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

8848.86米！測繪技術(shù)標定“地球之巔”新高度；這個是最新的測定珠峰高度8848.86米； 8848.86米——12月8日，國家主席習近平同尼泊爾總統(tǒng)班達里互致信函，共同宣布珠穆朗瑪峰高程。

早在2005年，中國公布的8844.43米就是經(jīng)過嚴密解算，最終獲取的當時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高程的精確解算進行的。

2020年12月8日，珠峰高程測量結(jié)果正式公布，珠穆朗瑪峰最新高程為8848.86米。很多人驚呼：珠峰長個了！這個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“長高”的背后是何原因？

據(jù)報道，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，以每年約0.4厘米的速度上升。

也就是說，10年間珠峰位移了約30厘米，上升了約4厘米。

專家表示，珠峰變高也不是說變得超乎大家的想象，屬于一個合理的范圍。

受地球板塊運動和地震等因素影響，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，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。

2005年，中國公布的8844.43米就是經(jīng)過嚴密解算，最終獲取的當時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高程的精確解算進行的。

專家指出，我們平時所說的高度，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。

如何精確測定珠峰高度

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舜沃榉鍦y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。“比如說，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，這無法準確核算。他舉了個例子：“為了把珠峰頂點的位置測準，我們每1秒采集一次基準站的數(shù)據(jù)，每次基準站的數(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站觀測數(shù)據(jù)，僅僅這塊的數(shù)據(jù)就很龐大了?！?/p>

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面。通過GNSS水準融合，獲得珠峰地區(qū)高精度似大地水準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性、可靠性、創(chuàng)新性明顯提高。

中科院院士、中國科學院精密測量科學與技術(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)大地水準面的精度，為高精度的珠峰高程測量提供歷史最好的海拔高程起算基準。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。

探秘測算背后的故事

央廣記者就此探訪了自然資源部國測一大隊和大地測量數(shù)據(jù)處理中心。

今年4月30日由自然資源部組織的2020珠峰高程測量活動正式啟動，但因天氣原因先后兩次沖頂未果，5月27日中午11點最終由8名隊員完成頂峰測量任務(wù)，此次珠峰高程測量實現(xiàn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次應(yīng)用，首次實測珠峰峰頂重力值等多項第一。自然資源部第一大地測量隊大隊長李國鵬介紹，此次測量中，雪深探測雷達、重力儀、超長距離測距儀等一大批國產(chǎn)現(xiàn)代測量設(shè)備紛紛亮相，尤其是在珠峰頂端承擔高精度定位任務(wù)的GNSS接收機，精度高，信號捕獲能力強，為精準獲得珠峰高度提供了有力保障。

李國鵬說，在以往的珠峰高程測量過程中，我們使用的大部分測量儀器設(shè)備都是國外進口的，但在這次珠峰高程測量里，國產(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。

1975年，我國首次將測量覘標矗立在珠峰之巔，并測量出珠峰的高程為8848.13米。2005年，我國測量隊對珠峰高程進行了復(fù)測，采用了傳統(tǒng)大地測量和衛(wèi)星測量結(jié)合的方式測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。自然資源部大地測量數(shù)據(jù)處理中心一室主任王文利介紹，對于珠峰的真實身高，巖石高度更為準確?！懊磕晏鞖獠灰粯?，雪的厚度可能不一樣，誰也測不準，下一場雪馬上就變了，但是底下的巖石面是固定不動的，這樣它是準確的。”

此次珠峰高程測量既采用了傳統(tǒng)測繪技術(shù)，也用到了綜合現(xiàn)代測繪技術(shù)，自然資源部大地測量數(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，測的東西更加可靠了。從測繪說，精度提高較大，說明我國整個大地測量的技術(shù)水平，具有國際的先進水平?！?/p>

此次珠峰高程測量的成果可用于地球動力學板塊運動等領(lǐng)域研究。精確的峰頂雪深、氣象和風速等數(shù)據(jù)，將為冰川監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境保護等方面的研究提供第一手資料。重力測量成果可用于珠峰地區(qū)區(qū)域地球重力場模型的建立和冰川變化、地震、地殼運動等問題的研究。

從1960年首次登頂珠峰，六十年來，中國幾代登山勇士們挑戰(zhàn)極限，追逐夢想。今年5月27日11點整，測量隊員登頂珠峰。對他們而言，這經(jīng)歷了絕無僅有的“三次沖頂”。

時間撥回到2020年5月18日。當天，在海拔6500米的營地，2020珠峰高程測量登山隊隊長次落召開攻頂動員會，公布攻頂隊員名單，12名勇士預(yù)計在5月22日登頂。作為自然資源部第一大地測量隊的隊員，王偉說，入選12人攻頂名單，他是唯一一名入選名單的專業(yè)測繪隊員。“當時心情很激動，因為要代表測繪隊員完成這個任務(wù)。大家付出這么多，最后讓我去登頂，很激動。但是很擔憂，當時就想著我們的儀器，因為在山上，在從（海拔）5200——6500之后，儀器全部是我來負責?！?/p>

和王偉一樣心里不踏實的，還有自然資源部第一大地測量隊的大隊長李國鵬，他也是2020珠峰高程測量前線總指揮。從4月30日正式啟動2020珠峰高程測量行動以來，大伙兒已經(jīng)在山上扎了半個多月，本來計劃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，隊伍被迫下撤，這才有了這回的“二次沖頂”。作為前線總指揮，李國鵬說，身上的擔子真不輕?！拔覀冞@一批人已經(jīng)進入40歲這個年齡了，身體各方面能不能扛下來，二三十歲的年輕隊員，能不能在各方面跟得上來，還是有點擔心?！?/p>

事情確實不順利。從5月20日開始，孟加拉灣特強氣旋風暴“安攀”撞擊上珠峰演化成了罕見的狂風和特大暴雪，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米營地的王偉，和隊友們吸著氧擠在帳篷里徹夜未眠。第二天早上起來時發(fā)現(xiàn)，積雪幾乎封住了帳篷的門。

王偉說：“第二天早上起來，帳篷外邊的雪基本上半米深。7點多就起床穿衣服了，我們還等著指揮部給我們命令上8300（米），等到11點多，修路隊員一直沒有修通，最后指揮部要求我們下撤，所有人都下撤到6500（米）營地待命?！?/p>

登山測量隊的第二次沖頂再次受挫，然而天氣預(yù)報顯示，當?shù)貜?月20日一直到6月5日，長達半個月內(nèi)都是中雪、大雪，已經(jīng)沒有了沖頂?shù)拇翱谄?。況且，受天氣所限，歷史上的珠峰測繪最多都是沖頂兩次，從沒有過“一而再，再而三”的情況。接下來怎么辦？宣告任務(wù)失?。窟€是創(chuàng)造新的機會？李國鵬說，最終大家達成一致——無懼風雪，堅決完成任務(wù)！“第三次嚴格來說不叫窗口期了，因為任務(wù)沒完成，我們創(chuàng)造了一個窗口期。這個創(chuàng)造靠著我們?nèi)鍌€指揮部的核心人員，頂著巨大的壓力做出一個判斷，有背水一戰(zhàn)的感覺。大家橫下一條心，集中少數(shù)力量來沖頂。選出8名沖頂隊員，最大的減少消耗，最大的減少所帶的物資，因為這是只能成功不能失敗的事情?！?/p>

5月24日，8名突擊隊員頂風冒雪，每人背著20多公斤重的儀器和裝備，開始第三次沖頂。6500、7028、7790、8300……一步一個腳印，5月27日11點，2020珠峰高程測量登山隊8名突擊隊員成功登頂珠峰，13點30分圓滿完成測量任務(wù)，150分鐘的珠峰停留時長創(chuàng)造了中國人的新紀錄！1975年5月27日，9名中國勇士成功登頂，我國向全世界宣告珠峰高程為8848.13米。45年后，中國人再次書寫了攀登者的新傳奇。