為啥一定要靠人登頂?測量意義何在?……聚焦2020珠峰高程測量五大焦點(diǎn)
2020珠峰高程測量已進(jìn)入登頂測量階段。這是時隔15年后,我國再次測量世界最高峰高度,備受關(guān)注。攀登珠峰有風(fēng)險(xiǎn),為何一定要靠人力測量?測量將應(yīng)用哪些高科技成果?為啥要花這么大力量搞珠峰測量?“新華視點(diǎn)”記者采訪了權(quán)威人士。
焦點(diǎn)一:為何一定要靠人實(shí)地測量?
攀登珠峰是具有風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù),高程測量為什么不能通過測繪技術(shù)和高科技設(shè)備,必須要靠人來完成?相關(guān)測繪專家表示,目前的技術(shù)手段尚無法確保測量型無人機(jī)或機(jī)器人在峰頂作業(yè)。
自然資源部第一大地測量隊(duì)(國測一大隊(duì))副隊(duì)長張慶濤說,早期的珠峰測繪多在無人登頂?shù)那闆r下進(jìn)行,傳統(tǒng)的交會測量和三角高程測量有可能出現(xiàn)偏差。
張慶濤說,珠峰峰頂并不是一個點(diǎn),而是一個20多平方米的平面。從山腳下的各觀測點(diǎn)瞄準(zhǔn)峰頂測量,目標(biāo)點(diǎn)難以一致。因此,“必須由人將覘標(biāo)帶上峰頂。有了覘標(biāo),我們在山腳下布設(shè)的觀測點(diǎn)就能更精確地照準(zhǔn)峰頂?shù)臏y量目標(biāo),從而測得精確的角度和距離?!彼f。
中國測繪科學(xué)研究院研究員、2020珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長黨亞民表示,目前,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)測量峰頂高程的精度,遠(yuǎn)低于大地測量方法,而且只能測出雪頂?shù)母叱獭V榉甯叱虦y量將綜合運(yùn)用GNSS衛(wèi)星測量、雪深雷達(dá)測量、重力測量、天文測量、衛(wèi)星遙感等多種技術(shù)。其中,GNSS接收機(jī)、雪深雷達(dá)、氣象測量和覘標(biāo)等儀器都需要人攜帶至頂峰。
黨亞民說,珠峰峰頂大風(fēng)多,氣流不穩(wěn)定,氣溫低,測量型無人機(jī)目前尚無法在峰頂惡劣環(huán)境飛行。此外,目前為止還沒有使用機(jī)器人操作精密測量儀器的先例,峰頂作業(yè)更無可能。
焦點(diǎn)二:專業(yè)人員如何開展測繪?
此次測量有望實(shí)現(xiàn)我國專業(yè)測繪人員首次登頂珠峰測高,這將使測量數(shù)據(jù)更可靠、更具說服力。
據(jù)了解,登頂后,測量隊(duì)員將首先啟動冰雪探測雷達(dá)開始觀測,待雷達(dá)測量結(jié)束后豎立測量覘標(biāo),在覘標(biāo)頂部安裝GNSS天線進(jìn)行靜態(tài)觀測,同時從地面6個交會點(diǎn)對峰頂覘標(biāo)進(jìn)行觀測,測量水平角、垂直角和距離,初步計(jì)算珠峰高程,后期將結(jié)合重力、天文等數(shù)據(jù)對珠峰高程數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,從而得到精確的峰頂巖石面高程。
“專業(yè)測繪人員對GNSS接收機(jī)、雪深雷達(dá)、氣象測量和覘標(biāo)等設(shè)備更熟悉,獲得的數(shù)據(jù)更可靠、嚴(yán)謹(jǐn)?!眹鴾y一大隊(duì)隊(duì)長李國鵬說,“另外,珠峰頂峰缺氧、氣溫低,人若長時間停留容易發(fā)生危險(xiǎn)。專業(yè)測繪人員操作儀器更熟練,可減少人員在頂峰停留時間?!?/p>
焦點(diǎn)三:將運(yùn)用哪些測量裝備?
此次珠峰測高,將綜合運(yùn)用多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)。其中,GNSS衛(wèi)星測量是重要一環(huán)。在峰頂,GNSS接收機(jī)能通過衛(wèi)星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息。
“2005年時,GNSS衛(wèi)星測量主要依賴GPS系統(tǒng)。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四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),并且會以北斗的數(shù)據(jù)為主。”李國鵬說。
李國鵬表示,這是北斗系統(tǒng)在珠峰高程測量項(xiàng)目中首次應(yīng)用。登頂測量時,頂峰的GNSS接收機(jī)依托北斗系統(tǒng)和珠峰地區(qū)以及外圍的GNSS監(jiān)測網(wǎng)聯(lián)機(jī)同步觀測,同時還可監(jiān)測相關(guān)地區(qū)的地殼運(yùn)動。
“此次測量任務(wù)中,大量裝備國產(chǎn)化,可靠性、精度等都比2005年有質(zhì)的提高?!崩顕i說。
2005年,我國首先測得了珠峰頂峰的巖面高程和雪深數(shù)據(jù),當(dāng)時使用的雪深雷達(dá)為進(jìn)口設(shè)備。今年珠峰高程測量將使用國產(chǎn)雪深雷達(dá),該設(shè)備能同時獲取位置信息和雪深數(shù)據(jù),兼具衛(wèi)星大地測量和雷達(dá)系統(tǒng)的功能,而且輕便、易攜。
此外,天頂儀、重力儀、峰頂覘標(biāo)、用于三角交會測量的超長距離測距儀等均為國產(chǎn)儀器。我國最新的測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)成果也應(yīng)用于此次測量。同時,也將運(yùn)用航空重力測量技術(shù),提升測量精度。
焦點(diǎn)四:登頂成功后就能公布測量結(jié)果嗎?
是否登頂成功后就能迅速公布測量結(jié)果,了解珠峰“身高”變化?專家表示否定。因?yàn)榈琼敎y量成功只意味著取得了一手的測量數(shù)據(jù),但并沒有得到珠峰的精確高程。
珠峰高程測量是多種技術(shù)手段的綜合應(yīng)用過程,涉及GNSS衛(wèi)星測量、雪深雷達(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)。最終公布的海拔高度,是對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的結(jié)果。
“在對數(shù)據(jù)分析、處理的基礎(chǔ)上,還要進(jìn)行理論研究、嚴(yán)密計(jì)算和反復(fù)驗(yàn)證,才能確定珠峰精確高程?!秉h亞民說。
此外,溫度、氣壓、折光環(huán)境等因素都會對測量產(chǎn)生影響,科學(xué)家需要通過復(fù)雜的計(jì)算消除誤差,得到精確的珠峰高程。這是一個系統(tǒng)工程,大概需要2到3個月時間。最后還要經(jīng)過一定的審核程序,才會得出珠峰的確切“身高”。
焦點(diǎn)五:測量結(jié)果有啥用?
珠峰高程測量的核心目標(biāo)是精確測定珠峰高度,測量成果可用于地球動力學(xué)板塊運(yùn)動等領(lǐng)域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風(fēng)速等數(shù)據(jù),將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供第一手資料。
黨亞民介紹,GNSS測量、水準(zhǔn)測量、重力測量的成果結(jié)合早期相關(guān)資料,不僅可以準(zhǔn)確地分析目前地殼運(yùn)動變化影響情況,同時也可為后續(xù)的似大地水準(zhǔn)面模型建立提供精確可靠的數(shù)據(jù)支持。精確的地面重力測量和航空重力測量成果可用于珠峰區(qū)域地球重力場模型的建立,以及地質(zhì)調(diào)查、地震、地殼運(yùn)動等問題的研究。
“這同時也是一項(xiàng)代表國家測繪科技發(fā)展水平的綜合性測繪工程。”李國鵬表示,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。
李國鵬說,不同時期以不同方式測量珠峰,以及對珠峰高程的多次測量,反映了人類對自然的求知探索精神,并成為人類了解和認(rèn)識地球的一個重要標(biāo)志。
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