珠峰測高,你想知道的那些事

時間:2020-06-01 15:44:50 來源:人民網

珠穆朗瑪峰。新華社記者 覺 果攝

測繪隊員用國產華測GNSS接收機在西藏定日縣周邊開展測量。王萬春攝(人民視覺)

5月27日,2020珠峰高程測量登山隊8名攻頂隊員克服重重困難,從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂,并順利完成峰頂測量各項任務。

為什么在科技如此發達的今天,還需要人登頂去給珠峰測高?山峰高度的測量是世界性難題嗎?就讀者心中的好奇,記者采訪了有關專家?! ?/p>

近日,2020珠峰高程測量登山隊8名攻頂隊員成功登上珠穆朗瑪峰峰頂,獲得了一批寶貴的測量數據。

攀登珠峰如此艱險,在科技發達的今天,能用無人機等設備代替人工進行測高嗎?測量珠峰高程有什么意義?記者請專家解答了幾個關于珠峰測高的熱點問題。

山峰高度的測量是世界性難題嗎?

“山峰測量的難度主要在于兩點:一是登山,二是需要特制的儀器設備。測量華山或者黃山高程的難度與測量珠峰顯然不可同日而語?!?020珠峰高程測量技術協調組成員、中國測繪科學研究院副研究員蔣濤介紹,“珠峰是世界最高峰,區域內海拔8000米以上的山峰有好幾座,因此處在一個非常極端的環境中,低溫、低壓、大風和缺氧的高海拔環境,對儀器設備、人員操作都有非常高的要求?!?/p>

實際上,從全球來看,測量山峰的高度,一般還是采用傳統大地測量與高精度GNSS(全球導航衛星系統)定位相結合的方法。蔣濤解釋,傳統大地測量主要采用交會與三角高程測量,通過測距、測角,由勾股定理測算出山峰高度,結合外圍的水準測量,將該國的海拔高程傳遞到交會點上。在衛星定位技術出現以后,測量隊員把GNSS接收機帶到峰頂,也能夠獲取峰頂的精確三維坐標。但是,這種方法的參考基準面是一個虛擬的“地球橢球”,因此還需要利用重力數據確定出該區域的大地水準面,作為海拔高程起算面,作進一步的校正計算,才能得到峰頂的海拔高度。

中國登山隊隊長王勇峰曾表示,在珠峰峰頂每多待一分鐘,安全風險就會增加一分。在此次登頂測量中,為保證測量數據質量,8名測量登山隊隊員在峰頂停留150分鐘。為了豎立測量覘標并保持其穩定,隊員普布頓珠、次仁多吉更是在不吸氧的條件下,作業1個小時以上。

“實際上,隊員們能在峰頂停留的時長非常有限?!笔Y濤說,測量登山隊員要在較短的時間內在峰頂豎立起測量覘標,使用GNSS接收機采集北斗及其他導航衛星的信號進行高精度定位測量,使用雪深雷達探測峰頂20平方米左右面積的雪深,并進行重力測量,“隊員們要攜帶這么多裝備上去,還要在較短時間內,在極端環境下完成一系列操作,同時確保測量操作穩定性和數據質量,這個難度是非常大的”。

高寒、缺氧、風雪,這樣的條件下,獲取的數據質量能保證嗎?蔣濤介紹,目前經初步判斷,登頂測量的數據質量非常好,同時交會測量也順利開展,按要求完成了多組數據的采集工作。

“下一步,我們將根據自然資源部的統一部署開展數據處理和分析工作?!笔Y濤說,“我們已經做好了充分的準備,兩三個月后能夠計算出初步結果?!?/p>

珠峰測高可以用遙感技術或機器人實現嗎?

很多人會有這樣的疑問:在現代科技如此發達的背景下,珠峰高程測量不能用無人機或者機器人代替嗎?為什么需要人登頂測量呢?在2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民看來,這樣的場景目前還只能出現在科幻電影中。

“珠峰高程測量,難就難在珠峰峰頂的極端環境,使得無人機或者機器人無法正常工作。除此之外,許多精密測量儀器需要作業員手工安置和操作,甚至要根據峰頂環境變化進行作業方案調整?!秉h亞民指出,目前情況下,無人機或者機器人無法代替人工作業。

衛星遙感或者航空遙感能“代勞”嗎?答案也是否定的?!艾F有的衛星遙感或激光測距一般都是在距離地面幾百公里的軌道上完成的,精度最高在1到2米左右?!笔Y濤說,我國在1975年和2005年兩次測得珠峰高程是8848.13米和8844.43米,精度達到厘米級,“而且這些遙感手段只能測出雪頂的高程,而非經雪深雷達探測后得到的高精度巖面高程”。

黨亞民介紹說,國外測量山峰高度有的采用遙感的方法,這種方法不需要人登頂,GNSS起控制點的作用,但這種方法的精度不高,甚至測量誤差能達到幾十米;有的采用人上峰頂,用GNSS的方法來測量,這種方法精度會提高一些,但依然難以與我國的測量方法相比?!耙驗槲覈捌谧隽舜罅炕A測繪工作,從而保證了高程基準面的精確?!秉h亞民說。

時隔15年,為何要再測珠峰高程?

“重測珠峰高程,一般有兩個重要原因,一是珠峰高度發生了變化;二是珠峰測量技術也有了大的飛躍,新技術可以明顯提升珠峰測量精度?!秉h亞民說,珠峰處于歐亞板塊和印度板塊邊緣的碰撞擠壓帶,這一地區(包括珠峰)的地殼運動一直非?;钴S,從我國2005珠峰高程測量至今已過去15年,在此期間的地殼運動,可能會對珠峰高程產生影響。

2015年4月,尼泊爾發生了里氏8.1級地震,這次地震對珠峰高程的影響在國際上引發爭議,重測珠峰高度也成為全球一個新的熱點話題?!芭c我國前兩次權威的珠峰高程測量相比,2020珠峰高程測量是我國全面開展的一次綜合珠峰高程測量活動,得到了國家和相關部門的高度重視,展示了我國負責任大國的形象?!秉h亞民介紹,此外,結合珠峰高程測量開展與珠峰地區氣候變化、生態環境保護相關的自然資源監測工作,也將是今后的一項重要任務。

從1975年、2005年到現在,我國測繪科技水平也取得了突飛猛進的發展?!坝绕涫?005年至今,這種進步更加明顯?!笔Y濤說,“1975年,中國人首次將測量覘標矗立于珠峰之巔,用交會測量手段精確測得珠峰海拔高程為8848.13米,這在當時的歷史條件下很不容易,可以說是巨大的突破;2005年珠峰高程復測,我們采用了傳統大地測量與衛星測量結合的技術方法,并首次在峰頂測量中利用冰雪雷達測量冰雪厚度,但當時主要的設備都是進口的?!?/p>

“珠峰高程測量的任務下達后,最開始我們還是有些擔心,國產儀器到底行不行?”蔣濤回憶,“但是經過一年來的研發定制,包括對各種設備的檢測,我們對國產儀器的信心越來越強了?!?/p>

“我們測出來的珠峰高程之所以具有權威性,就是因為我們有巨大的地理優勢,我們可以在珠峰地區克服各種困難,開展各類細致的高精度基礎性野外測量任務,確保我們珠峰高程測量的基準點和海拔高程起算面是全世界最好的?!秉h亞民說,在2017年召開的珠峰高程測量國際研討會上,我國展示的全面、先進的珠峰高程測量方法和技術手段,得到了與會多國的認可。我國珠峰高程測量和測繪綜合科學技術水平,已經走到了世界前列。

編輯:盧泠氚

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