揭秘!測算主力「陝西隊」——世界之巔的「身高」是怎樣量出來的?

2020-12-12 澎湃新聞

12月8日，珠穆朗瑪峰最新「身高」數據——8848.86米公布。

1975年，我國對珠穆朗瑪峰進行首次測量，並向世界公布珠峰海拔高程為8848.13米。2005年，我國首次在珠峰高程測量中嘗試測量峰頂冰雪高度，測得珠峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43米。2020珠峰高程測量是繼2005年之後，我國時隔15年再次為世界最高峰測量「身高」。這組高程測量數據，不僅是中國和尼泊爾兩國開展科研合作的新成果，也展示了我國測繪技術的發展成果，對於珠峰地區的自然資源管理、生態環境保護、基礎建設等具有重大意義。

背景圖為夕陽下的珠峰。新華社記者 晉美多吉攝

此次珠峰高程測量中，自然資源部第一大地測量隊（簡稱「國測一大隊」）主要承擔了珠峰區域的外圍測繪和登頂測量任務。5月27日，測量登山隊隊員成功登頂，按照計劃開展測量工作。登頂測量中，隊員在峰頂停留了150分鐘，創造了中國人在珠峰峰頂停留時長新紀錄。「我們背負著只能成功不能失敗的國家使命，每一位隊員都為之付出了巨大的努力和犧牲。」國測一大隊隊長李國鵬說。

2020珠峰高程測量數據處理工作主要由自然資源部大地測量數據處理中心（陝西省第四測繪工程院）承擔。「我們從2019年4月份起，就開始著手收集整個珠峰區域近三年的高程、GNSS和重力等數據，進行初步的整理分析。」自然資源部大地測量數據處理中心主任郭春喜說，「前期，我們用2005年的數據不斷進行模擬測算，以提高測算流程、軟體、方法等的科學性。」

該中心抽調了46名技術骨幹，組成7個專項任務實施小組，承擔數據測算處理工作。

郭春喜介紹，此次珠峰高程測量既應用了水準、三角、天文、重力等傳統大地測量技術，又結合了衛星定位、探測雷達等現代技術，與2005年相比，此次數據測算處理有七大創新。

5月27日，2020珠峰高程測量登山隊隊員在珠峰峰頂開展測量工作。新華社特約記者 扎西次仁攝

中國和尼泊爾兩國數據首次進行融合

由於中國和尼泊爾的大地水準面分別在黃海和印度洋兩個不同海平面，起算點不同，所以以往兩國的珠峰高程測量數據分別發布，公布的珠峰「身高」略微不同。

此次，兩國將測量計算成果進行了比對融合，特別是首次聯合構建了珠峰地區全球高程基準，並首次實現聯合發布珠峰新高度。

首次應用北鬥衛星導航系統

2020珠峰高程測量，實現了第一次在珠峰峰頂使用國產GNSS接收機，收集北鬥衛星觀測數據。自然資源部大地測量數據處理中心數據三室負責人蔣光偉說：「北鬥衛星在珠峰區域的分布數量是GPS衛星數量的一倍，收集了更長時間、更多的衛星觀測數據。」

這是我國自主研製、擁有完全自主智慧財產權的北鬥衛星導航系統首次應用於珠峰峰頂大地高的計算，驗證了該系統在珠峰地區能夠獲取高精度的大地高成果。

此次數據處理，同時實現了北鬥衛星和GPS等其他衛星觀測數據的融合，獲取了峰頂雪面精度±0.9cm大地高成果，與2005年的成果相比，精度提高了2.1cm。

首次結合應用5G和北鬥衛星導航系統

2020珠峰高程測量中，測繪隊員收集數據時，首次使用5G技術，並與北鬥衛星導航系統相結合，利用通信專網和北鬥數據信息化管理平臺，在登頂測量前進行多次在線採集、數據預分析實驗，實現了高寒、高海拔環境下北鬥二號和北鬥三號衛星信號同時接收、實時解析和質量預評估。

「試驗應用5G技術，給我們收集了更多數據，提高了數據處理精度和效率。」郭春喜說。

大量採用自主研發軟體

2020珠峰高程測量數據處理中，自然資源部大地測量數據處理中心除常規使用的國外數據處理軟體外，也大量使用了自主研發的數據處理軟體，以提高數據處理的精度。

這些軟體是陝西省測繪地理信息局基於地理空間大數據中心資源與雲計算技術提高數據處理效率研發的，能適應不同環境，能處理具有不同區域特點的數據。

首次運用「對算」方式

郭春喜介紹，此次數據處理工作中，該中心把國內外不同GNSS數據處理軟體的計算成果、2020年的計算成果與2005年的計算成果、傳統大地測量技術測量的成果和現代大地測量技術測量的成果等進行了比對。

「通俗地說，就是用不同的軟體和計算方法處理同樣的觀測數據，觀察結果是否一致，用這樣的『對算』保證數據的精準，是首次在珠峰高程測量數據處理中應用這樣的方式。」郭春喜說。

國產測繪儀器數據全面擔綱

2020年珠峰高程測量中，國產測繪儀器裝備全面擔綱本次任務。據了解，國產長測程全站儀、峰頂覘標集成GNSS接收機、北鬥高精度定位設備等的使用，使得三角高程測量的大地高與GNSS成果的差異由2005年的29cm縮小至2.6cm；國產重力儀首次登頂實測峰頂重力值，同時融入國產航空重力儀1.25萬平方公裡的重力測量數據，建立了精度為±4.8cm的珠峰地區重力似大地水準面模型。與僅用地面重力數據建立的模型相比，這個模型使精度提高了3.0cm。

建立了珠峰地區高精度似大地水準面精化模型

此次數據處理中，自然資源部大地測量數據處理中心利用超高階次的地球重力場模型，採用科學先進的似大地水準面精化理論技術，根據不同數據特點，排列組合出上千種重力水準面模型，進行試算並結合實測值優中選優，實現珠峰及周邊地區重力水準面精度（±4.8cm）比2005年（±14.6cm）提升了2倍，似大地水準面模型解析度從2.5′提升到1.5′。

來源：陝西日報

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