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、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?！背袚?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?！氨热缯f，今年在峰頂進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、峰頂冰雪探測雷達測量數(shù)據(jù)處理等等?！惫合舱f。
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?海拔高)，利用冰雪厚度雷達測量獲取峰頂?shù)难┟婧穸?，把峰頂雪面正高轉(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可以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“史上最高”。
此次對珠峰地區(qū)進行科學(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。
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