給珠峰「量身高」 為何不能用無人機替代人?

2021-01-15 封面新聞

5月9日,撤回前進營地的隊員在營地附近取冰化水。 新華社特約記者 扎西次仁攝

2020年珠峰高程測量已進入登頂測量階段,測量登山隊將在近期合適的天氣窗口向頂峰發起衝擊,完成野外測量階段的最後一步。

此次測量是時隔15年後,我國再次測量世界最高峰的高度,備受關注。如果成功,這將成為我國專業測繪人員首次登頂珠峰測高。

據2020珠峰高程測量登山隊通報,受攀登路線上積雪的影響,登頂測量日期將比原計劃推後。

4月30日拍攝的海拔5200米的珠峰大本營(無人機照片)。新華社記者 普布扎西 攝

測量登山隊隊長次落在海拔6500米的前進營地介紹,9日,原定前往海拔7028米營地的計劃取消,全體隊員將在前進營地繼續休整,練習使用測量儀器,並進行攀登技能訓練。目前,所有隊員狀態良好。10日,修路組將前往海拔7028米處探路,以判斷北坳以下路段的流雪危險性,確定接下來的攀登日程安排。

自5月6日2020珠峰高程測量行動測量登山隊出發以來,不少人心存疑問,其中最大的疑問便是:現在科技這麼發達、設備如此先進,為什麼一定需要人攀登上去測量?不可以坐直升機登頂嗎?不是使用測量型無人機嗎?不能通過遙感衛星測量嗎?

帶著疑問,我們一起去看看專家怎麼說。

4月30日拍攝的海拔5200米的珠峰大本營(無人機照片)。新華社記者 普布扎西 攝

關注1/

為何一定要人登頂測量?

珠峰被譽為世界第三極,峰頂氣溫常年在零下30-40攝氏度,含氧量極低。在峰頂惡劣的環境下,測量人員停留極限時間約為40分鐘。那麼,為珠峰「量身高」,為何一定要人上去測?是否可以用無人機或機器人代替?

「實在是珠峰的自然條件太惡劣,一直以來,都是依靠登山隊員,而不是測繪人員,把覘標(覘標,是指設置在三角點或精密導線點上供觀測使用的標架)豎立在峰頂。」上海市測繪地理信息學會理事長顧建祥說。

相關測繪專家表示,專業測繪隊員登頂,可使測量數據更可靠、更具說服力。「覘標必須由人帶上峰頂,有了它,我們在山腳下布設的觀測點,就能更精確地照準峰頂的測量目標,從而測得精確的角度和距離。」自然資源部第一大地測量隊(簡稱國測一大隊)副隊長、2020珠峰高程測量現場副總指揮張慶濤說,珠峰峰頂並不是一個點,而是一個20多平方米的平面,從山腳下的各觀測點瞄準峰頂測量,目標點難以一致,覘標的使用解決了這一問題。

此外,本次珠峰高程測量將綜合運用GNSS衛星測量、精密水準測量、光電測距、雪深雷達測量、重力測量、天文測量、衛星遙感、似大地水準面精化等多種技術。其中,GNSS接收機、雪深雷達、氣象測量和覘標等儀器都需要人攜帶至頂峰。

「專業測繪人員對這些設備更熟悉,獲得的數據更可靠、嚴謹,也更有說服力。」國測一大隊隊長李國鵬說。

至於為何不能使用無人機代替人,李國鵬表示,珠峰峰頂氣流不穩定、多大風、氣溫低,測量型無人機目前尚無法在峰頂飛行,也尚無機器人頂峰作業經歷。「不過,這在以後可能會成為一種趨勢。」

那麼,衛星遙感影像可以完成測量嗎?對此,2020珠峰高程測量技術協調組組長黨亞民說:「它的精度不夠,另外衛星遙感影像測的是雪面的高度,沒有雪深的測量,不能作為一個很準確的結果發布。」

至於測繪隊員能否坐直升機登頂,黨亞民表示,在珠峰頂上作業對直升機的要求非常高,飛機不能降落,如果要的,那麼把人和儀器設備放到峰頂,飛機得處於以運動過程中。而運動過程中,飛機的螺旋槳引起的風有可能引發雪崩,所以無法直接坐直升機上去。

隊員從珠峰大本營出發,前往二本營(5月2日攝,無人機照片)。 新華社記者 孫非 攝

關注2/

為珠峰「量身高」難在哪?

要給珠峰量身高,先要知道珠峰的「底」在哪。顧建祥表示,我國在青島做了一個長達18年的潮汐觀測,計算出了黃海平均高程面,從而確定了全國統一的高程起算基準面。

過去,測量雪層厚度用的是比較原始的方法,用一根鋼釺插進雪層,直到插不動為止,插入的深度則視為雪層厚度,但實際上,還有一層堅硬的冰凍層。有了雪深雷達,可以對峰頂雪層厚度進行精確測量。

他說,為了進一步提高測量精度,除了覘標和雪深雷達,測繪人員還將攜帶重力儀、氣象測量儀和全球衛星導航系統接收機等進行作業。「由於地球是一個不規則的橢球體,平均海面高度會有一個高差值,這需要測量重力來修正差值。而溫度、氣壓對測量會產生影響,需要氣象測量儀來校正。2005年測量時,我們主要依賴的還是GPS系統,但這一次將以北鬥系統的數據為主。」

隊員們在珠峰進行測量作業。 (圖片由2020珠峰測量登山隊提供)

關注3/

國產設備擔綱,北鬥珠峰「首秀」

「2005年時,GNSS衛星測量主要依賴GPS系統。今年,我們將同時參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北鬥這四大全球導航衛星系統,並且會以北鬥的數據為主。」李國鵬說。

李國鵬表示,這是北鬥系統在珠峰高程測量項目中首次應用。登頂測量時,頂峰的GNSS接收機將依託北鬥系統和珠峰地區以及外圍的GNSS監測網聯機同步觀測,同時還可監測相關地區的地殼運動。

北鬥是被聯合國全球衛星導航系統國際委員會(ICG)認可的GNSS四大核心供應商之一,於2018年底建成北鬥三號基本系統後開始提供全球服務。今年3月,第54顆北鬥導航衛星已成功發射並進入工作軌道。

「配合北鬥系統使用的GNSS接收機也是國產,並且是國產設備中精度最高的設備。」李國鵬說,「能在世界最高峰的高程測量中應用北鬥系統,是我們中國測繪人的驕傲。」

「此次測量任務中,大量裝備國產化,無論是可靠性、精度等都比2005年有質的提高。」李國鵬介紹,除峰頂雪深雷達外,天頂儀、重力儀、峰頂覘標、用於三角交會測量的超長距離測距儀等均為國產儀器。我國最新的測繪基準體系建設成果也將應用於此次測量。

綜合新華社、央視、《解放日報》等

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