學發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀和未來。</p><p class="ql-block"> 展館中登封觀象臺的模型。</p><p class="ql-block"> 登封觀象臺又稱觀星臺，是中國元代的天文臺，是中國著名的天文科學建筑物。觀星臺位于登封城東南十二公里的告城鎮(zhèn)周公廟內(nèi)，距周公測景臺二十米。至元十三年（公元1276年）由元代天文學家郭守敬創(chuàng)建。</p><p class="ql-block"> 元初進行“四海測驗”時﹐在此地觀測北極星的記錄已載入《元史·天文志》中:“河南府陽城﹐北極出地三十四度太弱。”(“太弱”為古代一度的十二分之八)又據(jù)明萬歷十年(公元1582年)孫承基撰《重修元圣周公祠記》碑載:“磚崇臺以觀星。臺上故有滴漏壺﹐滴下注水﹐流以尺天?！庇纱丝芍^星臺當是一座具有測影﹑觀星和記時等多種功能的天文臺。</p> <h3> 今年五、六月間赴英國旅游，在巨石陣留影。</h3> <h3> 陶寺遺址復原模型。</h3> <h3> 時間頻率科學的需求。</h3> <h3> 時間在各個領域的應用。</h3> <h3> 精密時間在各個行業(yè)中的應用。</h3> <h3> 觀察太陽來確定時間是人類最早的計時方式。</h3> <h3> 西安小雁塔的日昝——中國古代的記時工具，不知為何從西安新城廣場出土？</h3> <h3> 以火記時。</h3> <h3> 以水計時。</h3> <h3> 以1：5比例縮小的水運儀象臺復原模型。通過滴漏計時，同時用水的重力推動天像儀運動，把相應時刻的星晨運行顯示出來。</h3> <h3> 嗚鐘報時。中國唐代太宗李世民接受馬周的建議，建立了晨鐘暮鼓的報時制度。</h3> <h3> 午炮報時。</h3> <h3> 升降球報時。</h3> <h3> 機械鐘表問世。</h3> <h3> 英國人約翰?哈利森發(fā)明旳航海鐘，懷表的祖先。</h3> <h3> 雪特鐘，由英國人發(fā)明的一種精密的天文擺鐘。</h3> <h3> 電子鐘。</h3> <h3><font color="#010101"> 電波鐘的權威說明。</font></h3> <h3> 原子鐘。</h3> <h3> 我國科技人員研制的氫原子鐘。也是授時中心曾經(jīng)使用過的設備。</h3> <p class="ql-block"> 據(jù)講解員介紹，我們已經(jīng)裝備了銫原子鐘，我國的精密授時水平僅次于美國和前蘇聯(lián)。</p> <h3> 授時技術時發(fā)展。</h3> <h3> 無線電授時。</h3> <h3> 無線電授時臺鏈全球分布圖。</h3> <h3> 長波授時。</h3> <h3> 互聯(lián)網(wǎng)授時。</h3> <h3> 衛(wèi)星授時。</h3> <p class="ql-block"> 我國時間基準保持達到國際先進水平。</p> <p class="ql-block"> 霞光中授時部長波和短波授時電臺的天線。</p> <h3> 參加開放日活動之前，我們曾數(shù)次沿著曲折的盤山公路上驪山。授時中心的驪山天文觀測站就在山頂。</h3> <h3> 這個山頭比驪山烽火臺還要高。右邊山頭上的建筑就是烽火臺。</h3> <h3> 授時中心天文觀測站遠眺。</h3> <h3> 遠觀別有一番風光！</h3> <h3> 臺站風姿。</h3> <h3> 通往山上觀測站的專用公路。</h3> <h3> 綠樹蘭天銀色的觀象臺風情萬種！</h3> <h3> 山上觀測站不對外開放，有一次征得管理人員同意，允許我們走進大門在觀測臺下留影。</h3> <h3> 機會難得我也照一張！</h3> <h3> 以觀測站為背景留個紀念。</h3> <h3> 2018年9月陪王璋上驪山，以天文觀測站為背景留影。</h3> <h3> 位置與時間時時刻刻伴隨著每一個人，無論何時何地它都如影隨形。想到所有在神州大地上的萬物以大地原點定位，神州大地上的人們都是按授時中心發(fā)布的時間作息，這兩個設施都在陜西，是不是讓老陜們都有一點自豪感呢？我的家鄉(xiāng)在陜西，我愛陜西！</h3>