8848.86米!測繪技術(shù)標(biāo)定“地球之巔”新高度;這個是最新的測定珠峰高度8848.86米; 8848.86米——12月8日,國家主席習(xí)近平同尼泊爾總統(tǒng)班達(dá)里互致信函,共同宣布珠穆朗瑪峰高程。
早在2005年,中國公布的8844.43米就是經(jīng)過嚴(yán)密解算,最終獲取的當(dāng)時珠峰峰頂巖石面海拔高。而珠峰高程數(shù)據(jù)處理也是圍繞這四個高程的精確解算進(jìn)行的。
2020年12月8日,珠峰高程測量結(jié)果正式公布,珠穆朗瑪峰最新高程為8848.86米。很多人驚呼:珠峰長個了!這個新高度是如何獲得的,背后還有哪些故事?
珠穆朗瑪峰最新高程為8848.86米 長高了
這次公布的珠峰高程數(shù)據(jù)是包含珠峰峰頂雪面的高度,相比以前公布的高度高了些,珠峰“長高”的背后是何原因?
據(jù)報道,從2005年-2015年10年間,珠峰地區(qū)以每年約3厘米的速度向東北方向移動,以每年約0.4厘米的速度上升。
也就是說,10年間珠峰位移了約30厘米,上升了約4厘米。
專家表示,珠峰變高也不是說變得超乎大家的想象,屬于一個合理的范圍。
受地球板塊運動和地震等因素影響,珠峰地區(qū)環(huán)境持續(xù)發(fā)生變化。
據(jù)悉,珠穆朗瑪峰高程并不是只有一個,而是有“雪面大地高”、“雪面正常高”、“雪面海拔高”、“巖石面海拔高”這四個。
2005年,中國公布的8844.43米就是經(jīng)過嚴(yán)密解算,最終獲取的當(dāng)時珠峰峰頂巖石面海拔高。而珠峰高程數(shù)據(jù)處理也是圍繞這四個高程的精確解算進(jìn)行的。
專家指出,我們平時所說的高度,一般是指某物高出地面多少,而高程即正常高或正高(海拔高)是指某物基於平均海水面的高度。
如何精確測定珠峰高度
眾所周知,珠峰高程測量的核心是精確測定珠峰高度,這同時也是一項代表國家測繪科技發(fā)展水平的綜合性測繪工程。新中國成立以來,我國珠峰高程測量經(jīng)歷了從傳統(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。每次珠峰測量,都體現(xiàn)了我國測繪技術(shù)的不斷進(jìn)步,彰顯了我國測繪技術(shù)的最高水平。
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)。2005年珠峰高程測量時,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將同時參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗這4大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),并以北斗的數(shù)據(jù)為主。
此外,此次測量運用航空重力測量技術(shù),提升了測量精度。這也是人類首次在珠峰峰頂開展重力測量。特別值得一提的是,此次任務(wù)中應(yīng)用的國產(chǎn)北斗衛(wèi)星定位接收機、峰頂重力測量儀、雪深雷達(dá)、航空重力儀等核心裝備,都由我國自主研發(fā)。
2020年5月27日,珠峰高程測量登山隊再次站上地球之巔。峰頂測量完成后,對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理是另一道難題。
從海量數(shù)據(jù)到8848.86米,這中間有哪些“解題”步驟?
“珠峰地區(qū)海拔高、極寒缺氧,又是全球地殼運動最劇烈的地區(qū)之一,地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,要獲得精準(zhǔn)的珠峰高程是一項極具挑戰(zhàn)性、極其復(fù)雜、極具難度的綜合性工作。”承擔(dān)此次珠峰測量數(shù)據(jù)處理任務(wù)的自然資源部大地測量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜說,他已是第三次參與珠峰高程的計算工作。
郭春喜介紹道,從去年開始,中心就持續(xù)進(jìn)行技術(shù)研究和攻關(guān),完成了相關(guān)數(shù)據(jù)處理方案編寫、數(shù)據(jù)模型建立、軟件編程測試、數(shù)據(jù)比對分析與驗證等工作。
郭春喜說,相比于2005年的珠峰高程測量,此次數(shù)據(jù)處理的難點在于數(shù)據(jù)種類更多,數(shù)據(jù)量更大。“比如說,今年在峰頂進(jìn)行了一萬多平方公里的航空重力測量,以前,GNSS衛(wèi)星測量主要依賴GPS,今年,我們同時參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗這4大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),并且以北斗的數(shù)據(jù)為主。”
一共處理多少數(shù)據(jù)?郭春喜坦言,這無法準(zhǔn)確核算。他舉了個例子:“為了把珠峰頂點的位置測準(zhǔn),我們每1秒采集一次基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),每次基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)里就包含了50多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。想象一下,1天就有86400秒,再加上我們還有大量的基準(zhǔn)站觀測數(shù)據(jù),僅僅這塊的數(shù)據(jù)就很龐大了。”
他介紹道,從2019年4月份起,就開始著手收集了大量珠峰地區(qū)已有的高程、GNSS和重力等數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步的整理分析,為后續(xù)工作做準(zhǔn)備。
“今年6月以來,在珠峰峰頂及珠峰地區(qū)數(shù)據(jù)傳送至我中心后,我們又著重處理了包括:343個GNSS點數(shù)據(jù)、約780多公里的一二三等水準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù)、約210個不同等級重力點數(shù)據(jù)、6個峰頂交會點數(shù)據(jù)以及重力似大地水準(zhǔn)面確定、峰頂冰雪探測雷達(dá)測量數(shù)據(jù)處理等等。”郭春喜說。
如何用這些數(shù)據(jù)計算出珠峰的“身高”?
郭春喜介紹道,首先,利用GNSS測量、三角測量、三角高程測量獲得珠峰地區(qū)基準(zhǔn)網(wǎng)、區(qū)域框架網(wǎng)、局部控制網(wǎng)及峰頂聯(lián)測網(wǎng)的平面位置與大地高。
然后,利用精密水準(zhǔn)測量與測距高程導(dǎo)線獲取各級GNSS控制網(wǎng)點正常高。再利用珠峰地區(qū)高分辨率的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、歷年來加密重力測量數(shù)據(jù)、本次新測的航空重力數(shù)據(jù)、國內(nèi)外超高階重力場模型數(shù)據(jù),利用現(xiàn)代似大地水準(zhǔn)面確定理論與移去—恢復(fù)技術(shù),獲得珠峰地區(qū)高精度重力似大地水準(zhǔn)面。通過GNSS水準(zhǔn)融合,獲得珠峰地區(qū)高精度似大地水準(zhǔn)面成果及峰頂高程異常。
最后,峰頂大地高減去峰頂高程異常獲得峰頂正常高。通過推算得到峰頂?shù)椒宓椎钠骄亓εc平均正常重力,然后通過嚴(yán)密正常高與正高轉(zhuǎn)換,獲得珠峰頂?shù)难┟嬲撸ê0胃撸帽┖穸壤走_(dá)測量獲取峰頂?shù)难┟婧穸龋逊屙斞┟嬲咿D(zhuǎn)換為巖石面正高。
郭春喜介紹道,同2005年相比,珠峰高程測量的科學(xué)性、可靠性、創(chuàng)新性明顯提高。
中科院院士、中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院研究員孫和平撰文分析,此次珠峰頂?shù)亩c重力測量和北坡1.25萬平方公里的航空重力測量,將顯著提升珠峰地區(qū)大地水準(zhǔn)面的精度,為高精度的珠峰高程測量提供歷史最好的海拔高程起算基準(zhǔn)。因此,這次珠峰高程測量的精度將達(dá)“史上最高”。
此次對珠峰地區(qū)進(jìn)行科學(xué)考察獲得的數(shù)據(jù)成果,為珠峰高程的精確測定提供重要的數(shù)據(jù)支撐,為珠峰地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護、地質(zhì)調(diào)查、地殼運動監(jiān)測、地形測繪、基礎(chǔ)建設(shè)等方面提供重要數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐,也為做好全國現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系維護與更新奠定堅實的基礎(chǔ),為服務(wù)自然資源管理提供基礎(chǔ)測繪保障。
探秘測算背后的故事
央廣記者就此探訪了自然資源部國測一大隊和大地測量數(shù)據(jù)處理中心。
今年4月30日由自然資源部組織的2020珠峰高程測量活動正式啟動,但因天氣原因先后兩次沖頂未果,5月27日中午11點最終由8名隊員完成頂峰測量任務(wù),此次珠峰高程測量實現(xiàn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次應(yīng)用,首次實測珠峰峰頂重力值等多項第一。自然資源部第一大地測量隊大隊長李國鵬介紹,此次測量中,雪深探測雷達(dá)、重力儀、超長距離測距儀等一大批國產(chǎn)現(xiàn)代測量設(shè)備紛紛亮相,尤其是在珠峰頂端承擔(dān)高精度定位任務(wù)的GNSS接收機,精度高,信號捕獲能力強,為精準(zhǔn)獲得珠峰高度提供了有力保障。
李國鵬說,在以往的珠峰高程測量過程中,我們使用的大部分測量儀器設(shè)備都是國外進(jìn)口的,但在這次珠峰高程測量里,國產(chǎn)設(shè)備在珠峰這樣極端惡劣的環(huán)境下經(jīng)受住了考驗。
1975年,我國首次將測量覘標(biāo)矗立在珠峰之巔,并測量出珠峰的高程為8848.13米。2005年,我國測量隊對珠峰高程進(jìn)行了復(fù)測,采用了傳統(tǒng)大地測量和衛(wèi)星測量結(jié)合的方式測得珠峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43米。此次發(fā)布的珠峰高度是8848.86米,這樣的高度也是指巖石高度。自然資源部大地測量數(shù)據(jù)處理中心一室主任王文利介紹,對于珠峰的真實身高,巖石高度更為準(zhǔn)確。“每年天氣不一樣,雪的厚度可能不一樣,誰也測不準(zhǔn),下一場雪馬上就變了,但是底下的巖石面是固定不動的,這樣它是準(zhǔn)確的。”
此次珠峰高程測量既采用了傳統(tǒng)測繪技術(shù),也用到了綜合現(xiàn)代測繪技術(shù),自然資源部大地測量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜介紹,珠峰地區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分辨率質(zhì)量時效性都較以往有較大程度提升。“我們的數(shù)據(jù)量增多了,測的東西更加可靠了。從測繪說,精度提高較大,說明我國整個大地測量的技術(shù)水平,具有國際的先進(jìn)水平。”
此次珠峰高程測量的成果可用于地球動力學(xué)板塊運動等領(lǐng)域研究。精確的峰頂雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù),將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境保護等方面的研究提供第一手資料。重力測量成果可用于珠峰地區(qū)區(qū)域地球重力場模型的建立和冰川變化、地震、地殼運動等問題的研究。
從1960年首次登頂珠峰,六十年來,中國幾代登山勇士們挑戰(zhàn)極限,追逐夢想。今年5月27日11點整,測量隊員登頂珠峰。對他們而言,這經(jīng)歷了絕無僅有的“三次沖頂”。
時間撥回到2020年5月18日。當(dāng)天,在海拔6500米的營地,2020珠峰高程測量登山隊隊長次落召開攻頂動員會,公布攻頂隊員名單,12名勇士預(yù)計在5月22日登頂。作為自然資源部第一大地測量隊的隊員,王偉說,入選12人攻頂名單,他是唯一一名入選名單的專業(yè)測繪隊員。“當(dāng)時心情很激動,因為要代表測繪隊員完成這個任務(wù)。大家付出這么多,最后讓我去登頂,很激動。但是很擔(dān)憂,當(dāng)時就想著我們的儀器,因為在山上,在從(海拔)5200——6500之后,儀器全部是我來負(fù)責(zé)。”
和王偉一樣心里不踏實的,還有自然資源部第一大地測量隊的大隊長李國鵬,他也是2020珠峰高程測量前線總指揮。從4月30日正式啟動2020珠峰高程測量行動以來,大伙兒已經(jīng)在山上扎了半個多月,本來計劃5月6日的第一次沖頂能夠一鼓作氣拿下任務(wù),但由于半路上可能出現(xiàn)的雪崩,隊伍被迫下撤,這才有了這回的“二次沖頂”。作為前線總指揮,李國鵬說,身上的擔(dān)子真不輕。“我們這一批人已經(jīng)進(jìn)入40歲這個年齡了,身體各方面能不能扛下來,二三十歲的年輕隊員,能不能在各方面跟得上來,還是有點擔(dān)心。”
事情確實不順利。從5月20日開始,孟加拉灣特強氣旋風(fēng)暴“安攀”撞擊上珠峰演化成了罕見的狂風(fēng)和特大暴雪,連從業(yè)十幾年的西藏向?qū)Ф疾唤@嘆。那一晚,已經(jīng)攀登到7790米營地的王偉,和隊友們吸著氧擠在帳篷里徹夜未眠。第二天早上起來時發(fā)現(xiàn),積雪幾乎封住了帳篷的門。
王偉說:“第二天早上起來,帳篷外邊的雪基本上半米深。7點多就起床穿衣服了,我們還等著指揮部給我們命令上8300(米),等到11點多,修路隊員一直沒有修通,最后指揮部要求我們下撤,所有人都下撤到6500(米)營地待命。”
登山測量隊的第二次沖頂再次受挫,然而天氣預(yù)報顯示,當(dāng)?shù)貜?月20日一直到6月5日,長達(dá)半個月內(nèi)都是中雪、大雪,已經(jīng)沒有了沖頂?shù)拇翱谄凇r且,受天氣所限,歷史上的珠峰測繪最多都是沖頂兩次,從沒有過“一而再,再而三”的情況。接下來怎么辦?宣告任務(wù)失敗?還是創(chuàng)造新的機會?李國鵬說,最終大家達(dá)成一致——無懼風(fēng)雪,堅決完成任務(wù)!“第三次嚴(yán)格來說不叫窗口期了,因為任務(wù)沒完成,我們創(chuàng)造了一個窗口期。這個創(chuàng)造靠著我們?nèi)鍌€指揮部的核心人員,頂著巨大的壓力做出一個判斷,有背水一戰(zhàn)的感覺。大家橫下一條心,集中少數(shù)力量來沖頂。選出8名沖頂隊員,最大的減少消耗,最大的減少所帶的物資,因為這是只能成功不能失敗的事情。”
5月24日,8名突擊隊員頂風(fēng)冒雪,每人背著20多公斤重的儀器和裝備,開始第三次沖頂。6500、7028、7790、8300……一步一個腳印,5月27日11點,2020珠峰高程測量登山隊8名突擊隊員成功登頂珠峰,13點30分圓滿完成測量任務(wù),150分鐘的珠峰停留時長創(chuàng)造了中國人的新紀(jì)錄!1975年5月27日,9名中國勇士成功登頂,我國向全世界宣告珠峰高程為8848.13米。45年后,中國人再次書寫了攀登者的新傳奇。
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