大地天文測量規(guī)范-編制說明

《大地天文測量規(guī)范》

編制說明

國家標準項目名稱：大地天文測量規(guī)范

國家標準項目編號：20210648-T-466

送審國家標準名稱：

報批國家標準名稱：

承擔單位：自然資源部測繪標準化研究所

當前階段：征求意見□送審稿審查□報批稿報批

編制時間：2021年5月

《大地天文測量規(guī)范》

編制說明

一、工作簡況

1．任務來源

2021年4月30日，國家標準化管理委員會以國標委發(fā)2021]12號文發(fā)

布《國家標準化管理委員會關于下達2021年第一批國家標準計劃及相關標

準外文版計劃的通知》，正式批準國家標準計劃項目：大地天文測量規(guī)范，

編號為20210648-T-466。

本項任務由中華人民共和國自然資源部提出，由全國地理信息標準化技

術委員會SAC/TC230歸口。

2．目的意義

大地天文測量是大地測量學的一個分支，是天文學在大地測量科學實踐

中的應用。它是用天文測量方法觀測天體（主要是恒星）的位置來確定地面

點在地球上的位置（包括天文經(jīng)度和天文緯度）和某一方向的方位角，以供

大地測量和其它有關科學技術部門使用。

大地天文測量的主要任務是為建立全國和區(qū)域大地水準面模型提供天文

大地垂線偏差、為地面坐標系建立和精密工程建設提供定向基準、為航空航

天科學研究和測量提供方向標定、為光學設備提供靜態(tài)標校、為國家空間基

準建立提供高精度的天文定位定向參數(shù)等，意義重大。

隨著測繪科學技術的迅速發(fā)展，目前大地天文測量理論方法、使用的儀

器及觀測技術發(fā)生了根本變化，現(xiàn)行GB/T17943-2000《大地天文測量規(guī)范》

存在一定的局限性，存在坐標框架與國際脫軌、天文測量數(shù)據(jù)處理技術落后、

天文觀測儀器和守時計時設備面臨淘汰等問題，已不能滿足工程建設的需要

及要求，以及新技術、新方法的應用。本次修訂，以新的大地天文測量理論、

2

技術方法替換原有經(jīng)典天文測量理論和落后技術方法，是對現(xiàn)行GB/T

17943-2000《大地天文測量規(guī)范》進行的一次革命性修訂，解決了生產(chǎn)、科

研急需，更好的滿足了當前及今后一段時間大地天文測量的實際需求，更好

的支撐了有關技術發(fā)展。

3．起草單位及主要起草人

1）承擔單位和協(xié)作單位

承擔單位（主編單位）：自然資源部測繪標準化研究所。

協(xié)作單位（參編單位）：自然資源部第一大地測量隊，西安航光儀器廠、

解放軍信息工程大學。

2）主要起草人及其所做工作

序號姓名工作單位所做主要工作

規(guī)范負責人，負責組織實施，完成總

1龐尚益自然資源部第一大地測量隊

體設計、理論實踐的論證和編寫

2張紅英自然資源部第一大地測量隊理論和數(shù)據(jù)處理部分的編寫

3郭煒信自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范標準化部分

4龔建西安航光儀器廠數(shù)字天頂儀理論部分編寫

5張超解放軍信息工程大學理論和全站儀操作部分編寫

6劉小強自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范標準化部分

7陳真自然資源部第一大地測量隊組織外業(yè)比對測試

8吳桐自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范編寫及記錄

9趙鑫自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范編寫及記錄

10劉勝震自然資源部第一大地測量隊技術分析

11李飛戰(zhàn)自然資源部第一大地測量隊多星近似等高法操作編寫

12?？∏傥靼埠焦鈨x器廠參與數(shù)字天頂儀操作編寫

3

13郭解飛自然資源部第一大地測量隊外業(yè)比對測試

14薛貴東自然資源部第一大地測量隊資料整理

4．主要工作過程

1）立項啟動

根據(jù)自然資源部2019年有關標準化工作計劃，國家標準《大地天文測

量規(guī)范》修訂項目牽頭和參與單位于2020年4月15日在西安召開了啟動暨

第一次研討會。來自自然資源部測繪標準化研究所、自然資源部第一大地測

量隊、西安航光儀器廠、解放軍信息工程大學等單位的10位課題組成員參

加會議。

2）起草階段

2020年1月-4月，課題組搜集了相關資料，認真分析、積極討論，起

草了修訂大綱。

2020年5月-11月，課題組在自然資源部測繪標準化研究所召開啟動會

后，積極推進工作，初步完成初稿，于2020年5月8日在自然資源部第一

大地測量隊召開了第二次研討會。6月16日，課題組部分成員在自然資源

部測繪標準化研究所召開討論會，形成初稿。7月1日，在西安航光儀器廠

召開第三次研討會。7月8日，課題組部分成員在自然資源部第一大地測量

隊召開討論會，在第三次研討會的基礎上，形成初稿最終稿。8月20日，

在自然資源部測繪標準化研究所召開第四次研討會，形成征求意見稿初稿。

11月18日，課題組部分成員在自然資源部第一大地測量隊召開討論會，形

成征求意見稿。

2020年12月-2021年3月，課題組先后請中國測繪科學研究院秘金鐘、

中國科學院國家天文臺平勁松、上海天文臺齊朝祥、長安大學王利、自然資

源部第三大地測量隊田道平、武漢大學賈建剛，以及軍方的湯進九、陳武、

詹銀虎，共計9位專家對征求意見稿進行了把關。

4

2021年3月-10月，課題組根據(jù)專家意見建議對征求意見稿進行修改完

善，形成征求意見稿最終稿。

二、國家標準編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)

1．標準編制原則

1）適用性

隨著天文學研究的不斷深入，目前相關國際天文星歷表及天球參考框架

已更新?lián)Q代，原規(guī)范中的坐標框架已與國際現(xiàn)有要求產(chǎn)生了較大差異，傳統(tǒng)

的天文測量理論方法和技術已經(jīng)不能滿足當前大地天文測量的發(fā)展需求；隨

著社會科技發(fā)展，天文測量裝備不斷研制更新，原規(guī)范中采用的J05、

DKM3-A、T3、T4等儀器以及守時計時設備已經(jīng)停產(chǎn)淘汰，現(xiàn)在一體化、集

成化、小型化的天文測量系統(tǒng)已經(jīng)成熟；觀測方法上，原規(guī)范采用津格爾法、

塔爾格特法和恒星高度法測定緯度，采用東西星高度法測定經(jīng)度，采用多星

等高法同時測定經(jīng)緯度，而現(xiàn)在采用多星近似等高法和數(shù)字天頂攝影測量法

測定經(jīng)緯度；原規(guī)范北極星任意時角法測定方位角改為北極星（恒星）任意

時角法測定方位角，舍去南北星中天時角法和太陽時角法測定方位角。計時

守時測量儀器的不斷更新，使得天文計時系統(tǒng)的更新加快，天文計時器設備

也更加穩(wěn)定、守時功能更健全可靠，我國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成

和開通，使天文授時更加自主穩(wěn)定和精準；內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)更加

成熟，原來外業(yè)測量需要的《中國天文年歷》、自編軟件和改正等復雜的計

算與操作被更先進成熟的一體化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)取代；本規(guī)范中涉及的理論方

法、觀測設備、操作方法和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已經(jīng)在實踐中得以廣泛應用，經(jīng)過

多年的實踐其技術指標完全符合天文測量精度的要求。另外，本規(guī)范編制組

涵蓋軍民雙方有關專家，對于當前國內(nèi)的大地天文測量工作具有規(guī)范和指導

意義，能夠滿足工程及科研需要，以及軍民各自領域的要求，具有普遍適用

5

性。

2）科學性

本規(guī)范編制過程中，參考了解放軍信息工程大學編寫的《大地天文測量

學》、西安航光儀器廠編寫的《數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)》等資料，天體測量

理論部分征求了上海天文臺相關專家的意見建議，按照規(guī)范的原則和方法進

行了全站型電子速測儀和數(shù)字天頂儀兩套設備的野外觀測試驗和比較，并根

據(jù)實測結(jié)果對數(shù)字天頂儀時間延遲限差進行了部分修正。

3）繼承性

作為指導和規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)的技術標準，參考了西安航光儀器廠編寫的

《數(shù)字天頂儀定位測量規(guī)范》，參考了GJB149A-2013《軍用天文測量規(guī)

范》，舊的指標和要求有的必須調(diào)整以順應新技術的發(fā)展，有的必須保留和

繼承以保持測繪生產(chǎn)的延續(xù)性以及測繪成果的可靠性。

2．確定主要內(nèi)容的論據(jù)

為提高標準的實用性，課題組在標準制定前期進行了大量的資料收集以

及試驗驗證工作。

規(guī)范中天文系統(tǒng)參數(shù)和模型采用主要依據(jù)GJB6304-2008《2000中國大

地測量系統(tǒng)》，即IAU推薦IERS2003規(guī)范約定的國際天球參考系、天文常

數(shù)、時間系統(tǒng)、歲差和章動模型及地球參考系與天球參考系之間的變換模型；

觀測方法指標和數(shù)據(jù)處理主要依據(jù)最新的大地天文測量和數(shù)字天文攝影測量

理論和技術；觀測流程主要依據(jù)目前列入全軍測繪裝備項目的基于全站型電

子速測儀測量的《Y/JGT-01型天文測量系統(tǒng)》和基于數(shù)字天頂儀測量的

《數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)》。

規(guī)范參照采納了GB/T17943-2000《大地天文測量規(guī)范》和GJB149A-

2013《軍用天文測量規(guī)范》等現(xiàn)行規(guī)范中部分技術指標和相關規(guī)定。

6

3．新舊國家標準水平對比

1）標準名稱

標準名稱與修訂前保持一致。

2）標準結(jié)構(gòu)

修訂前：

前言，1范圍，2引用標準，3施測原則，4人儀技術要求，5觀測方

法，6數(shù)據(jù)處理方法，7資料整理與上交，附錄。

修訂后：

前言，1范圍，2規(guī)范性引用文件，3術語和定義，4縮略語，5總則，

6數(shù)據(jù)觀測，7數(shù)據(jù)處理，8資料整理與上交，附錄。

主要變更依據(jù)為GB/T1.1-2020和修訂內(nèi)容的需要。

3）范圍

修訂前：

本標準規(guī)定了在陸地上測定天文經(jīng)度、天文緯度和天文方位角的施測原

則、測定方法和精度要求等。

本標準適用于一、二、三、四等大地天文測量作業(yè)，對于其他需要測定

天文經(jīng)度、緯度和方位角的測量作業(yè)可參照執(zhí)行。

修訂后：

本文件規(guī)定了測定天文經(jīng)度、緯度和方位角的原則、觀測方法、數(shù)據(jù)處

理和精度要求等。

本文件適用于在陸地上開展靜態(tài)大地天文測量。對于其他需要測定天文

經(jīng)度、緯度和方位角的測量作業(yè)可參照執(zhí)行。

主要變更依據(jù)為GB/T1.1-2020、大地天文測量實際作業(yè)情況和本次修

訂內(nèi)容的需要。

4）主要技術內(nèi)容修訂說明

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1．規(guī)范修訂中重大刪減內(nèi)容說明

目前進行大地天文測量主要儀器設備為全站型電子速測儀、數(shù)字天頂儀，

本次修訂刪除了原規(guī)范中被淘汰的光學儀器部分有關內(nèi)容，增加了全站型電

子速測儀天文測量方法及其適用于一、二等天文經(jīng)緯度測量、方位角測量的

規(guī)定，增加了數(shù)字天頂儀天文測量方法及其適用于一、二等天文經(jīng)緯度測量

的規(guī)定；并對數(shù)據(jù)處理和部分技術指標進行了更新；增加了衛(wèi)星精確授時，

代替《規(guī)范》中計時器及時鐘進行比對和守時。

2．關于三、四等天文測量技術指標的說明

隨著測量技術的不斷進步，授時、守時及計算模型等技術手段與傳統(tǒng)的

天文測量方法已發(fā)生了巨大的變化，外業(yè)作業(yè)中，儀器設備操作變得更為簡

便快捷，數(shù)據(jù)獲取效率更高。原大地天文測量規(guī)范中對三、四等天文測量中

規(guī)定的各類技術指標均為在一、二等天文測量的基礎上減少觀測時段數(shù)和測

回數(shù)，觀測流程和數(shù)據(jù)處理方法與一、二等完全相同，鑒于全站型電子速測

儀Y/JGT-01和數(shù)字天頂儀獲取數(shù)據(jù)自動化程度及采集數(shù)據(jù)的效率高，所以

新修訂規(guī)范對三、四等天文測量的技術指標和觀測方法不再進行規(guī)定，如實

際應用中需要三、四等天文測量成果，可參照二等天文測量技術要求施測。

3．關于天文方位角測量廢除晝夜比技術要求的說明

傳統(tǒng)大地天文測量的主要用途是作為全國天文大地網(wǎng)的控制，其視線距

離很長（在10—30km之間），它所通過的視線大氣水平密度變化情況十分

復雜，大氣折光隨著不同地面點上地面大氣層密度的差異變化而變化，它是

影響一等天文方位角測量精度的重要因素。該影響因素不能用公式來計算折

光的數(shù)值，只能根據(jù)它所產(chǎn)生的因素、條件及光線傳播的物理特性等，通過

實踐尋求它的一般規(guī)律，以采取措施減弱其影響，晝夜觀測可以將觀測結(jié)果

進行比較，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性的差別。因此有了天文方位角測量中晝夜比的規(guī)

定。

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Y/JGT-01型系統(tǒng)與傳統(tǒng)天文測量系統(tǒng)雖測量方案及實施方式不同，但

均為測量北極星（恒星）與地面目標的瞬時夾角，再計算出地面與北天極的

夾角，因此大氣折光對兩套系統(tǒng)的影響相同，而天文方位角觀測光段與測量

時段的劃分主要是為了減弱大氣旁折光的影響。由于空間大地測量等新技術

的發(fā)展，天文測量的任務由原來的確定大地測量控制網(wǎng)的方位及坐標轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

國防及航空航天等服務。天文方位角測量邊長由原來的（10-30km）變?yōu)槟?/p>

前的短邊（1km以內(nèi)）測量，對于短基線（1km以內(nèi)）在白天及夜晚不同光

段的測量結(jié)果無明顯的系統(tǒng)差異。與此同時，夜間大氣趨于平衡，目標成像

穩(wěn)定，旁折光較小，更加適合角度觀測。取消晝夜時段比的限制有著現(xiàn)實意

義，將很大程度上提高工作效率，使得測量結(jié)果更加客觀精準。因此本次修

訂取消天文方位角測量中晝夜時段比的技術要求。

4．數(shù)字天頂儀人儀差說明

數(shù)字天頂儀測量過程中的恒星獲取通過控制系統(tǒng)自動控制實現(xiàn)，控制系

統(tǒng)根據(jù)衛(wèi)星授時單元的整秒脈沖觸發(fā)相機曝光，并自動記錄授時時間信息。

線纜上的時間延遲和相機快門的延遲時間作為改正參數(shù)輸入計算軟件參與數(shù)

據(jù)處理計算，整個觀測過程無需觀測人員參與，故數(shù)字天頂儀不存在“人儀

差”，即無需測定人儀差。

三、主要試驗(或驗證)的分析、綜述報告，技術經(jīng)濟論證及預期

的經(jīng)濟效果

1．試驗分析

本課題試驗利用全站型電子速測儀天文測量系統(tǒng)及數(shù)字天頂攝影定位系

統(tǒng)，分別采用多星近似等高法及數(shù)字天頂攝影測量法，先后在大地原點、北

京、天津薊縣、鄭州、梅縣、西安航光儀器廠及陜西富縣等地與傳統(tǒng)天文測

量設備DKM3-A、T4經(jīng)緯儀測量結(jié)果進行了多次比對。

在試驗中，大地原點已知成果采用原國家測繪局1986-1992年基本經(jīng)度

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網(wǎng)聯(lián)測歸算結(jié)果，其數(shù)據(jù)處理時采用的天文系統(tǒng)：恒星坐標采用FK5系統(tǒng)，

IAU1976天文常數(shù)系統(tǒng)和IAU1980章動模型，CIO地極坐標系統(tǒng)，

DE200/LE200行星月亮歷表。

2．已知成果說明

（1）Y/JGT-01天文測量系統(tǒng)比對測試試驗已知成果說明

比對試驗成果采用國家天文基本點大地原點天文成果，該成果為1984

年至1992年連續(xù)九年子午儀觀測天文經(jīng)度成果，成果數(shù)據(jù)可在自然資源部

大地數(shù)據(jù)處理中心檔案室查閱。

（2）數(shù)字天頂儀比對測試試驗已知成果說明

由于數(shù)字天頂儀設備本身構(gòu)造的特殊性，儀器無法直接架設在天文基本

點上，其比對試驗已知成果為天文基本點經(jīng)過歸心后至測站的成果。

3．傳統(tǒng)天文測量方法與Y/JGT-01比對

在大地原點，利用傳統(tǒng)天文測量系統(tǒng)DKM3-A和Y/JGT-01新型天文測量

系統(tǒng)與已知天文測量成果進行了天文經(jīng)緯度的比對，結(jié)果見附表1。

在北京、天津薊縣、梅縣、鄭州等地利用Y/JGT-01新型天文測量系統(tǒng)

與已知天文測量成果進行了天文經(jīng)緯度的比對，結(jié)果見附表2。

在鄭州基線場與大地原點，利用Y/JGT-01新型天文測量系統(tǒng)與T4經(jīng)緯

儀測量系統(tǒng)成果進行了天文方位角的比對，結(jié)果見附表3。

試驗結(jié)果表明：利用Y/JGT-01新型天文測量系統(tǒng)測量的天文成果，天

文經(jīng)度最大中誤差為±0.016s，最小為±0.005s；天文緯度最大中誤差為±

0.22″，最小為±0.06″。Y/JGT-01新型天文測量系統(tǒng)與已知成果比對，

天文經(jīng)度最大差值為0.036s，天文緯度最大差值為0.84″。Y/JGT-01新型

天文測量系統(tǒng)與T4經(jīng)緯儀系統(tǒng)比對天文方位角最大差值為-1.18″。經(jīng)過以

上成果比對，可以說明Y/JGT-01新型天文測量系統(tǒng)不但在工作效率上有了

很大提升，在符合性精度上也都滿足一、二等天文測量精度要求。鑒于目前

10

已知天文成果的局限性，本次試驗比對采用觀測設備、施測原理及計算模型

等均不一致，因此本次試驗結(jié)果除觀測誤差等因素之外，還有系統(tǒng)性誤差的

影響。

4．數(shù)字天頂儀比對

（1）數(shù)字天頂儀比對的已知天文點說明

C002，C003，C004為以大地原點已知天文點為基準點，通過精確測量

引出的點位。J11,J15,G01為以航光儀器廠區(qū)內(nèi)的已知天文點位基準，通過

精確測量引出的點位。

（2）同一設備不同時間段在已知天文基本點上的比對

為驗證數(shù)字天頂儀的可靠性，統(tǒng)計分析了2號樣機從2012年至2019年

間在已知天文基本點的測量數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)見附表4中的序號1～8數(shù)據(jù)，

分別統(tǒng)計了六個循環(huán)、四個循環(huán)及三個循環(huán)的測量數(shù)據(jù)。

根據(jù)定位測量結(jié)果的數(shù)據(jù)，各時段的天文經(jīng)、緯度內(nèi)符合中誤差≤

0.3″；各時段(各表)計算的一循環(huán)觀測中誤差(RSM)的最大值：經(jīng)度為

0.280″、緯度為0.288″，最小值：經(jīng)度為0.061″、緯度為0.032″；各

時段中一循環(huán)觀測結(jié)果與已知值的最大差值的絕對值：經(jīng)度為0.397″，緯

度為0.430″，各循環(huán)定位值與已知值的差值的絕對值≤0.6″(2σ)，這充

分說明數(shù)字天頂攝影儀可實現(xiàn)國家一、二等天文定位的精度要求。

（3）不同設備不同時間段在已知天文基本點上的比對

取不同編號的設備、不同時間段內(nèi)在國家大地原點天文基本點上的測量

數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，進一步評定數(shù)字天頂儀的定位精度。試驗數(shù)據(jù)見附表4

中的序號9～16數(shù)據(jù)。

根據(jù)表中定位測量結(jié)果中的數(shù)據(jù)，各時段的天文經(jīng)緯度內(nèi)符合中誤差≤

0.3″；按各時段(各表)計算的一循環(huán)觀測中誤差(RSM)的最大值：經(jīng)度為

0.255″、緯度為0.285″，最小值：經(jīng)度為0.048″、緯度為0.069″，平

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均值：經(jīng)度為0.140″、緯度為0.198″；各時段中一循環(huán)觀測結(jié)果與已知

值的最大差值的絕對值：經(jīng)度為0.378″，緯度為0.351″；各循環(huán)定位值

與已知值的差值的絕對值≤0.6″(2σ)，這充分說明數(shù)字天頂儀可實現(xiàn)國家

一、二等天文定位的精度要求。

5．綜述報告

兩套系統(tǒng)都是我國自行設計、自主加工與裝配的設備，技術、經(jīng)濟成本

較低。與此同時，在設備出廠前，都經(jīng)過了常溫、高、低溫精度試驗、高低

溫貯存試驗、電磁兼容性試驗、機動運輸試驗等，其中低溫試驗在-8℃～-

11℃的晴朗夜晚進行，高溫試驗在48℃～50℃的晴朗夜晚進行，常溫試驗

在10℃～12℃的晴朗夜晚進行，電磁兼容性在也進行了功能性試驗，試驗

均按照一、二等天文測量精度要求進行，測量過程功能正常，性能滿足要求。

6．技術經(jīng)濟論證及預期的經(jīng)濟效果

總的來說，兩套設備自動化程度高、測量精度高，作業(yè)效率高；目前已

廣泛應用于科研院校、科研院所和專業(yè)測繪領域等，且經(jīng)過軍隊與地方測繪

部門近幾年多臺次設備，在不同地理位置、不同環(huán)境中的使用，其高效的作

業(yè)效率和高精度的測量精度得到了用戶的一致好評，具有較好的經(jīng)濟前景。

鑒于天文測量的實際作業(yè)對操作和規(guī)范化有很強的專業(yè)化要求，新修訂

的《大地天文測量規(guī)范》在內(nèi)容編寫上，理論詳實、描述詳細、作業(yè)參照性

強、實測部分操作性強，可為今后天文測量任務實施提供標準技術支撐，滿

足當前及今后一段時間天文測量任務面臨的新需求，大大增強了野外測繪保

障能力，預期將在相關工程技術領域應用中發(fā)揮巨大作用。

四、采用國際標準和國外先進標準的程度及與國際、國外同類標

準水平的對比（或與測試的國外樣品、樣機的有關數(shù)據(jù)對比）

無。

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五、與有關的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準的關系

本標準符合我國有關現(xiàn)行法律、法規(guī)要求。

本標準在制定過程中保持了與現(xiàn)有相關行業(yè)標準在基本技術指標和技術

要求上的一致性。

六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

七、標準作為強制性標準或推薦性標準的建議

建議與修訂前規(guī)范保持一致，作為推薦性國家標準實施。

八、貫徹標準的要求和措施建議

本標準在頒布實施之后，建議由起草單位開展相應的標準宣貫工作和標

準培訓，有利于標準使用部門和人員正確理解標準的技術內(nèi)容。

九、廢止現(xiàn)行有關標準的建議

無。

十、其他應予說明的事項

無。

13

附件

附表1Y/JGT-01型天文測量系統(tǒng)和DKM3-A系統(tǒng)與已知成果比較表

比對天文經(jīng)度較差天文緯度較差

采用測量系統(tǒng)

地點(hms)（s）(°′″)（″）

已知成果***41.180****21.71

DKM3-A***41.179****21.37

-0.001-0.34

系統(tǒng)m：±0.002m：±0.14

陜西

***41.187****21.99

Y/JGT-01系統(tǒng)+0.007+0.28

m：±0.009m：±0.07

DKM3-A***41.181****21.28

+0.001-0.43

系統(tǒng)m：±0.002m：±0.18

陜西

***41.1833****21.75

Y/JGT-01系統(tǒng)+0.003+0.041

m：±0.009m：±0.09

14

附表2Y/JGT-01型天文測量系統(tǒng)與已知成果比較表

測量成果精度與已知成果差值

測量用時

序號測量日期地點緯度經(jīng)度緯度

經(jīng)度（s）（h）

（〃）（s）（〃）

1梅山±0.016±0.15-0.005+0.26

2梅山±0.007±0.20-0.002+0.10

3鄭州±0.012±0.06+0.013-0.06

4鄭州±0.008±0.15+0.010-0.11

5**地±0.009±0.12-0.016+0.253.1

6**地±0.008±0.13-0.009+0.172.9

7**地±0.010±0.09-0.004+0.362.8

8**地±0.009±0.22-0.026+0.153.2

9**地±0.009±0.07+0.002+0.033.0

2002年

10**地±0.008±0.14-0.016+0.843.1

---

11**地±0.012±0.09-0.013-0.213.3

2019年

12**地±0.013±0.13+0.009-0.413.4

13**地±0.009±0.09+0.036-0.033.1

14**地±0.014±0.17-0.007-0.043.1

15**地±0.012±0.10-0.006+0.083.5

16**地±0.015±0.15-0.014-0.143.5

17**地±0.016±0.09-0.025+0.132.8

18**地±0.015±0.20-0.009-0.082.8

19北京±0.005±0.10+0.009+0.02

20北京±0.006±0.18-0.009-0.19

絕對值平均值±0.011±0.13±0.011±0.163.1

注：北京一等天文成果為測完人儀差后再進行一等天文測量所得成果加人儀差后與標準

墩值的比較。

15

附表3Y/JGT-01型天文測量系統(tǒng)與T4系統(tǒng)天文方位角比較表

測站對像Y/JGT-01型系統(tǒng)T4系統(tǒng)方位角差值

序號測區(qū)

點名點名（°′〞）（°′〞）（〞）

1J3A1-1J3A2*****49.79*****49.340.45

2鄭州基J3A1-2J3A2*****50.21*****49.970.24

3線場J3A1-3J3A2*****53.02*****53.25-0.23

4J3A1-4J3A2*****54.88*****54.50-0.38

5基本點方位點*****21.08-1.18

6基本點方位點*****21.33-0.93

7陜西基本點方位點*****21.36*****22.26-0.90

8基本點方位點*****21.32-0.94

9基本點方位點*****23.43﹢1.17

16

附表4數(shù)字天頂攝影儀一等天文測量成果比較表

觀各循環(huán)觀測結(jié)一循環(huán)觀測各循環(huán)與已

各循環(huán)最大

測測果平均值及中誤差知值之差最

互差

站循內(nèi)符合中誤差(RSM)大值絕對值

序觀測儀器

點環(huán)天文經(jīng)天文緯天文天文天文天文天文天文

號時間編號

編數(shù)度度經(jīng)度緯度經(jīng)度緯度經(jīng)度緯度

號(個

°′″°′″″″″″″″

)

********

2012

C002#樣17.47721.5220.280.280.390.360.220.21

1-4-6

3機(0.031(0.031057469

21

))

********

2012

C002#樣17.63021.5020.170.280.310.430.400.61

2-5-6

3機(0.061(0.089787012

16

))

********

2012

C002#樣17.74022.0280.170.240.250.330.430.23

3-12-4

3機(0.098(0.050044881

16

))

********

2015

C002#樣17.64621.6250.100.180.140.240.070.18

4-3-4

3機(0.016(0.043699741

11

))

********

2015

C002#樣17.66321.5890.090.220.160.270.120.18

5-5-4

3機(0.028(0.041726414

18

))

********

2016

1#樣33.90221.1740.230.030.260.040.040.07

6-2-J153

機(0.013(0.023520321

29

))

********

2017

2#樣33.96021.2100.060.150.080.140.22

7-3-J1130259

機(0.043(0.07413613

30

))

17

********

20202#樣32.35021.5900.090.070.130.090.120.11

8G014

-3-4機(0.028(0.026251540

))

********

2014

C00140017.74022.0280.120.090.300.270.460.32

9-12-4

32(0.198(0.150370620

16

))

********

2014

1C00140017.66321.8710.040.190.090.330.100.25

-12-4

035(0.026(0.058893488

18

))

********

12015C00140017.81921.9980.150.280.280.490.350.56

4

1-2-431(0.077(0.117145889

))

********

12015C00140017.82022.0730.120.280.150.350.220.18

3

2-2-933(0.072(0.055452134

))

********

12015C00140017.55921.8540.240.060.370.110.380.11

4

3-2-836(0.088(0.025398767

))

********

2017

1C00170017.63222.0290.250.230.360.330.660.15

-7-4

441(0.147(0.035587080

18

))

********

12018C00180017.57721.8580.060.130.110.220.110.32

4

5-7-823(0.024(0.074203725

))

********

12019C00190017.62421.9760.070.130.100.200.200.19

4

6-7-822(0.042(0.050320869

))

18

目次

一、工作簡況

二、標準編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)

三、主要試驗(或驗證)的分析、綜述報告、技術經(jīng)濟論證及預期

的經(jīng)濟效果

四、采用國際標準和國外先進標準的程度及與國際、國外同類標

準水平的對比（或與測試的國外樣品、樣機的有關數(shù)據(jù)對比）

五、與有關的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性標準的關系

六、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

七、標準作為強制性標準或推薦性標準的建議

八、貫徹標準的要求和措施建議

九、廢止現(xiàn)行有關標準的建議

十、其他應予說明的事項

1

《大地天文測量規(guī)范》

編制說明

一、工作簡況

1．任務來源

2021年4月30日，國家標準化管理委員會以國標委發(fā)2021]12號文發(fā)

布《國家標準化管理委員會關于下達2021年第一批國家標準計劃及相關標

準外文版計劃的通知》，正式批準國家標準計劃項目：大地天文測量規(guī)范，

編號為20210648-T-466。

本項任務由中華人民共和國自然資源部提出，由全國地理信息標準化技

術委員會SAC/TC230歸口。

2．目的意義

大地天文測量是大地測量學的一個分支，是天文學在大地測量科學實踐

中的應用。它是用天文測量方法觀測天體（主要是恒星）的位置來確定地面

點在地球上的位置（包括天文經(jīng)度和天文緯度）和某一方向的方位角，以供

大地測量和其它有關科學技術部門使用。

大地天文測量的主要任務是為建立全國和區(qū)域大地水準面模型提供天文

大地垂線偏差、為地面坐標系建立和精密工程建設提供定向基準、為航空航

天科學研究和測量提供方向標定、為光學設備提供靜態(tài)標校、為國家空間基

準建立提供高精度的天文定位定向參數(shù)等，意義重大。

隨著測繪科學技術的迅速發(fā)展，目前大地天文測量理論方法、使用的儀

器及觀測技術發(fā)生了根本變化，現(xiàn)行GB/T17943-2000《大地天文測量規(guī)范》

存在一定的局限性，存在坐標框架與國際脫軌、天文測量數(shù)據(jù)處理技術落后、

天文觀測儀器和守時計時設備面臨淘汰等問題，已不能滿足工程建設的需要

及要求，以及新技術、新方法的應用。本次修訂，以新的大地天文測量理論、

2

技術方法替換原有經(jīng)典天文測量理論和落后技術方法，是對現(xiàn)行GB/T

17943-2000《大地天文測量規(guī)范》進行的一次革命性修訂，解決了生產(chǎn)、科

研急需，更好的滿足了當前及今后一段時間大地天文測量的實際需求，更好

的支撐了有關技術發(fā)展。

3．起草單位及主要起草人

1）承擔單位和協(xié)作單位

承擔單位（主編單位）：自然資源部測繪標準化研究所。

協(xié)作單位（參編單位）：自然資源部第一大地測量隊，西安航光儀器廠、

解放軍信息工程大學。

2）主要起草人及其所做工作

序號姓名工作單位所做主要工作

規(guī)范負責人，負責組織實施，完成總

1龐尚益自然資源部第一大地測量隊

體設計、理論實踐的論證和編寫

2張紅英自然資源部第一大地測量隊理論和數(shù)據(jù)處理部分的編寫

3郭煒信自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范標準化部分

4龔建西安航光儀器廠數(shù)字天頂儀理論部分編寫

5張超解放軍信息工程大學理論和全站儀操作部分編寫

6劉小強自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范標準化部分

7陳真自然資源部第一大地測量隊組織外業(yè)比對測試

8吳桐自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范編寫及記錄

9趙鑫自然資源部測繪標準化研究所規(guī)范編寫及記錄

10劉勝震自然資源部第一大地測量隊技術分析

11李飛戰(zhàn)自然資源部第一大地測量隊多星近似等高法操作編寫

12?？∏傥靼埠焦鈨x器廠參與數(shù)字天頂儀操作編寫

3

13郭解飛自然資源部第一大地測量隊外業(yè)比對測試

14薛貴東自然資源部第一大地測量隊資料整理

4．主要工作過程

1）立項啟動

根據(jù)自然資源部2019年有關標準化工作計劃，國家標準《大地天文測

量規(guī)范》修訂項目牽頭和參與單位于2020年4月15日在西安召開了啟動暨

第一次研討會。來自自然資源部測繪標準化研究所、自然資源部第一大地測

量隊、西安航光儀器廠、解放軍信息工程大學等單位的10位課題組成員參

加會議。

2）起草階段

2020年1月-4月，課題組搜集了相關資料，認真分析、積極討論，起

草了修訂大綱。

2020年5月-11月，課題組在自然資源部測繪標準化研究所召開啟動會

后，積極推進工作，初步完成初稿，于2020年5月8日在自然資源部第一

大地測量隊召開了第二次研討會。6月16日，課題組部分成員在自然資源

部測繪標準化研究所召開討論會，形成初稿。7月1日，在西安航光儀器廠

召開第三次研討會。7月8日，課題組部分成員在自然資源部第一大地測量

隊召開討論會，在第三次研討會的基礎上，形成初稿最終稿。8月20日，

在自然資源部測繪標準化研究所召開第四次研討會，形成征求意見稿初稿。

11月18日，課題組部分成員在自然資源部第一大地測量隊召開討論會，形

成征求意見稿。

2020年12月-2021年3月，課題組先后請中國測繪科學研究院秘金鐘、

中國科學院國家天文臺平勁松、上海天文臺齊朝祥、長安大學王利、自然資

源部第三大地測量隊田道平、武漢大學賈建剛，以及軍方的湯進九、陳武、

詹銀虎，共計9位專家對征求意見稿進行了把關。

4

2021年3月-10月，課題組根據(jù)專家意見建議對征求意見稿進行修改完

善，形成征求意見稿最終稿。

二、國家標準編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)

1．標準編制原則

1）適用性

隨著天文學研究的不斷深入，目前相關國際天文星歷表及天球參考框架

已更新?lián)Q代，原規(guī)范中的坐標框架已與國際現(xiàn)有要求產(chǎn)生了較大差異，傳統(tǒng)

的天文測量理論方法和技術已經(jīng)不能滿足當前大地天文測量的發(fā)展需求；隨

著社會科技發(fā)展，天文測量裝備不斷研制更新，原規(guī)范中采用的J05、

DKM3-A、T3、T4等儀器以及守時計時設備已經(jīng)停產(chǎn)淘汰，現(xiàn)在一體化、集

成化、小型化的天文測量系統(tǒng)已經(jīng)成熟；觀測方法上，原規(guī)范采用津格爾法、

塔爾格特法和恒星高度法測定緯度，采用東西星高度法測定經(jīng)度，采用多星

等高法同時測定經(jīng)緯度，而現(xiàn)在采用多星近似等高法和數(shù)字天頂攝影測量法

測定經(jīng)緯度；原規(guī)范北極星任意時角法測定方位角改為北極星（恒星）任意

時角法測定方位角，舍去南北星中天時角法和太陽時角法測定方位角。計時

守時測量儀器的不斷更新，使得天文計時系統(tǒng)的更新加快，天文計時器設備

也更加穩(wěn)定、守時功能更健全可靠，我國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成

和開通，使天文授時更加自主穩(wěn)定和精準；內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)更加

成熟，原來外業(yè)測量需要的《中國天文年歷》、自編軟件和改正等復雜的計

算與操作被更先進成熟的一體化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)取代；本規(guī)范中涉及的理論方

法、觀測設備、操作方法和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已經(jīng)在實踐中得以廣泛應用，經(jīng)過

多年的實踐其技術指標完全符合天文測量精度的要求。另外，本規(guī)范編制組

涵蓋軍民雙方有關專家，對于當前國內(nèi)的大地天文測量工作具有規(guī)范和指導

意義，能夠滿足工程及科研需要，以及軍民各自領域的要求，具有普遍適用

5

性。

2）科學性

本規(guī)范編制過程中，參考了解放軍信息工程大學編寫的《大地天文測量

學》、西安航光儀器廠編寫的《數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)》等資料，天體測量

理論部分征求了上海天文臺相關專家的意見建議，按照規(guī)范的原則和方法進

行了全站型電子速測儀和數(shù)字天頂儀兩套設備的野外觀測試驗和比較，并根

據(jù)實測結(jié)果對數(shù)字天頂儀時間延遲限差進行了部分修正。

3）繼承性

作為指導和規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)的技術標準，參考了西安航光儀器廠編寫的

《數(shù)字天頂儀定位測量規(guī)范》，參考了GJB149A-2013《軍用天文測量規(guī)

范》，舊的指標和要求有的必須調(diào)整以順應新技術的發(fā)展，有的必須保留和

繼承以保持測繪生產(chǎn)的延續(xù)性以及測繪成果的可靠性。

2．確定主要內(nèi)容的論據(jù)

為提高標準的實用性，課題組在標準制定前期進行了大量的資料收集以

及試驗驗證工作。

規(guī)范中天文系統(tǒng)參數(shù)和模型采用主要依據(jù)GJB6304-2008《2000中國大

地測量系統(tǒng)》，即IAU推薦IERS2003規(guī)范約定的國際天球參考系、天文常

數(shù)、時間系統(tǒng)、歲差和章動模型及地球參考系與天球參考系之間的變換模型；

觀測方法指標和數(shù)據(jù)處理主要依據(jù)最新的大地天文測量和數(shù)字天文攝影測量

理論和技術；觀測流程主要依據(jù)目前列入全軍測繪裝備項目的基于全站型電

子速測儀測量的《Y/JGT-01型天文測量系統(tǒng)》和基于數(shù)字天頂儀測量的

《數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)》。

規(guī)范參照采納了GB/T17943-2000《大地天文測量規(guī)范》和GJB149A-

2013《軍用天文測量規(guī)范》等現(xiàn)行規(guī)范中部分技術指標和相關規(guī)定。

6

3．新舊國家標準水平對比

1）標準名稱

標準名稱與修訂前保持一致。

2）標準結(jié)構(gòu)

修訂前：

前言，1范圍，2引用標準，3施測原則，4人儀技術要求，5觀測方

法，6數(shù)據(jù)處理方法，7資料整理與上交，附錄。

修訂后：

前言，1范圍，2規(guī)范性引用文件，3術語和定義，4縮略語，5總則，

6數(shù)據(jù)觀測，7數(shù)據(jù)處理，8資料整理與上交，附錄。

主要變更依據(jù)為GB/T1.1-2020和修訂內(nèi)容的需要。

3）范圍

修訂前：

本標準規(guī)定了在陸地上測定天文經(jīng)度、天文緯度和天文方位角的施測原

則、測定方法和精度要求等。

本標準適用于一、二、三、四等大地天文測量作業(yè)，對于其他需要測定

天文經(jīng)度、緯度和方位角的測量作業(yè)可參照執(zhí)行。

修訂后：

本文件規(guī)定了測定天文經(jīng)度、緯度和方位角的原則、觀測方法、數(shù)據(jù)處

理和精度要求等。

本文件適用于在陸地上開展靜態(tài)大地天文測量。對于其他需要測定天文

經(jīng)度、緯度和方位角的測量作業(yè)可參照執(zhí)行。

主要變更依據(jù)為GB/T1.1-2020、大地天文測量實際作業(yè)情況和本次修

訂內(nèi)容的需要。

4）主要技術內(nèi)容修訂說明

7