嗨,珠峰你现在有多高

四川日报 2020-05-24 06:25 大字

是8848.13米,还是8844.43米?又或许都不是?

①珠峰大本营上空的日晕景观。新华社记者普布扎西摄

②矗立在珠峰脚下的2005年珠峰高程测量纪念碑(4月29日摄)。 新华社记者晋美多吉摄

③5月6日,登山队员们向更高海拔进发。新华社记者普布扎西摄

④国测一大队队员在珠峰登山大本营测试地面测量中使用的重力仪。新华社记者普布扎西摄

4月22日拍摄的夕阳下的珠峰。 新华社记者晋美多吉摄

珠峰高程测量动用哪些“黑科技”?

涉及设备(部分)

北斗系统

GNSS接收机

峰顶雪深雷达

天顶仪

重力仪

峰顶觇标

超长距离测距仪

涉及技术(部分)

最新测绘基准体系

GNSS卫星测量

精密水准测量

光电测距

雪深雷达测量

重力测量

天文测量

卫星遥感

似大地水准面精化

航空重力测量技术

北斗系统珠峰“首秀”

“2005年时,GNSS卫星测量主要依赖GPS系统。今年,我们将同时参考美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯和中国北斗这四大全球导航卫星系统,并且会以北斗的数据为主。”自然资源部第一大地测量队(国测一大队)队长李国鹏说。

李国鹏表示,这是北斗系统在珠峰高程测量项目中首次应用。登顶测量时,顶峰的GNSS接收机将依托北斗系统和珠峰地区以及外围的GNSS监测网联机同步观测,同时还可监测相关地区的地壳运动。

国产设备全面担纲

2005年,我国首先测得了珠峰顶峰的岩面高程和雪深数据,当时使用的雪深雷达为意大利设备。去年,此次测量项目协调柏华岗着手调研新设备,要求此次使用的雪深雷达要同时获取位置信息和雪深数据,兼具卫星大地测量和雷达系统的功能。同时,设备必须轻便、易携。多家国外企业无法研发,最终,一国内厂家研发生产成功。

5月6日,备受关注的2020珠峰高程测量登山队伍在珠峰大本营举行出发仪式。30多名队员从海拔5200米的大本营向更高海拔出发,开启珠峰冲顶测量。因天气原因,测量登山队推迟原定5月12日的登顶计划,之后因珠峰海拔7790米以上区域持续强降雪,5月21日未能打通至顶峰的攀登路线,原定22日登顶测量的计划再次调整,下一冲顶窗口时间目前尚不确定。

本次登珠峰是时隔15年后,我国再次测量世界最高峰高度。为啥要花这么大力量搞珠峰测量?攀登珠峰有风险,为何一定要靠人力测量?测量将应用哪些高科技成果?为珠峰量“身高”,又需要哪些“黑科技”?

焦点 1

为什么要给珠峰测“身高”?

也许有人会觉得,为测量一座山的高度,耗费如此多的人力、物力、财力,值得吗?

首先,珠峰高程测量的核心是精确测定珠峰高度,这是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程。同时,测量珠峰高程数据也反映了人类对自然的求知探索精神,是人类了解和认识地球的一个重要标志。

其次,此次珠峰高程测量的成果可用于地球动力学、板块运动等领域研究。精确的峰顶雪深、气象和风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。

GNSS测量、水准测量、重力测量的成果结合以前相关资料,不仅可以准确地分析目前地壳运动变化影响情况,同时也可为后续的似大地水准面模型建立提供准确的重力异常数据。

重力测量成果可用于珠峰地区区域地球重力场模型的建立和冰川变化、地震、地壳运动等问题的研究。

焦点 2

珠峰“身高”为何看青岛?

测量珠峰高程,首要问题是确定珠峰海拔高程的起算点。

我国是以青岛验潮站的黄海海水面为海拔零起始点(水准零点)。测绘人员已先期取得西藏拉孜县相对青岛水准原点的精确高程,所以测量队只需要从拉孜起测。

从拉孜到珠峰脚下的前半程,仍采用传统而精确的水准测量法,每隔几十米竖立一个标杆,通过水准仪测出高差,一站一站地将高差累加起来就可得出准确数字。这样一直传递到珠峰脚下6个峰顶交会测量点。

当精确高程传递至珠峰脚下的6个峰顶交会点时,将在珠峰之巅竖立测量觇标。运用“勾股定理”的基本原理,推算出峰顶相对于这几个点的高程差。

最后,通过进行重力、大气等多方面的改正计算,确定珠峰高程。多个角度测量是为了确保测量精度。

新中国成立以来,我国测绘工作者曾先后于1975年和2005年两次成功测定并公布珠峰高程。这一次,除了传统的测量方法,还使用了全球导航系统测量和雪深测量等新技术。

焦点 3

测量时间为何选在5月?

每年的十月到第二年的三四月份,是珠峰地区的风季,风速随着海拔高度的升高而增大,在珠峰地区8000米高空,季候风没有遮挡,非常强劲。

而六月到九月又是珠峰地区的雨季,由于印度洋暖湿气流沿山谷而上,易凝结成云雨,所以多出现雨雪交加或大风雪天气,变化也非常快。

只有在五月,正是风季和雨季交替的短暂时间,风雪较小,是登山活动的好季节。

即使在这个时机,也只有两三次适宜于登山的好天气,而且每次只有连续两天半左右的好天气。各个登山队正是掌握了这里的气候特点,在四月份开始做好准备,最后在五月份突击攀登珠峰的。

焦点 4

为何一定要靠人实地测量?

攀登珠峰是具有风险的任务,高程测量为什么不能通过测绘技术和高科技设备,必须要靠人来完成?相关测绘专家表示,目前的技术手段尚无法确保测量型无人机或机器人在峰顶作业。

自然资源部第一大地测量队(国测一大队)副队长张庆涛说,传统的交会测量和三角高程测量有可能出现偏差。珠峰峰顶是一个20多平方米的平面。从山脚下的各观测点瞄准峰顶测量,目标点难以一致。因此,“必须由人将觇标带上峰顶。有了觇标,我们在山脚下布设的观测点就能更精确地照准峰顶的测量目标,从而测得精确的角度和距离。”

中国测绘科学研究院研究员、2020珠峰高程测量技术协调组组长党亚民表示,目前,利用卫星遥感技术测量峰顶高程的精度,远低于大地测量方法,而且只能测出雪顶的高程。珠峰高程测量将综合运用多种技术。其中,GNSS接收机、雪深雷达、气象测量和觇标等仪器都需要人携带至顶峰。

党亚民说,测量型无人机目前尚无法在峰顶恶劣环境飞行。此外,目前为止还没有使用机器人操作精密测量仪器的先例,峰顶作业更无可能。

焦点 5

专业人员如何开展测绘?

此次测量有望实现我国专业测绘人员首次登顶珠峰测高,这将使测量数据更可靠、更具说服力。

据了解,登顶后,测量队员将首先启动冰雪探测雷达开始观测,待雷达测量结束后竖立测量觇标,在觇标顶部安装GNSS天线进行静态观测,同时从地面6个交会点对峰顶觇标进行观测,测量水平角、垂直角和距离,初步计算珠峰高程,后期将结合重力、天文等数据对珠峰高程数据进行修正,从而得到精确的峰顶岩石面高程。

“专业测绘人员对GNSS接收机、雪深雷达、气象测量和觇标等设备更熟悉,获得的数据更可靠、严谨。”国测一大队队长李国鹏说,“另外,珠峰顶峰缺氧、气温低,人若长时间停留容易发生危险。专业测绘人员操作仪器更熟练,可减少人员在顶峰停留时间。”

焦点 6

将运用哪些测量装备?

此次珠峰测高,将综合运用多种传统和现代测量技术。其中,GNSS卫星测量是重要一环。在峰顶,GNSS接收机能通过卫星获取平面位置、峰顶雪面大地高等信息。

“2005年时,GNSS卫星测量主要依赖GPS系统。今年,我们同时参考美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯和中国北斗这四大全球导航卫星系统,并且会以北斗的数据为主。”李国鹏说。

李国鹏表示,这是北斗系统在珠峰高程测量项目中首次应用。登顶测量时,顶峰的GNSS接收机依托北斗系统和珠峰地区以及外围的GNSS监测网联机同步观测,同时还可监测相关地区的地壳运动。

“此次测量任务中,大量装备国产化,可靠性、精度等都比2005年有质的提高。”李国鹏说。

2005年,我国首先测得了珠峰顶峰的岩面高程和雪深数据,当时使用的雪深雷达为进口设备。今年珠峰高程测量将使用国产雪深雷达,该设备能同时获取位置信息和雪深数据,兼具卫星大地测量和雷达系统的功能,而且轻便、易携。

焦点 7

测量结果到底有啥用?

珠峰高程测量成果可用于地球动力学板块运动等领域研究。精确的峰顶雪深、气象、风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。

党亚民介绍,GNSS测量、水准测量、重力测量的成果结合早期相关资料,不仅可以准确地分析目前地壳运动变化影响情况,同时也可为后续的似大地水准面模型建立提供精确可靠的数据支持。精确的地面重力测量和航空重力测量成果可用于珠峰区域地球重力场模型的建立,以及地质调查、地震、地壳运动等问题的研究。

“这同时也是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程。”李国鹏表示,新中国成立以来,我国珠峰高程测量经历了从传统大地测量技术到综合现代大地测量技术的转变。每次珠峰测量,都体现了我国测绘技术的不断进步,彰显了我国测绘技术的最高水平。

(综合新华社、“新华视点”)

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