給珠峰量“身高”具有什么意義？為啥從黃海測起

給珠峰量“身高”為啥從黃海測起

此次珠峰高程測量成果可用于地球動(dòng)力學(xué)板塊運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供第一手資料。

本報(bào)記者 操秀英

現(xiàn)在珠穆朗瑪峰（以下簡稱珠峰）“身高”到底是多少？這是許多人關(guān)心的話題。

根據(jù)天氣狀況，近期2020珠峰高程測量登山隊(duì)的12名隊(duì)員將對珠峰的峰頂發(fā)起沖擊，有望實(shí)現(xiàn)我國專業(yè)測繪人員首次登頂珠峰測高，這將使測量數(shù)據(jù)更可靠、更具說服力。值得注意的是，在60年前，即1960年，中國登山隊(duì)員王富洲、屈銀華、貢布成功登頂,開創(chuàng)了人類登山史上首次從北坡登頂珠峰的歷史。

攀登珠峰是勇敢者的挑戰(zhàn)，測量珠峰更是難上加難。

為何要對這一難題發(fā)起攻堅(jiān)？多次給珠峰測高具有什么意義？測繪隊(duì)員又是怎么來給珠峰量“身高”的？

珠峰的精確“身高”意義非凡

珠峰位于中國與尼泊爾邊界的東段，是世界上最高的山峰。在過去數(shù)十年間，珠峰的海拔高度被世界公認(rèn)為8848米。

新中國成立以來，我國測繪工作者已對珠峰進(jìn)行過6次大規(guī)模的測繪和科考工作，并先后于1975年和2005年兩次成功測定并公布珠峰高程。

1975年，我國首次將測量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔，精確測得珠峰海拔高程為8848.13米。2005年珠峰高程復(fù)測，我國測量隊(duì)采用了傳統(tǒng)大地測量與衛(wèi)星測量結(jié)合的技術(shù)方法，并首次在珠峰峰頂測量中利用冰雪雷達(dá)探測儀測量冰雪厚度，經(jīng)過嚴(yán)密計(jì)算，測得珠峰頂巖石面海拔高程8844.43米。

這一數(shù)據(jù)成為我國行政管理、新聞傳播、對外交流等活動(dòng)及公開出版的地圖和教材中使用的權(quán)威數(shù)據(jù)。

為何今年又對珠峰高程進(jìn)行復(fù)測？

2020珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長、中國測繪科學(xué)研究院研究員黨亞民對媒體表示，重測珠峰高程主要有兩個(gè)原因：珠峰高度一定發(fā)生了變化；珠峰測量技術(shù)也有了大的飛躍，新技術(shù)可以明顯提升珠峰測量精度。

黨亞民解釋，長期來看，珠峰以每年4.4毫米的速度緩慢升高，這就意味著10年會(huì)升高4厘米左右，30年升高13厘米多。如果珠峰高程的測量精度在10厘米左右，那么二三十年后，就需要重新測量珠峰高程了。短期來看，一次地震也可能影響珠峰的高程。

大地測量學(xué)家陳俊勇形象地給出測量珠峰的理由——就像父母會(huì)定期給自己不斷成長的子女量量身高一樣。“人類要不斷深入地認(rèn)識(shí)自然，中國人要不斷深入地認(rèn)識(shí)自己的國土。”他說。

今年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年、中國首次精確測定并公布珠峰高程45周年，開展此次珠峰高程測量具有重要的歷史意義。

據(jù)了解，此次珠峰高程測量的核心目標(biāo)是精確測定珠峰高度，測量成果可用于地球動(dòng)力學(xué)板塊運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供第一手資料。

交會(huì)點(diǎn)和覘標(biāo)是測量關(guān)鍵

黨亞民介紹了珠峰高程測量三部曲。

第一步是高精度的海拔高程起算面的確定。首先，將黃海高程基準(zhǔn)（中國海拔高程的起算面），從青島用水準(zhǔn)測量方法一步一步傳到珠峰地區(qū)；其次，進(jìn)行珠峰地區(qū)大量的前期和后續(xù)的測量工作，如在珠峰地區(qū)的GNSS（全球衛(wèi)星定位）測量、水準(zhǔn)測量、重力測量等，精確地將這個(gè)海拔高程起算面延伸到珠峰下面。也就是說，先要知道珠峰的0米起點(diǎn)究竟在哪。

第二步是峰頂“會(huì)戰(zhàn)”測量。主要包括3項(xiàng)工作：通過高精度GNSS定位方法，測量出珠峰雪頂?shù)奈恢?；在海?000米左右，利用三角高程和交會(huì)方法，測量峰頂覘標(biāo)，確定珠峰高度；通過冰雪雷達(dá)探測儀，測量峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離。

最后一步是珠峰海拔高確定。通過嚴(yán)密計(jì)算，將峰頂?shù)腉NSS測量成果、三角高程和交會(huì)測量成果歸算到海拔高，包括雪面高和巖面高。

在這過程中，6個(gè)交會(huì)點(diǎn)的確定和在珠峰頂插上覘標(biāo)是關(guān)鍵步驟。“交會(huì)測量是此次珠峰測量的重要內(nèi)容，交會(huì)點(diǎn)是實(shí)施交會(huì)測量的基礎(chǔ)，只有在交會(huì)點(diǎn)架設(shè)測量儀器，才能獲取交會(huì)點(diǎn)至峰頂覘標(biāo)的距離、角度等觀測數(shù)據(jù)，通過計(jì)算獲取珠峰的高程值。”參與此次珠峰測量的自然資源部第一大地測量隊(duì)副總工程師劉站科告訴科技日報(bào)記者，交會(huì)點(diǎn)必須與珠峰峰頂通視，不能受自然地物的阻擋。

當(dāng)精確高程傳遞至珠峰腳下的6個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)時(shí)，將在珠峰之巔豎立測量覘標(biāo)。運(yùn)用“勾股定理”，推算出峰頂相對于這幾個(gè)點(diǎn)的高程差。這也是測繪隊(duì)員必須親手將覘標(biāo)插上珠峰的主要原因。

目前，珠峰高程測量已實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)大地測量技術(shù)到綜合現(xiàn)代大地測量技術(shù)的轉(zhuǎn)變。為了使測量數(shù)字更精準(zhǔn)，測量團(tuán)隊(duì)還會(huì)將雪深雷達(dá)、重力儀等儀器攜帶到峰頂，而這些儀器都需要專業(yè)測繪人員操作。正因此，此次自然資源部第一大地測量隊(duì)的測繪隊(duì)員成為了沖擊峰頂?shù)闹髁姟?/p>

國產(chǎn)測繪儀器大顯身手

“2020珠峰高程測量綜合應(yīng)用了多種技術(shù)手段，包括GNSS衛(wèi)星測量、冰雪探測雷達(dá)測量、重力測量、衛(wèi)星遙感、似大地水準(zhǔn)面精化等多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)，最終公布的海拔高程，是對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的結(jié)果。”劉站科說。

據(jù)了解，2005年珠峰高程測量時(shí)，GNSS衛(wèi)星測量主要依賴GPS系統(tǒng)，而今年的珠峰高程測量行動(dòng)將同時(shí)參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗這四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并且會(huì)以北斗的數(shù)據(jù)為主。

“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在2020珠峰高程測量中發(fā)揮了重要作用，不僅用于珠峰高程測量的基礎(chǔ)部分和外圍控制測量，也將用于登頂后峰頂?shù)淖鴺?biāo)測量和冰雪探測測量。”劉站科說。

劉站科介紹道，珠峰峰頂架設(shè)覘標(biāo)上的GNSS測量設(shè)備以及峰頂冰雪探測雷達(dá)中集成的GNSS定位設(shè)備均可接收我國自主研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

登頂測量時(shí)，峰頂覘標(biāo)GNSS接收機(jī)將依托北斗衛(wèi)星和珠峰地區(qū)以及外圍的GNSS監(jiān)測網(wǎng)聯(lián)合同步觀測，從而確保精準(zhǔn)的峰頂坐標(biāo)獲取。同時(shí)，峰頂冰雪探測雷達(dá)測量獲取的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)將確保計(jì)算的峰頂冰雪層厚度以及地形數(shù)據(jù)的精度。

值得一提的是，此次珠峰高程測量也成為國產(chǎn)測繪儀器的主場。

珠峰地區(qū)具有海拔高、氣壓低、氣溫低的環(huán)境特點(diǎn)，為了保證珠峰高程測量順利進(jìn)行，GNSS接收機(jī)需要在零下40攝氏度，海拔9000米的環(huán)境條件下仍可以正常工作。中國測繪科學(xué)研究院國家光電測距儀檢測中心經(jīng)過近5個(gè)月的測試，選出了滿足要求的國產(chǎn)GNSS接收機(jī)。

“經(jīng)過多年的技術(shù)積累和市場競爭，國產(chǎn)測地型GNSS接收機(jī)以及核心元器件不僅實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，性能和質(zhì)量上也達(dá)到了與國外同類產(chǎn)品基本相當(dāng)?shù)乃?，采用國產(chǎn)接收機(jī)還可增加我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收、處理功能，在技術(shù)上更加先進(jìn)，也更加可控，同時(shí)擺脫了對美國GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴。”中國測繪科學(xué)研究院有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。