地球时空的起点——参观格林尼治天文台散记

２６ 河北遥感 ２０１ ２年第２期

地球时空的起点

参观格林尼治天文台散记

吴景勤

应英国ＢＣＰＣ公司的邀请，我有幸随考察团，出

江河日下，一去不返，顿生时空无限，人生几何的

访了英国、德国等地。期间，我以一位测绘工作者

特有的朝圣般的虔诚与激动抽空专程前往格林尼治 我饶有兴趣地盯着那务闻名遐迩的０。经线，

小镇参观了向往已久举世闻名的格林尼治天文台。 它是从可以开合的天文台穹顶内的精密仪器中以绿

格林尼治天文台，是英国皇家天文台所在地，

世界计算时间和地球经度的起点。它位于伦敦东南

泰晤士河南岸——格林尼治小镇的格林尼治公园小 嵌入地面的钢条上刻出０。０ ０”的标记。在钢条

山上。

格林尼治公园真是人与自然和谐相处的温馨乐

园！

我一下车，顿觉淹没于一个鲜花的海洋：码

头遮阳篷支架上，一溜排挂着无数盆姹紫嫣红的鲜 倘若你荡舟在泰晤士河上，一定会惊讶地发现

花，花朵连同藤蔓如瀑布般下垂，在夏日的轻风中

袅袅起舞。看那街道电线杆上、商店门前、楼房窗

台、住户花园里，无处不摇曳着叫不出名子的灿若

星辰的鲜花。偶见一穿着苏格兰花格短裙的男子匆 早期天文学家在此观察天象、探索宇宙奥秘的自制

匆从花间走过，异国风情在此闪亮，成为令人过目 仪器，以及他们简陋的住所。在生活极端艰苦且不

不忘的风景。格林尼治小镇因天文台而享名天下， 为人理解的年代里，他们孜孜不倦，锲而不舍地邀

勤劳好客的居民又以鲜花装扮家园，抒发作为格林

尼治人的快乐与自豪。

穿过鲜花小镇，进入金花题门的格林尼治公 这样不计名利与享受的科学家，真是令人肃然起

园。在英国，凡是有皇室成员工作、居住或王室授

权设立的机构都有这样的标志。格林尼治皇家天文

台于１６７５年建立，英王查尔斯二世指定约翰・佛莱 为天文测量是从星空开始。这次参观格林尼治天文

门斯蒂作为他的首席皇家天文学家，来研究“天体

的运动和行星的位置，找出非常渴望的经度位置以 不是星空，而是海洋。

完善航海技术。作为皇家天文台所在地，格林尼治

公园才有此金色雕花大门的殊荣。 海者来说，能否准确计时，是生死攸关的事。因为

天文台进门处有一个时间球和精确显示格林尼

治时间的民用钟，此钟为２米多高的柜形电子钟，

时间精确到微秒，数字飞速闪动，使人感到时间如

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凭航海经验臆测经度，确定航向。如果错了，般只

就会走错航向，甚至会搁浅或触礁，这样的事故在

裁判再怎么残酷也不能完全根除的好奇心，而科学

“有用”的一面，也会逼迫人们去努力。

航海史上屡见不鲜。１７０７年，一支由克劳斯利爵士 人类在知道地球是一个球体之后，便开始研究

率领的英国舰队，因测错了经度而失事，使４艘舰

只被毁，两千多人葬身鱼腹。为解决测定航海经度

以经、纬度来确定地球上任一点的位置。纬度的界

定比较容易，因为在近几千年里，地球自转轴的北

问题，早在１６７５年英王查理二世下令在伦敦东南泰

极始终指向一颗普通的二等星一一小熊座Ｑ，中文

晤士河畔的格林尼治村兴建天文台。天文学家经过 名北辰，另有一个更著名的称呼：北极星。从地面

百余年的努力。终于研究出了一套科学的计时法，

并把这个天文台的子午线，作为地理经度测量和计 它就在头项；站在赤道，它就在非常靠近地平线的

时系统的起点。全世界的航海者只要以格林尼治天

文台的子午线为起点，便可以在航行中准确地测出 是观察者所处的纬度。当然，目前北极星的方向与

自己船只的正确位置和当时的时间。格林尼治天文 地球的自转轴并不完全重合，还略有一点差异。而

台的科学研究，为繁荣海上航运事业、避免航海事

故作出了贡献。当格林尼治天文台确定自己的子午 不总会是小熊座Ｑ，所谓皇帝轮流做，隔几千年就

线时，世界上有些国家根据本国的地理条件，也确

定了自己的子午线，这样就容易造成混乱。为了解

决这个问题，１８８４年１０月ｌ３日，二十多个国家的代 然是在赤道，无可非议。而零经度却是可随便定义

表在美国华盛顿召开会议，就使用统一的国际标准 的，并没有哪条子午线特别一些。航海者把出发点

时间和统一的子午线问题作出决议，规定通过格林

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气污染的干扰。同时，它又靠近泰晤士河，并非偏 米、重１．４５千克的大怀表。现在我们有了原子钟和

全球卫星定位系统，可以迅速准确地计量时间、定

僻。当时，为了画一张精准的天空星图，必须把望

远镜固定架设在一条子午线（或纬线）上，记录星 位经纬度，比航海钟和航海历要方便得多了。但在

星出现在子午线上方的时间 在同一条子午线上作 那个时代，Ｈ４的问世的确是一项重大变革。

数千次观测，将不同时间的数据对比、融合，才能

与此同时，他们还发明了反射式象限仪，使航

海者可以更精确方便地测定天体之间的夹角。同时 画出较准确的星图。但是，设计的天文台是在一座

发明了“月距法”，用月亮相对于恒星的视运动来

塔楼的地基上造起来的八角房，朝向稍微有点偏

西，并非正对着子午线方向。于是弃八角房间不 确定经度，这为天文测量注入了新的活力。

用，在花园里造了一个小棚子，装上可以开合的屋 １８４４年１０月的国际子午线大会，不仅确定了格

顶，在砖墙上标出自己的子午线，此后４３年如一日 林尼治子午线为国际本初子午线，并且同意以格林

地在伦敦清冷的空气里观察星星位置的变迁。

尽管用天文方法确定经度方面取得了一些进

展，但并未能达到有效的精度，而且用起来也太麻

烦。１７０７年，英国皇家海军的四艘舰艇在意大利西 在建成之后大约ｌ５０年的时间里，天文台的工

西里岛附近触礁沉没，死亡人数约２０００人，超过后 作人员始终只有台长本人和两名助手。到１９世纪

来的泰坦尼克海难。公众为这一悲惨事故所震惊， 末，全职工作人员增２￣Ｎ２５名左右，其中约一半人

敦促政府寻求精确确定经度的方法。１７１４年，国会 承担庞杂的计算工作。一些助手本身也是出色的天

任命了由多位专家组成的“经度委员会”，由牛顿 文学家，但大多数助手的生活相当单调辛苦而且清

领导。委员会悬出巨额赏金征求经度问题的解答， 贫，因为台长往往比较看重对天文学家的献身精

许诺误差不超过６０海里的方法可获ｌ万镑，不超过

４０海里者ｌ万５千镑，误差３０海里以下的则可获２万 台长拒绝了女王提出给他本人加薪的建议，他考虑

镑——这在当时是一笔惊人的巨款。荷兰、西班

牙、法国也已悬出类似的巨额赏金。重赏之下必有

勇夫，种种千奇百怪的设想送到经度委员会的案

头，但都不能解决问题。让我们感到惊奇的是，最 学研究的地方。附近的电站和火车干扰磁力仪器，

终解决这一问题的，不是天文学家，不是数学家，

而是一位钟表匠约翰・哈里森。他出生于１６９３年，

是一位乡村木匠的儿子，他通过自学掌握了制造钟 分离出来。ｌ９４６年，天文台宣布搬迁到苏塞克斯

表的原理和技能。ｌ７３０年，他带着研究了４年的航

海钟设计方案离开了家乡林肯郡前往伦敦，去见当 再是格林尼治天文台台长的同义词。１９５４年５月进

时的格林尼治天文台长哈雷。哈雷友善地接待了

哈里森，借给他２５０镑来制作这个台式的大型航海 天文台所在地的历史结束。现在，大多数观测数

钟。

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我们在绿草如茵的格林尼治公园里沿林荫道而上，看着山坡上三三两两的游人和在树上活蹦活跳的松

鼠，望着天文台既不高大也不豪华的建筑，十分轻松闲适。

自１９９９年１２月起，子午线房间的激光器还射出一束绿色激光划破夜空，称为“千年激光子午线”。时

间即是空间。北京与格林尼治的的经度相差１１６度，也就是说，北京的正午要比格林尼治早到约８个小时。

我和许多参观者一样，脚跨地面上的这条金属线——国际本初子午线，脚踏地球东西半球，感觉真的

很酷。看着本初子午线的说明“经度０度０分０秒”，还有门口砖墙上大钟的“本钟为全世界指示时间”文

字，我真切地感到它似乎穿越了地球、天文、测绘秒学的时空，传递着船坚炮利的大英帝国当年称霸世界

的残余痕迹，与遥感（Ｒｓ）、全球卫星定位系统（ＧＰＳ）和地理信息系统（ＧＩＳ）现代测绘科学一脉相承。

车 半 ｝ 木 宰 幸 车 木 木 术 术 木 幸 木 木 枣 木 车 木 幸 幸 宰 木 牛 奉 枣 木 丰 幸 宰 掌 宰 幸 木 牛 丰

（上接第２５页）

２．１．４地图输出阶段：

动、直观和易于理解，并根据不同的应用目的输出

此阶段利用数据视图和制版视图进行页面设 各种形式的专题图表。ＧＩＳ技术改善和优化了专题

计，处理图的大小与打印机的匹配，并且可以输出 图制作方式，丰富了专题图内容，同时，专题图也

为相应图片的格式进行保存。

很好地承载、表达、传输了ＧＩＳ数据，为ＧＩＳ数据的

２．２应用ＧＩＳ制作河北省水质状况专题图

应用和表达提供了良好的手段。随着地理数据库数

２．２．１数据准备与分析

据量的海量化和数据内容的丰富，地理数据的合理

数据源：河北省１：２５万电子地图，河北省水

化有效利用已经成为人们关注的焦点之一，如何从

质状况统计数据，将河流要素和水质状况统计数据

离散的、多标准的、多类型的复杂数据中发现有用

关联。

的专题信息，提炼具有指导意义的能够辅助决策的

２．２．２地理底图的编制

地学知识是目前数据分析和应用的热点问题。专题

该图为水质状况专题图，选取底图要素为：河 图是表达专题信息的重要手段，借助于图形语言表

北省行政区县要素，河流要素。

达抽象的数字，体现数字后面的深层含义。可以说

下图为应用ＧＩＳ技术制作的河北省水质状况

ＧＩｓＳＨ专题图之间相互促进、相互协助，为数据的

图。此图具有明显的空间属性和层次属性，利用 表达和应用提供了良好的机制和手段。

ＧＩＳ可以更加明确地揭示不同区域的水环境状况，

反映水体环境质量在空问上的变化趋势。

参考文献：

河北省水质状况图（略）

［１］ 黄仁涛，庞小平，马晨燕专题地图编制［Ｍ］．武

汉：武汉大学出版社，２００３

３．结论

［２］张文宁，张铭华．地理信息系统及其在环境管理中

ＧＩＳ在数据空问分析上占有绝对的优势，我们可

的应用研究［Ｊ］．西安邮电学院学报，２００２，

以利用Ｇ１Ｓ对环境信息作进一步的统计、分析，绘

［３］吴秀芹，张洪岩，李瑞改，张正祥，董贵华．

出相应的图以便直观地进行分析。也就是说，ＧＩＳ

ＡｒｃＧＩＳ ９地理信息系统应用与实践【Ｍ］．北京：清华

通过分析信息的空间分布，监测信息的时序变化，

大学出版社，２００７．

比较不同的空间数据集，实现对空间信息和其它信

［４］王洪战，马燕燕，张振涛，王振．基于ＡｒｃＧＩＳ

息的管理与交换，使大量抽象、枯燥的数据变得生

的专题地图制作方法综合研究［Ｊ］．２００８．