地球之巔的科學(xué)工作

操秀英

2020年5月27日，2020珠峰高程測量登山隊成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰。他們在峰頂豎立覘標(biāo)，安裝GNSS天線，開展各項峰頂測量工作。圖為2020珠峰高程測量登山隊在峰頂合影留念。

2020珠峰高程測量登山隊正在向珠峰峰頂挺進。

上圖為1960年，登山隊隊員在海拔7000米以上的雪坡上前進（資料照片）。

下圖為2020年5月21日拍攝的2020珠峰高程測量登山隊員所使用的現(xiàn)代登山設(shè)備。 ■ 拉巴攝

左圖為2008年5月27日，登山隊員通過架設(shè)在海拔8700米珠峰第二臺階的“中國梯”向上攀登。右圖為2019年7月10日，1975年登頂珠峰的登山家桑珠與收藏在珠峰登山博物館的中國梯合影。

上圖為1960年6月7日，人類歷史上首次從北坡登頂珠峰的中國登山隊隊員王富洲（右）、貢布（中）與屈銀華三人凱旋拉薩后捧花合影（資料照片）。下圖為2017年7月12日，在紀念西藏登山隊成功登頂世界14座海拔8000米以上高峰10周年儀式上，隊員次仁多吉（中）、邊巴扎西（左）和洛則獲頒紀念獎杯。

珠峰大本營（無人機照片）。?

45年前，1975年5月27日，我國登山隊員登頂珠穆朗瑪峰，并首次測得珠峰8848.13米的巖面高度，2020年5月27日，珠峰高程測量登山隊再次站上地球之巔。

當(dāng)天11時，2020珠峰高程測量登山隊8名攻頂隊員次落、袁復(fù)棟、李富慶、普布頓珠、次仁多吉、次仁平措、次仁羅布、洛桑頓珠克服重重困難，成功從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂。登頂后經(jīng)過兩個多小時的艱苦努力，2020珠峰高程測量任務(wù)成功完成。

1 ? ? ?成功來之不易

5月6日，測量登山隊第一次出征沖頂，但由于北坳冰壁有流雪風(fēng)險而下撤;5月16日，測量登山隊第二次向頂峰發(fā)起突擊，但受氣旋風(fēng)暴“安攀”的影響，7790米以上區(qū)域積雪過深，不得不再次下撤。5月24日，測量登山隊再次從6500米營地出發(fā)，第三次向頂峰發(fā)起突擊，克服了大風(fēng)、降雪等障礙，一舉取得成功。

2 ? ? ?為何要排除萬難測珠峰？

此次珠峰高程測量工作技術(shù)咨詢專家之一、中國科學(xué)院院士、大地測量學(xué)家楊元喜委員告訴筆者，青藏高原受印度板塊與歐亞板塊碰撞，屬于全球變化劇烈地區(qū)之一，珠峰也處于整體隆起和漂移狀態(tài)?！盎卮鹬榉迓∑鸬木唧w量級一直是地球科學(xué)工作者關(guān)注的科學(xué)問題。近年來全球溫度升高，冰雪消融，整個環(huán)境變化都可能給青藏高原帶來影響，評估這種影響，也是測繪工作者的主要任務(wù)之一?！?/p>

“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(zhǔn)面精化等多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)，最終公布的海拔高程，是對多種數(shù)據(jù)進行綜合處理的結(jié)果?！眳⑴c此次珠峰測量的自然資源部第一大地測量隊副總工程師劉站科告訴筆者。

據(jù)了解，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。

此次，測量登山隊員在峰頂樹立起測量覘標(biāo)，使用GNSS接收機通過北斗衛(wèi)星進行高精度定位測量，使用雪深雷達探測儀探測了峰頂雪深，并使用重力儀進行了重力測量。

當(dāng)覘標(biāo)豎立在峰頂后，在珠峰周邊海拔5200米至海拔6000米的6個交會點，測量隊員開始同步開展峰頂交會測量和GNSS聯(lián)測，獲取珠峰高程測量數(shù)據(jù)。

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。

由于中國大地測量工作者的努力，整個青藏高原的重力異常和高程異常精度已經(jīng)與20年前不可同日而語。“這次又首次在北坡開展航空重力測量，填補了珠峰地區(qū)航空重力測量的空白。這次航空重力測量的面積達到了1.25萬平方公里，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量提供了歷史最好的海拔高程起算基準(zhǔn)。”楊元喜說。

除了重力測量外，航空遙感數(shù)據(jù)能夠獲得大范圍、高精度的珠峰及周邊區(qū)域三維地形測量結(jié)果，如同拍攝一張上億像素的珠峰全景高清大圖。

據(jù)楊元喜介紹，中國移動在珠峰6500米前進營地建設(shè)開通的5G基站，為此次珠峰高程測量提供了有力的數(shù)據(jù)傳輸保障。通過5G實時數(shù)據(jù)傳輸，測量隊員測得的北斗衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和GPS觀測數(shù)據(jù)可實時傳輸?shù)轿靼灿嬎阒行暮捅本z核計算中心，利用我國建立的國際GNSS監(jiān)測服務(wù)系統(tǒng)（iGMAS）提供的北斗精密軌道和衛(wèi)星鐘差，可以進行珠峰測量點的精密單點定位（PPP）計算，快速以厘米級精度，實時檢查珠峰高程測量的數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，減少測量失誤造成的重測或返工，可顯著提高這次珠峰測量的可靠性。

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)。

據(jù)悉，峰頂測量完成后，對觀測數(shù)據(jù)進行聯(lián)合處理，才能獲得珠峰高程最終數(shù)據(jù)。楊元喜強調(diào)，除了關(guān)鍵的峰頂測量數(shù)據(jù)，此次珠峰高程測量同時還在珠峰地區(qū)觀測了大量的用于海拔高程“基準(zhǔn)傳遞”的測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括多期GNSS控制網(wǎng)測量、水準(zhǔn)測量和重力測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可為地球科學(xué)工作者研究青藏地區(qū)板塊運動、環(huán)境變化等提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

此外，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)境保護等方面的研究提供第一手資料。