福建省图书馆

几何测量包括垂直形变测量和水平形变测量的面上水准、跨断层、三角、激光测距、基线、全球卫星定位系统（GPS）等6种测量手段。
  （一）垂直形变
  垂直形变测量的目的是监测地壳的升降运动情况，主要方法是精密水准测量。
  1.面上水准
  （1）网点
  福建水准网是研究大范围内地壳垂直运动的高程网，为地震中、长期预报提供地壳垂直形变信息。主要根据北东向断裂带、北西向断裂带的展布和地震活动性、地形、交通等条件进行布点，并以测区内原国家一等、二等水准路线为骨干组成水准环，构成监测网（见图3-3）。
  1971年9月，开始选点、埋石，严格按照《国家水准测量规范》（国家测绘总局1963年版）的要求进行作业。所埋设的水准标石分为基准标石、基本标石、普通标石3种。基准水准标石是研究地壳垂直运动的主要依据，是区域控制的基准，要求埋设在坚固完整的基岩上，标石的水准标志采用玛瑙标志，共埋设福州、诏安、建瓯、朋口4个基准点。基本水准标石是垂直形变分析研究的主要基础，在水准线路中每隔20～30公里埋设一座。普通水准标石是提供趋势性垂直形变的依据，每隔2～4公里埋设1座。利用原有国家一、二等水准路线按规定点距进行线路加密或补埋标石。水准网中的路线名称以路线起讫交叉点的地名进行命名。1971年9月至1998年6月，建成24个水准环，10条支线。福建水准网共有75条路线，总长度6964.4公里，共有2236个水准点，分布在闽赣两省东径114.75•至120.25°、北纬23.72°至327.58°的广大地区。
  （2）观测
  1972年至1982年，水准观测采用蔡司Ni004和Koni007水准仪，观测数据用人工记簿。1983年后，开始使用HP-41C计算器记簿。1984年后，采用PC-1500计算机记簿。1987年后；采用Ni002水准仪进行观测，水准标尺采用双频激光干涉仪标定每米真长，其测定误差由±20μm提高到±4μm。1974年以前，福建省水准网观测执行国家测绘总局1963年版《水准测量细则》和国家地震局的《形变测量工作几项规定》。1974年至1981年，执行国家测绘总局1974年版《国家水准测量规范》、《大地测量技术补充规定》。1981年起，执行国家地震局《大地形变测量规范（试行稿）》。1983-1998年，执行国家地震局颁发的
  《大地形变测量规范（一、水准测量）》。1972年2月至1998年6月，完成精密水准观测
  （含复测）16739公里，每公里偶然中误差为±0.3～±0.4mm。区域水准观测成果为福建及闽赣交界的地震中、长期预报和科研提供精确数据。
  2.跨断层短水准
  （1）网点
  跨断层短水准场地布设的主要目的是获取断层垂直运动信息，为研究断裂带长期运动的方式和速率提供精密可靠的观测数据。主要根据北东向断裂、北西向断裂的展布和地震活动性等条件进行布点。1972年，开始选点、埋石，各个场地水准路线长度约1公里，水准路线跨断层两侧，路线两端点需埋基本水准标石。1972～1981年，建成跨断层短水准场地13个：梅岭（惠安）、容卿（晋江）、三山（福清）、刘下（漳浦）、雁石（龙岩）、桂口（永安）、玉山（建瓯）、朱坑（漳州）、东张（福清）、前楼（东山）、和溪（龙岩）、谢坊（江西会昌）、庐山（江西九江）。雁石和庐山跨断层短水准场地1976年后停测（见图3-3）。
  （2）观测
  1972年至1982年，跨断层短水准观测采用蔡司Ni004和Koni007水准仪，观测数据用人工记簿。1983年，开始使用HP-41C计算器记簿，1985年后，逐步采用PC-1500计算机记簿。1988年后，采用Ni002水准仪进行观测。水准标尺采用双频激光干涉仪检定每米真长。1998年，采用掌上型计算机HP-200LX记簿。跨断层短水准观测执行国家测绘总局1963年版《水准测量细则》和国家地震局1991年版《跨断层测量规范》。1972～1997年，13处场地共完成短水准测量1462期次。用测段往返高差不符值计算，每公里高差中数的偶然中误差M△为±0.22～0.44mm。
  （二）水平形变
  水平形变测量的目的是监测地壳的水平运动。
  1.三角
  （1）三角网
  网点：东山岛一等三角网布设的主要目的是测定区域地壳形变场、应变场的变化情况，研究现代地壳运动和地震预报的关系。主要根据北东向断裂、北西向断裂的展布和地震活动性、地形等条件进行布点。1972年2月，开始选点、埋石。为了以更高的精度测定地面点位随时间的三维变化，三角网的测点尽可能埋于基岩上，每一个测点均埋设三心（仪器中心、标石中心、觇标中心）一致的观测墩，用强制对中方法减小对中误差，提高三角观测成果的精度。1972年，建成17个三心一致的观测墩，组成6个中点多边形、21个单三角形的三角网。网的平均边长为5.1公里。为了使独立三角网便于分析，网中布设尖山南至岸头山和龙潭山至望丝山2个拉普拉斯边（见图3-3）。
  观测：1972～1984年，东山一等三角网观测采用威特WildT3经纬仪，观测数据用人工记簿。1983年，开始使用HP-41C计算器记簿。三角观测均执行下列规范：《一、二、三、四等三角测量细则》（修订本，国家测绘总局、总参测绘局1964年编）、《国家三角测量和精密导线测量规范》（国家测绘总局1974年版）、《大地形变测量规范》（国家地震局1981年版）。三角观测用威特T3经纬仪，按全组合测角法观测各三角形内角。其方向权P＝m×n＝42（40），式中m为组合角应观测的测回数，n为测站上应观测的方向数。边角同测试验网不包括东山网全部三角点，仅选择网中的观音山、大庙山、岔山、望丝山、大山、大产岛、蚌山、山狗窟、黑石壁、马安山等10个三角点组成2个中点多边形的边角同测网。1972年至1984年，东山三角网共复测4期成果。4期测量成果的观测时间分别是：第一期，1972年8月至10月；第二期，1976年7月至10月；第三期，1980年8月至10月；第四期，1984年8月至10月。东山三角网的4期观测成果资料均符合规范细则要求，并编入《中国大地形变测量成果表》第八册。1985年后，东山三角网停止观测。
  （2）小三角
  网点：跨断层小三角测量场地布设的主要目的是测定和研究断裂两盘测点的位移过程，分析断层的运动方式及速率。主要根据北东向断裂、北西向断裂的展布和地震活动性、地形等条件进行布点。1972年，开始选点、埋石，各个场地的布设图形均为大地四边形，测点布在断裂两侧，上盘2个点，下盘2个点，每个三角点均埋设三心一致的仪器墩。1972～1981年，建成6处跨断层小三角测量场地，即：三山（福清）、东张（福清）、天马（同安）、朱坑（漳州）、前楼（东山）、谢坊（江西会昌）。1995年后，天马场地停测（见图3-3）。
  观测：70年代，跨断层小三角观测采用T3经纬仪，用人工记簿。1983年，开始使用HP-41C计算器记簿。三角观测均执行下列规范：《一、二、三、四等三角测量细则》（修订本，国家测绘总局、总参测绘局1964年编）、《国家三角测量和精密导线测量规范》（国家测绘总局1974年版）。1991年起，执行《跨断层测量规范》（国家地震局1991年版）。按方向法观测，测回数为12，并须闭合到起始方向。小三角的复测周期、观测月份、观测精度均符合规范细则要求。1972～1981年原始观测值编入《中国大地形变测量成果表》第八册。1982～1997年小三角原始观测值上报国家地震局地壳应力研究所断层形变测量队，统一编入数据库。
  2.激光测距
  （1）网点
  福建沿海激光测距网布设的目的是监测福建沿海地壳形变场、应变场及其随时间的变化，以研究现代地壳水平运动与地震活动的关系。激光测距网布设的原则：根据北东向断裂与北西向、东西向断裂交汇展布和地震活动性、地形、交通等条件进行布设。1977年，开始选点、埋石，为了以更高的精度监测福建沿海应变场的变化，激光测距的测点尽可能埋于基岩上，除了部分利用旧测点外，大部分测点均埋设三心（仪器中心、标石中心、觇标中心）一致的观测墩，用强制对中法减小对中误差。1979～1984年，福建沿海先后建成8个测距网：湄洲测距网，6个测点，11条边；南日岛测距网，4个测点，6条边；平潭测距网，7个测点，13条边；晋江测距网，10个测点，20条边；漳州测距网，10个测点，19条边；福州测距网，7个测点，14条边；南澳测距网，9个测点，17条边；东山三角网改为测边测距网，10个测点，19条边。1991年，建成厦门测距网，10个测点，20条边，仅复测一期。为配合测距仪常数测定，1980年5月，在同安巷东旧机场建成1个可供各种类型测距仪测定常数用的测距仪检定场。基线全长1848米。从此结束了要到外省检验测距仪的历史（见图3-4）。
  （2）观测
  福建沿海测距网的距离测量是水平形变测量的主要工作。为确保距离测量资料的正确性和精确性，每期观测之前，对测距仪和反光镜、气象仪器均作检验，合格后投入观测。仪器配用的蓄电池、充电机、发电机、稳压电源、通讯设备等也均按规定在作业前检验性能，并在使用中按规定保养，以保证仪器正常运转。距离观测均在最佳时间段进行。激光网距离观测执行下列规范：《国家三角测量和精密导线测量规范》（国家测绘总局1974年版）、《大地形变测量规范》（国家地震局1981年版）。1979～1989年，距离观测和复测使用2种类型测距仪：前期采用JCY-Ⅱ型，精度为±（lO㎜±lppm），以三光段18测回观测，1979～1984年，施测80条边；1983～1989年，采用美国K＋E公司RM-Ⅲ型精密激光测距仪，精度为±（5㎜±lppm），施测158条边。测距的成果质量均符合规范细则要求，资料编入《中国大地形变测量成果表》第八册。1990年后，8个激光测距网停测。
  3.基线测量
  （1）网点
  基线测量的目的是，以极高的精度测定跨断层基线长度变化特征，并研究活动断裂近期活动情况。基线测量布设原则，主要根据北东向断裂的展布和地震活动性等条件进行布点。基线测量的选点、埋石、丈量按国家测绘总局、总参测绘局1958年8月编制的《一、二等基线测量细则》进行作业。1976年，建成同安天马跨北东向断层基线，总长度392米，基线两端点各埋设端点仪器墩，每隔24米埋设水泥过渡桩代替轴杆架。1980年5月，在同安巷东旧机场建成测距仪常数测定基线场，基线全长1848米，基线两端点均埋设仪器墩，每隔4米埋设过渡桩。1985年，建成同安天马钢卷尺检定场，埋设3个基线端点仪器墩，构成20米、30米、50米的钢卷尺基线检定场。
  （2）观测
  基线丈量采用4根24米殷钢基线尺逐段测量，两根用于往测，另两根用于返测。每次使用的2根基线尺，最好具有不同的膨胀系数，其余2根留作备用。基线尺均是进口的24米线状殷钢基线尺，系德国ASK、苏联CCCP、法国ST基线尺。每套基线均附加两个10公斤重的重锤。基线尺的尺长和基线尺膨胀系数每期作业前后均送到国家计量局长度室进行检定，检定合格后用于作业。天马基线丈量周期一般每季度复测1次，复测周期根据震情需要可适当调整。每期测量的长度资料均按细则要求进行验收，基线测量中误差均达1/100万以上，符合规范细则要求。同安巷东测距常数测定基线场，首次采用24米殷钢基线尺丈量后，待基线墩稳定后再复测1次，可相隔3年复测1期。同安天马钢卷尺检定场的距离丈量，采用24米殷钢基线尺和补尺进行丈量，丈量结果符合细则要求后，可以不复测。
  4.全球卫星定位系统（GPS）
  （1）网点
  全球卫星定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）是监测地壳运动、进行地震预测的新手段。福建省GPS监测网布设的目的是监测福建现代地壳运动特征和本省北东向断裂、北西向断裂带的应变速率与变化特征。通过闽台联网，同步观测，可监测台湾海峡地壳形变特征，研究闽台区域应变场特征，建立闽台区域动力学模型。福建省GPS监测网主要根据北东向断裂和北西向断裂的展布和地震活动性等条件进行布点。1992年，开始GPS的选点埋石。选取的GPS网点均满足下列基本要求：①GPS网点视野开阔；②GPS网点视场内没有地平仰角大于15°的成片障碍物；③GPS网点应避开高压输电线、变电站等设施；④GPS网点附近交通方便，汽车可通行；⑤GPS网点附近有通讯、供电设施。新选的点均埋设钢筋混凝土观测墩，墩顶面都安装三心（标石中心、仪器中心、觇标中心）一致的不锈钢归心盘，用这样的观测墩，仪器安置误差可控制在0.5毫米之内。每个墩面上均安装保护盖。1992～1996年，共建成12个GPS观测点：福州（乌龙江桥头红山限）、南平（拖拉机厂后山）、古田（古田一中校内）、水口（水口电站大坝南岸）、湾口（湾口小学）、尤溪（城关林化厂后山）、德化（县气象站）、湄洲（湄洲岛厝前顶）、晋江（后洋）、天马（厦门）、东山
  （东山地震台）、永定（县气象站）。
  （2）观测
  福建省GPS网观测使用7台AshtechZ-12双频GPS接收机，配套通风干湿温度表、空盒气压表。作业中严格执行《全球定位系统（GPS》测量规范》（国家地震局1992年10月版）。年度观测分2期，每期用1条重复观测基线（湄洲—东山）连接。1995年12月10日至20日为第一期联测时间，每日北京时间8时整开机观测，连续跟踪16小时，均接收6个卫星以上的信号，到北京时间24时整关机。1997年度复测，观测时间：1997年12月1日8时至12月5日8时。第2期观测时间：1997年12月8日8时至12日8时止。每期用1条重复观测基线（湄洲—东山）连接。采样点间隔为30秒。联测的外业观测记录资料完整无误，观测数据符合规范要求。同步观测环的闭合差符合要求，同步边各时段平差值的中误差与相对中误差符合要求。
  1992年度GPS闽台联测使用4台Trimble4000SST双频GPS接收机。观测点可从因特网上获得符合台北GPS的观测资料。福建厦门天马和德化2个测点，台湾台北、澎湖等5个测点同步联测；观测时间，1992年10月10日18时至11日4时，连续观测10小时。观测数据均符合规范要求。
  福建省GPS网3次复测的观测成果资料，经检查验收，均符合规范要求，已分别输入数据库。数据处理由国家地震局地震研究所、国家地震局第一地形变监测中心和武汉测绘科技大学大地系分别平差计算。