北斗珠峰“首秀” 国产设备主担纲——细数珠峰高程测量中的“黑科技”

仙仙

2020珠峰高程测量已进入登顶测量阶段，多项最新测量技术和设备大显身手。为人量身高，一把尺就够。为珠峰量“身高”，需要哪些“黑科技”？记者近日在海拔5200米的珠峰登山大本营采访测绘人员和专家，盘点此次测量中的技术亮点。


北斗卫星导航系统首次用于珠峰测高


此次珠峰测高将综合运用多种传统和现代测量技术。其中，全球导航卫星系统（GNSS）卫星测量是重要一环。在峰顶，GNSS接收机能通过卫星获取平面位置、峰顶雪面大地高等信息，而大地高与海拔之间有一定换算关系。




“2005年时，GNSS卫星测量主要依赖GPS系统。今年，我们将同时参考美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯和中国北斗这四大全球导航卫星系统，并且会以北斗的数据为主。”自然资源部第一大地测量队（以下简称国测一大队）队长李国鹏说。


李国鹏表示，这是北斗系统在珠峰高程测量项目中首次应用。登顶测量时，顶峰的GNSS接收机将依托北斗系统和珠峰地区以及外围的GNSS监测网联机同步观测，同时还可监测相关地区的地壳运动。




北斗是被联合国全球卫星导航系统国际委员会（ICG）认可的GNSS四大核心供应商之一，于2018年底建成北斗三号基本系统后开始提供全球服务。2020年3月，第54颗北斗导航卫星已成功发射并进入工作轨道。


“配合北斗系统使用的GNSS接收机也是国产，并且是国产设备中精度最高的设备。”李国鹏说，“能在世界最高峰的高程测量中应用北斗系统，是我们中国测绘人的骄傲。”


国产设备全面担纲本次测量任务


“此次测量任务中，大量装备国产化，无论是可靠性、精度等都比2005年有质的提高。”李国鹏介绍，由于珠峰高程测量在极端环境下进行，很多装备都需特别改装研制，尤其是在峰顶使用的装备，必须能在低温、低压、低氧环境下使用。为此，多家国内生产厂商与国测一大队共同研制了多类特殊测量设备。


“为了峰顶雪深雷达，我跑了快一年了。”此次测量项目协调柏华岗对记者说。


2005年，我国首先测得了珠峰顶峰的岩面高程和雪深数据，当时使用的雪深雷达为意大利设备。2019年，柏华岗着手调研新设备，要求此次使用的雪深雷达要同时获取位置信息和雪深数据，兼具卫星大地测量和雷达系统的功能。同时，设备必须轻便、易携带。多家国外企业无法研发，最终，一加国内厂商研发生产成功。




“顶峰雪深和岩面高程数据有各自不同的科研价值，二者再次分别测定，将为研究珠峰地区地质和气候变化提供更为精细的数据支撑。”柏华岗说。


此外，天顶仪、重力仪、峰顶觇标、用于三角交会测量的超长距离测距仪等均为国产仪器。我国最新的测绘基准体系建设成果也将应用于此次测量。


重力测量“上天”


据了解，此次测量将运用航空重力测量技术，提升测量精度。


李国鹏介绍，珠峰高程测量是多种技术手段的综合应用过程，涉及GNSS卫星测量、精密水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感、似大地水准面精化等多种传统和现代测量技术。最终公布的海拔高度，是对多种数据进行综合处理的结果。


重力测量即地球表面的重力加速度值，也是精确获取高程测量成果的要素之一，可以对高程测量结果进行有效改正。重力测量一般由测绘队员操作设备在地面进行。而今年增加的航空重力测量技术，即把一系列复杂的测量系统装在飞机上，使飞机能在空中进行连续测量，相当于把重力测量仪带上了天。




“人在地上测，只能测到一个点的数值，以这个点来代表周边一个区域的值。航空重力测量的是一个区域，相当于无数个点，这是对人在地面上测量的补充。”国测一大队队员、此次重力测量团队成员康胜军解释道。同时，飞机还可以到达一些人无法测量到的区域，填补西藏地区重力网建设的空白。（记者多吉占堆 边巴次仁 王沁鸥 魏玉坤 武思宇）