测绘名家故事|一台精致经纬仪引出的故事
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精致的经纬仪
一台精致经纬仪引出的故事
寓公剑
2009年，秋色正浓，作者到南京休假。一日，参访南京博物院。作为测绘人总是特别关注那些与测绘相关的文物。在一个展橱里，一台精致的古铜色经纬仪十分夺目，当我看到标牌上写着“詹天佑使用过的经纬仪，由詹天佑后人捐赠”的字样，十分惊喜。由于博物院不许拍照，我便购买了一本博物院文物图册，上面有关于这台经纬仪的图片及其来历的简单介绍。詹天佑以主持修建中国第一条铁路京张铁路闻名，号称“中国铁路之父”，而一台经纬仪则把詹天佑与中国测绘联系起来。后来，我把詹天佑使用的经纬仪及引出的鲜为人知的故事编入了《中国测绘教育史》。
詹天佑像
清末，中国只能生产尺度、测绳、测斜仪、小平板仪等简单的测量工具。测绘过程中使用的精密测量仪器多从德国蔡司、瑞士威特等欧洲测绘厂家引进。詹天佑使用的经纬仪是清末测量界使用国外精密测量仪器的见证。詹天佑使用的经纬仪作为中国近代测绘史重要文物，蕴含着詹天佑与测绘几十年的不解之缘。
詹天佑（1861—1919）生于广东省南海县，祖籍安徽婺源。1872年到1875年，容闳倡导与组织120名幼童分批到美国留学，12岁的詹天佑作为其中的一员来到大洋彼岸，后来考入耶鲁大学土木工程系，主修铁路工程课程，学习了铁路线路勘察、设计与修建。1881年，詹天佑以优异成绩毕业回国。
登船离岸的留美幼童
回国后，詹天佑到福州船政学堂后学堂学习驾驶轮船。后学堂开设地文航海、天体测量、船位测定、海图测绘、航海地理等课程。于是，有铁路工程测量知识的詹天佑又学习了海洋测绘知识。作为学习驾驶轮船的詹天佑在“扬武”号进行了实习。“扬武”号是中国建造的第一艘巡洋舰，铁木外壳，标准排水量1393吨，蒸汽动力，舰体190×36×21尺，航速15节，配有9大炮，曾为福建水师旗舰。沈葆桢在《续陈轮船工程并练船经历南北洋各情形折》中叙述称：“海天荡漾，有数日不见远山者，有岛屿萦回，沙线交错，驶船曲折而进者。去时教习躬督驾驶，各练童逐段滕注日记，量习日度、星度，按图体认，期于精熟。归时则各童自行轮班驾驶、教习，将其日记仔细勘对。” 在“扬武”号上，詹天佑利用器具与海图实习海上定位导航，为成为驾驶轮船远航大海的船员增长的实践知识。
“扬武”号军舰
1884年2月，詹天佑毕业留校任教。10月，两广总督张之洞四处招聘人才，邀请詹天佑回广东工作。詹天佑在广州博学馆任教习。时值中法战争，为筹划与加强沿海防务，詹天佑受命测量了广东沿海地区军事险要图。《广东省•测绘志》载：“著名铁路专家詹天佑应两广总督张之洞调粤，负责测绘广东海图任务，用一年半时间测绘《广东沿海险要图》1幅。”
清末绘制的沿海图（局部）
1888年，詹天佑北上天津，参加修建唐山至古冶的铁路。詹天佑使用经纬仪，亲自勘测规划，解决了外国工程师未能解决的问题，修建成滦河大桥。1901年，在京汉铁路建设中，他携带经纬仪，测定了横跨黄河的郑州桥址。
1905年，詹天佑被任命为京张铁路会办兼总工程师，组织铁路的测量、设计与建设。5月，他率领测量队从丰台一直测量到张家口。北京到张家口之间的地形十分复杂，《京张路详图说明》载：“中隔高山峻岭，石工最多，桥梁又有7 000余尺，路险工艰为他处所未有”“居庸关、八达岭，层峦叠嶂，石峭湾多，编考各省已修之路，以此为最难”“由南口至八达岭，高低相距180丈，每40尺即须垫高1尺。”在这样的地形上选线，需要跋山涉水，进行极为的艰苦测量。詹天佑亲自使用经纬仪勘测线路。詹天佑组织勘测了3条路线，经过反复比较，选择了经南口、居庸关、八达岭的现行路线。南口关沟路段高差很大，限于火车的爬坡能力，线路走向选择十分困难。在这一路段，又勘测了七八条线路，从中选择了最经济的一条：采用“人”字形的爬坡方式，最大坡度达到33％，将八达岭隧道缩小到1.091千米。开凿隧道采用“竖井施工法”，施工过程中水平、方向测量达到了高水平，保障了隧道的方向、水平高度都符合设计要求。此外，铁路即成，汇集测量成果，绘制了《京张路详图》。
京张铁路的隧道
青龙桥站詹天佑塑像
京张线是中国人自己设计与建造的第一条铁路，詹天佑因此名垂青史。追寻留存下来的经纬仪，我们知道，詹天佑曾经测绘广东沿海地图、勘测唐古线的滦河大桥、测量平汉线的黄河大桥、测量京张沿线的崇山峻岭等。这些事实说明，詹天佑不仅是修建铁路的名家，也是谙熟地图、海图测绘及工程测量的专家。
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