8848.86米！珠峰新高程公布 GNSS衛(wèi)星測(cè)量、冰雪探測(cè)雷達(dá)測(cè)量、重力測(cè)量、衛(wèi)星遙感多種技術(shù)應(yīng)用

8848.86米！測(cè)繪技術(shù)標(biāo)定“地球之巔”新高度；這個(gè)是最新的測(cè)定珠峰高度8848.86米； 8848.86米——12月8日，國(guó)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(guó)公布的8844.43米就是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密解算，最終獲取的當(dāng)時(shí)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(gè)高程的精確解算進(jìn)行的。

2020年12月8日，珠峰高程測(cè)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(zhǎng)個(gè)了！這個(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)高”的背后是何原因？

據(jù)報(bào)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(dòng)，以每年約0.4厘米的速度上升。

也就是說(shuō)，10年間珠峰位移了約30厘米，上升了約4厘米。

專(zhuān)家表示，珠峰變高也不是說(shuō)變得超乎大家的想象，屬于一個(gè)合理的范圍。

受地球板塊運(yùn)動(dòng)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(gè)，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(gè)。

2005年，中國(guó)公布的8844.43米就是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密解算，最終獲取的當(dāng)時(shí)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(gè)高程的精確解算進(jìn)行的。

專(zhuān)家指出，我們平時(shí)所說(shuō)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(cè)定珠峰高度

眾所周知，珠峰高程測(cè)量的核心是精確測(cè)定珠峰高度，這同時(shí)也是一項(xiàng)代表國(guó)家測(cè)繪科技發(fā)展水平的綜合性測(cè)繪工程。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)珠峰高程測(cè)量經(jīng)歷了從傳統(tǒng)大地測(cè)量技術(shù)到綜合現(xiàn)代大地測(cè)量技術(shù)的轉(zhuǎn)變。每次珠峰測(cè)量，都體現(xiàn)了我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的不斷進(jìn)步，彰顯了我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的最高水平。

2020珠峰高程測(cè)量綜合應(yīng)用了多種技術(shù)手段，包括GNSS衛(wèi)星測(cè)量、冰雪探測(cè)雷達(dá)測(cè)量、重力測(cè)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(cè)量技術(shù)。2005年珠峰高程測(cè)量時(shí)，GNSS衛(wèi)星測(cè)量主要依賴(lài)GPS系統(tǒng)，而今年的珠峰高程測(cè)量行動(dòng)將同時(shí)參考美國(guó)GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國(guó)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(cè)量運(yùn)用航空重力測(cè)量技術(shù)，提升了測(cè)量精度。這也是人類(lèi)首次在珠峰峰頂開(kāi)展重力測(cè)量。特別值得一提的是，此次任務(wù)中應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)北斗衛(wèi)星定位接收機(jī)、峰頂重力測(cè)量?jī)x、雪深雷達(dá)、航空重力儀等核心裝備，都由我國(guó)自主研發(fā)。

2020年5月27日，珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)再次站上地球之巔。峰頂測(cè)量完成后，對(duì)觀測(cè)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(yùn)動(dòng)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(xiàng)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(cè)量數(shù)據(jù)處理任務(wù)的自然資源部大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜說(shuō)，他已是第三次參與珠峰高程的計(jì)算工作。

郭春喜介紹道，從去年開(kāi)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(xiě)、數(shù)據(jù)模型建立、軟件編程測(cè)試、數(shù)據(jù)比對(duì)分析與驗(yàn)證等工作。

郭春喜說(shuō)，相比于2005年的珠峰高程測(cè)量，此次數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)種類(lèi)更多，數(shù)據(jù)量更大?！氨热缯f(shuō)，今年在峰頂進(jìn)行了一萬(wàn)多平方公里的航空重力測(cè)量，以前，GNSS衛(wèi)星測(cè)量主要依賴(lài)GPS，今年，我們同時(shí)參考美國(guó)GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國(guó)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?！?/p>

一共處理多少數(shù)據(jù)？郭春喜坦言，這無(wú)法準(zhǔn)確核算。他舉了個(gè)例子：“為了把珠峰頂點(diǎn)的位置測(cè)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(cè)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(kāi)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(lái)，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(gè)GNSS點(diǎn)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(gè)不同等級(jí)重力點(diǎn)數(shù)據(jù)、6個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及重力似大地水準(zhǔn)面確定、峰頂冰雪探測(cè)雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)處理等等?！惫合舱f(shuō)。

如何用這些數(shù)據(jù)計(jì)算出珠峰的“身高”？

郭春喜介紹道，首先，利用GNSS測(cè)量、三角測(cè)量、三角高程測(cè)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(cè)網(wǎng)的平面位置與大地高。

然后，利用精密水準(zhǔn)測(cè)量與測(cè)距高程導(dǎo)線(xiàn)獲取各級(jí)GNSS控制網(wǎng)點(diǎn)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(lái)加密重力測(cè)量數(shù)據(jù)、本次新測(cè)的航空重力數(shù)據(jù)、國(guó)內(nèi)外超高階重力場(chǎng)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(guò)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(guò)推算得到峰頂?shù)椒宓椎钠骄亓εc平均正常重力，然后通過(guò)嚴(yán)密正常高與正高轉(zhuǎn)換，獲得珠峰頂?shù)难┟嬲撸ê０胃撸?，利用冰雪厚度雷達(dá)測(cè)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(cè)量的科學(xué)性、可靠性、創(chuàng)新性明顯提高。

中科院院士、中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)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(diǎn)重力測(cè)量和北坡1.25萬(wàn)平方公里的航空重力測(cè)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(cè)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(cè)量的精度將達(dá)“史上最高”。

此次對(duì)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(cè)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(hù)、地質(zhì)調(diào)查、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、地形測(cè)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(guó)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系維護(hù)與更新奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為服務(wù)自然資源管理提供基礎(chǔ)測(cè)繪保障。

探秘測(cè)算背后的故事

央廣記者就此探訪(fǎng)了自然資源部國(guó)測(cè)一大隊(duì)和大地測(cè)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(cè)量活動(dòng)正式啟動(dòng)，但因天氣原因先后兩次沖頂未果，5月27日中午11點(diǎn)最終由8名隊(duì)員完成頂峰測(cè)量任務(wù)，此次珠峰高程測(cè)量實(shí)現(xiàn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次應(yīng)用，首次實(shí)測(cè)珠峰峰頂重力值等多項(xiàng)第一。自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)大隊(duì)長(zhǎng)李國(guó)鵬介紹，此次測(cè)量中，雪深探測(cè)雷達(dá)、重力儀、超長(zhǎng)距離測(cè)距儀等一大批國(guó)產(chǎn)現(xiàn)代測(cè)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(jī)，精度高，信號(hào)捕獲能力強(qiáng)，為精準(zhǔn)獲得珠峰高度提供了有力保障。

李國(guó)鵬說(shuō)，在以往的珠峰高程測(cè)量過(guò)程中，我們使用的大部分測(cè)量?jī)x器設(shè)備都是國(guó)外進(jìn)口的，但在這次珠峰高程測(cè)量里，國(guó)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(yàn)。

1975年，我國(guó)首次將測(cè)量覘標(biāo)矗立在珠峰之巔，并測(cè)量出珠峰的高程為8848.13米。2005年，我國(guó)測(cè)量隊(duì)對(duì)珠峰高程進(jìn)行了復(fù)測(cè)，采用了傳統(tǒng)大地測(cè)量和衛(wèi)星測(cè)量結(jié)合的方式測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)處理中心一室主任王文利介紹，對(duì)于珠峰的真實(shí)身高，巖石高度更為準(zhǔn)確?！懊磕晏鞖獠灰粯?，雪的厚度可能不一樣，誰(shuí)也測(cè)不準(zhǔn)，下一場(chǎng)雪馬上就變了，但是底下的巖石面是固定不動(dòng)的，這樣它是準(zhǔn)確的。”

此次珠峰高程測(cè)量既采用了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，也用到了綜合現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)，自然資源部大地測(cè)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(shí)效性都較以往有較大程度提升?！拔覀兊臄?shù)據(jù)量增多了，測(cè)的東西更加可靠了。從測(cè)繪說(shuō)，精度提高較大，說(shuō)明我國(guó)整個(gè)大地測(cè)量的技術(shù)水平，具有國(guó)際的先進(jìn)水平。”

此次珠峰高程測(cè)量的成果可用于地球動(dòng)力學(xué)板塊運(yùn)動(dòng)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(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供第一手資料。重力測(cè)量成果可用于珠峰地區(qū)區(qū)域地球重力場(chǎng)模型的建立和冰川變化、地震、地殼運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題的研究。

從1960年首次登頂珠峰，六十年來(lái)，中國(guó)幾代登山勇士們挑戰(zhàn)極限，追逐夢(mèng)想。今年5月27日11點(diǎn)整，測(cè)量隊(duì)員登頂珠峰。對(duì)他們而言，這經(jīng)歷了絕無(wú)僅有的“三次沖頂”。

時(shí)間撥回到2020年5月18日。當(dāng)天，在海拔6500米的營(yíng)地，2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)次落召開(kāi)攻頂動(dòng)員會(huì)，公布攻頂隊(duì)員名單，12名勇士預(yù)計(jì)在5月22日登頂。作為自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)的隊(duì)員，王偉說(shuō)，入選12人攻頂名單，他是唯一一名入選名單的專(zhuān)業(yè)測(cè)繪隊(duì)員?！爱?dāng)時(shí)心情很激動(dòng)，因?yàn)橐頊y(cè)繪隊(duì)員完成這個(gè)任務(wù)。大家付出這么多，最后讓我去登頂，很激動(dòng)。但是很擔(dān)憂(yōu)，當(dāng)時(shí)就想著我們的儀器，因?yàn)樵谏缴?，在從（海拔?200——6500之后，儀器全部是我來(lái)負(fù)責(zé)?！?/p>

和王偉一樣心里不踏實(shí)的，還有自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)的大隊(duì)長(zhǎng)李國(guó)鵬，他也是2020珠峰高程測(cè)量前線(xiàn)總指揮。從4月30日正式啟動(dòng)2020珠峰高程測(cè)量行動(dòng)以來(lái)，大伙兒已經(jīng)在山上扎了半個(gè)多月，本來(lái)計(jì)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(duì)伍被迫下撤，這才有了這回的“二次沖頂”。作為前線(xiàn)總指揮，李國(guó)鵬說(shuō)，身上的擔(dān)子真不輕?！拔覀冞@一批人已經(jīng)進(jìn)入40歲這個(gè)年齡了，身體各方面能不能扛下來(lái)，二三十歲的年輕隊(duì)員，能不能在各方面跟得上來(lái)，還是有點(diǎn)擔(dān)心。”

事情確實(shí)不順利。從5月20日開(kāi)始，孟加拉灣特強(qiáng)氣旋風(fēng)暴“安攀”撞擊上珠峰演化成了罕見(jiàn)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(yíng)地的王偉，和隊(duì)友們吸著氧擠在帳篷里徹夜未眠。第二天早上起來(lái)時(shí)發(fā)現(xiàn)，積雪幾乎封住了帳篷的門(mén)。

王偉說(shuō)：“第二天早上起來(lái)，帳篷外邊的雪基本上半米深。7點(diǎn)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(diǎn)多，修路隊(duì)員一直沒(méi)有修通，最后指揮部要求我們下撤，所有人都下撤到6500（米）營(yíng)地待命。”

登山測(cè)量隊(duì)的第二次沖頂再次受挫，然而天氣預(yù)報(bào)顯示，當(dāng)?shù)貜?月20日一直到6月5日，長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月內(nèi)都是中雪、大雪，已經(jīng)沒(méi)有了沖頂?shù)拇翱谄?。況且，受天氣所限，歷史上的珠峰測(cè)繪最多都是沖頂兩次，從沒(méi)有過(guò)“一而再，再而三”的情況。接下來(lái)怎么辦？宣告任務(wù)失敗？還是創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)？李國(guó)鵬說(shuō)，最終大家達(dá)成一致——無(wú)懼風(fēng)雪，堅(jiān)決完成任務(wù)！“第三次嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不叫窗口期了，因?yàn)槿蝿?wù)沒(méi)完成，我們創(chuàng)造了一個(gè)窗口期。這個(gè)創(chuàng)造靠著我們?nèi)鍌€(gè)指揮部的核心人員，頂著巨大的壓力做出一個(gè)判斷，有背水一戰(zhàn)的感覺(jué)。大家橫下一條心，集中少數(shù)力量來(lái)沖頂。選出8名沖頂隊(duì)員，最大的減少消耗，最大的減少所帶的物資，因?yàn)檫@是只能成功不能失敗的事情。”

5月24日，8名突擊隊(duì)員頂風(fēng)冒雪，每人背著20多公斤重的儀器和裝備，開(kāi)始第三次沖頂。6500、7028、7790、8300……一步一個(gè)腳印，5月27日11點(diǎn)，2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)8名突擊隊(duì)員成功登頂珠峰，13點(diǎn)30分圓滿(mǎn)完成測(cè)量任務(wù)，150分鐘的珠峰停留時(shí)長(zhǎng)創(chuàng)造了中國(guó)人的新紀(jì)錄！1975年5月27日，9名中國(guó)勇士成功登頂，我國(guó)向全世界宣告珠峰高程為8848.13米。45年后，中國(guó)人再次書(shū)寫(xiě)了攀登者的新傳奇。