為啥一定要靠人登頂?測(cè)量意義何在?……聚焦2020珠峰高程測(cè)量五大焦點(diǎn)
2020珠峰高程測(cè)量已進(jìn)入登頂測(cè)量階段。這是時(shí)隔15年后,我國(guó)再次測(cè)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(cè)量?測(cè)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(cè)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(cè)量?
攀登珠峰是具有風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù),高程測(cè)量為什么不能通過(guò)測(cè)繪技術(shù)和高科技設(shè)備,必須要靠人來(lái)完成?相關(guān)測(cè)繪專(zhuān)家表示,目前的技術(shù)手段尚無(wú)法確保測(cè)量型無(wú)人機(jī)或機(jī)器人在峰頂作業(yè)。
自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)(國(guó)測(cè)一大隊(duì))副隊(duì)長(zhǎng)張慶濤說(shuō),早期的珠峰測(cè)繪多在無(wú)人登頂?shù)那闆r下進(jìn)行,傳統(tǒng)的交會(huì)測(cè)量和三角高程測(cè)量有可能出現(xiàn)偏差。
張慶濤說(shuō),珠峰峰頂并不是一個(gè)點(diǎn),而是一個(gè)20多平方米的平面。從山腳下的各觀測(cè)點(diǎn)瞄準(zhǔn)峰頂測(cè)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?cè)谏侥_下布設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)就能更精確地照準(zhǔn)峰頂?shù)臏y(cè)量目標(biāo),從而測(cè)得精確的角度和距離。”他說(shuō)。
中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院研究員、2020珠峰高程測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長(zhǎng)黨亞民表示,目前,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)測(cè)量峰頂高程的精度,遠(yuǎn)低于大地測(cè)量方法,而且只能測(cè)出雪頂?shù)母叱獭V榉甯叱虦y(cè)量將綜合運(yùn)用GNSS衛(wèi)星測(cè)量、雪深雷達(dá)測(cè)量、重力測(cè)量、天文測(cè)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(cè)量和覘標(biāo)等儀器都需要人攜帶至頂峰。
黨亞民說(shuō),珠峰峰頂大風(fēng)多,氣流不穩(wěn)定,氣溫低,測(cè)量型無(wú)人機(jī)目前尚無(wú)法在峰頂惡劣環(huán)境飛行。此外,目前為止還沒(méi)有使用機(jī)器人操作精密測(cè)量?jī)x器的先例,峰頂作業(yè)更無(wú)可能。
焦點(diǎn)二:專(zhuān)業(yè)人員如何開(kāi)展測(cè)繪?
此次測(cè)量有望實(shí)現(xiàn)我國(guó)專(zhuān)業(yè)測(cè)繪人員首次登頂珠峰測(cè)高,這將使測(cè)量數(shù)據(jù)更可靠、更具說(shuō)服力。
據(jù)了解,登頂后,測(cè)量隊(duì)員將首先啟動(dòng)冰雪探測(cè)雷達(dá)開(kāi)始觀測(cè),待雷達(dá)測(cè)量結(jié)束后豎立測(cè)量覘標(biāo),在覘標(biāo)頂部安裝GNSS天線進(jìn)行靜態(tài)觀測(cè),同時(shí)從地面6個(gè)交會(huì)點(diǎn)對(duì)峰頂覘標(biāo)進(jìn)行觀測(cè),測(cè)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(duì)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(zhuān)業(yè)測(cè)繪人員對(duì)GNSS接收機(jī)、雪深雷達(dá)、氣象測(cè)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?guó)測(cè)一大隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李國(guó)鵬說(shuō),“另外,珠峰頂峰缺氧、氣溫低,人若長(zhǎng)時(shí)間停留容易發(fā)生危險(xiǎn)。專(zhuān)業(yè)測(cè)繪人員操作儀器更熟練,可減少人員在頂峰停留時(shí)間?!?/p>
焦點(diǎn)三:將運(yùn)用哪些測(cè)量裝備?
此次珠峰測(cè)高,將綜合運(yùn)用多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)。其中,GNSS衛(wèi)星測(cè)量是重要一環(huán)。在峰頂,GNSS接收機(jī)能通過(guò)衛(wèi)星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息。
“2005年時(shí),GNSS衛(wèi)星測(cè)量主要依賴(lài)GPS系統(tǒng)。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)北斗這四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),并且會(huì)以北斗的數(shù)據(jù)為主。”李國(guó)鵬說(shuō)。
李國(guó)鵬表示,這是北斗系統(tǒng)在珠峰高程測(cè)量項(xiàng)目中首次應(yīng)用。登頂測(cè)量時(shí),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(cè)網(wǎng)聯(lián)機(jī)同步觀測(cè),同時(shí)還可監(jiān)測(cè)相關(guān)地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)。
“此次測(cè)量任務(wù)中,大量裝備國(guó)產(chǎn)化,可靠性、精度等都比2005年有質(zhì)的提高?!崩顕?guó)鵬說(shuō)。
2005年,我國(guó)首先測(cè)得了珠峰頂峰的巖面高程和雪深數(shù)據(jù),當(dāng)時(shí)使用的雪深雷達(dá)為進(jìn)口設(shè)備。今年珠峰高程測(cè)量將使用國(guó)產(chǎn)雪深雷達(dá),該設(shè)備能同時(shí)獲取位置信息和雪深數(shù)據(jù),兼具衛(wèi)星大地測(cè)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(huì)測(cè)量的超長(zhǎng)距離測(cè)距儀等均為國(guó)產(chǎn)儀器。我國(guó)最新的測(cè)繪基準(zhǔn)體系建設(shè)成果也應(yīng)用于此次測(cè)量。同時(shí),也將運(yùn)用航空重力測(cè)量技術(shù),提升測(cè)量精度。
焦點(diǎn)四:登頂成功后就能公布測(cè)量結(jié)果嗎?
是否登頂成功后就能迅速公布測(cè)量結(jié)果,了解珠峰“身高”變化?專(zhuān)家表示否定。因?yàn)榈琼敎y(cè)量成功只意味著取得了一手的測(cè)量數(shù)據(jù),但并沒(méi)有得到珠峰的精確高程。
珠峰高程測(cè)量是多種技術(shù)手段的綜合應(yīng)用過(guò)程,涉及GNSS衛(wèi)星測(cè)量、雪深雷達(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)。最終公布的海拔高度,是對(duì)多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的結(jié)果。
“在對(duì)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(shuō)。
此外,溫度、氣壓、折光環(huán)境等因素都會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響,科學(xué)家需要通過(guò)復(fù)雜的計(jì)算消除誤差,得到精確的珠峰高程。這是一個(gè)系統(tǒng)工程,大概需要2到3個(gè)月時(shí)間。最后還要經(jīng)過(guò)一定的審核程序,才會(huì)得出珠峰的確切“身高”。
焦點(diǎn)五:測(cè)量結(jié)果有啥用?
珠峰高程測(cè)量的核心目標(biāo)是精確測(cè)定珠峰高度,測(cè)量成果可用于地球動(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、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。
黨亞民介紹,GNSS測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、重力測(cè)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(dòng)變化影響情況,同時(shí)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(cè)量和航空重力測(cè)量成果可用于珠峰區(qū)域地球重力場(chǎng)模型的建立,以及地質(zhì)調(diào)查、地震、地殼運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題的研究。
“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?!崩顕?guó)鵬表示,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。
李國(guó)鵬說(shuō),不同時(shí)期以不同方式測(cè)量珠峰,以及對(duì)珠峰高程的多次測(cè)量,反映了人類(lèi)對(duì)自然的求知探索精神,并成為人類(lèi)了解和認(rèn)識(shí)地球的一個(gè)重要標(biāo)志。
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