Page 113 - 新时期测绘工程测量技术研究

/// 第三章 大地测量学概述 ///

第三节 大地测量学的发展

一、大地测量学的发展简史

探讨人类赖以生存的地球形状和大小的问题，是最复杂的科学问题之一，人
们从远古至现代都在孜孜求索。回顾这一科学发展历程，大致可划分为四个阶段：
从远古至 17 世纪末，此期间人们把地球认为是圆球。

从 17 世纪末至 19 世纪下半叶，在这将近 200 年期间，人们把地球作为圆球
的认识推进到向两极略扁的椭球。
从 19 世纪下半叶至 20 世纪 40 年代，人们将对椭球的认识发展到似大地水
准面包围的大地体。

从 20 世纪 40 年代至今，人们认为地球是由其自然表面包围的复杂形体。
大地测量学整个发展历史就是伴随着人类认识地球的不断深化而逐渐产生、
形成和发展起来的科学史。

（一）第一阶段：地球圆球阶段
在远古时代，中国劳动人民就提出“天圆地方”的说法。公元前 6 世纪后半
叶，毕达哥拉斯（Pythagoras）提出了地球是圆球的说法。公元前 3 世纪，亚历
山大学者埃拉托色尼（Eratosthenes）首次用子午圈弧长测量法来估算地球半径。

他认为，亚历山大城（Alexanaria）和赛尼（Syene）城（埃及）位于同一子午线上。
他发现，在夏至（6 月 21 日）这一天正午，日光正直射赛尼城的井底，即太阳
的天顶距为零（太阳高度为 90°）；同日正午在亚历山大城，日光与垂线方向

的夹角是圆周的 1/50，即日光南偏 7° 12′（即太阳高度为 82° 48′），又认
为这两束阳光彼此平行，故可认为两城的纬度差△ ψ=7° 12′，他由埃及地籍
图估计这两座城的距离为 5000 古埃及尺（Stadia），利用这些数据估算出地球半
径（与现代数据比较，误差大约在 100 km），这是人类应用弧度测量概念对地
球大小的第一次估算。从上可见，用这种方法解决地球大小问题分为两种测量：

一是属于天文部分：子午圈弧长两端点的纬度差；一是属于大地部分：两端点间
的子午圈弧长。以这些观测为基础，用天文大地测量方法确定地球大小的基本原
则，时至今日仍在使用。

最早一次对地球大小实测是在中国唐朝开元期间（713—741 年），在高僧
一行（683—727 年，俗名张遂）指导下进行的。这次重要成果是由一行派太史

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