北京中轴线
1952年5月为了解旧城中轴线的实际情况由北京市房管局测量队对旧城中轴线进行了实测在中轴线上选取了几个重要节点作为实测点永定门北侧的门中心箭楼正阳门中华门天安门端门午门各门南侧的门中心神武门北侧的门中心景山万春亭南侧中心地安门和鼓楼南侧的门中心实测自箭楼至地安门依次用T2经纬仪观测水平角进行了一次整体测量水平角水平角是从一点至两目标的方向线垂直投影在水平面上的夹角在测量中把地面上的实际观测角度投影在测角仪器的水平度盘上然后按度盘读数求出水平角值是推算边长方位角和点位坐标的主要观测量同时测量了磁子午圈同地理子午圈的夹角也就是通常说的磁偏角磁偏角磁偏角是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角也就是说在一个地方用指南针测得的南北极的方向与真实方向的夹角
复兴门三角点
这其中端门至神武门为避过障碍测量时采用矩形移轴法矩形移轴法当遇到障碍物时的一种测量方法穿过自复兴门三角点见照片与箭楼进行联测建国门三角点与鼓楼联测推出真方位角方位角从某点的指北方向线起依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角叫方位角最大最小差21测算结果是从永定门至鼓楼中轴线各线段的方位角数值不相等即中轴线上各个门的点不在一条直线上
1964年9月对中轴线进行重测此次用导线法联测导线法联测是一种测量方法导线与高级控制点连接必须观测连接角连接边作为传递坐标方位角和坐标之用各门中间点当时永定门地安门已拆除景山万春亭则采用前方交会法前方交会法是一种测量方法前方交会如果已知AB两点的坐标为了计算未知点P的坐标只要观测A和B即可这种测定未知点P的平面坐标的方法称为前方交会法为了消除读盘刻度不均的误差观测用T1经纬仪测进行了两个测回T1经纬仪测两个测回是根据仪器和观测条件等因素的不同统一规定的观测单元一次正镜或正向测量和一次倒镜或反向测量称为一个测回采用反向法正倒镜法时需要设备对目标进行成对的正镜或正向和倒镜或反向测量根据测量的等级要求测回数也不一样为了消除读盘刻画不均的误差和人的惰性一般需要多个测回以消除测量误差的校正计算出各门中平面坐标后反算各边边长及方位角另计算天安门中的子午线收敛角最后求出真方位角的平均值箭楼至永定门则是利用原测水平角推算得出新方位这次与1952年施测方法不同前后两次所得的点位也有不一致的所施加改正的子午线收敛角子午线收敛角是地球椭球体面上一点的真子午线与位于此点所在的投影带的中央子午线之间的夹角以真子午线北方向为准当坐标纵轴线北端位于以东时称东偏其角值为正位于以西时称西偏其角值为负两次不是同一地点因而对应的真方位角有的差别较大平均方位两次差2063同时为了直观地了解故宫中轴放样精度作业时利用旧的资料推算已拆除的三个门中点坐标并经试算各门对某两点连线后的关系最后以神武门中点和天安门中点连线为基准线计算其他各门中点对此基准线的垂距基准线的垂距基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺根据两点成一直线原理测定基准线垂距是指这仪器点到目标点的高差实测的结果是从地安门至正阳门各点偏差不到1米但是鼓楼东偏136米永定门东偏926米
中轴线实测数据示意图