珠峰高程測量,要從黃海高程基準算起
國測一大隊隊員在日喀則市定日縣曲當鄉境內用電子水準儀進(jìn)行水準測量(4月18日攝)。新華社記者 孫非 攝
新華社珠峰大本營(yíng)5月19日電 題:珠峰“身高”從黃海測?——專(zhuān)家解讀珠峰測高原理
新華社記者
日前,2020珠峰高程測量登山隊公布沖頂隊員名單,何時(shí)登頂成輿論關(guān)注焦點(diǎn)。為人測身高,從腳量到頭頂即可;為世界最高峰測“身高”,如何確定“頭”和“腳”?如果說(shuō)登頂測量找到了珠峰的“頭”,那世界最高峰的“腳”又在哪里?記者近日采訪(fǎng)相關(guān)專(zhuān)家,解讀珠峰“身高”測量原理。
海拔從哪兒算?
中國測繪科學(xué)研究院大地測量與地球動(dòng)力學(xué)研究所所長(cháng)、2020珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調組組長(cháng)黨亞民說(shuō),測繪術(shù)語(yǔ)中的“高程”可理解為通常所說(shuō)的“海拔高程”,其特殊性體現在它的起算面上。
“我國法定的高程起算面是黃海平均海平面,是根據青島大港驗潮站1952年至1979年的驗潮資料計算確定的?!秉h亞民說(shuō),通俗來(lái)講,珠峰高程就是峰頂相對于黃海平均海平面的高差。因此可以說(shuō),我國為珠峰測“身高”要從黃海測起。
黨亞民表示,受風(fēng)、洋流、重力、氣溫等因素的影響,全球各地的海平面不是一個(gè)平面,每個(gè)國家的高程起算面并不相同。
國測一大隊隊員在日喀則市定日縣曲當鄉境內進(jìn)行水準測量(4月18日攝)。新華社記者 孫非 攝
從青島開(kāi)始的“接力”
珠峰的“腳”找到了,如何將其與峰頂聯(lián)系起來(lái)?黨亞民說(shuō),黃海的平均海平面可以通過(guò)一場(chǎng)“接力”傳遞到全國各地,如同將其延伸到了大陸內部一般。就算離海再遠,也能測出該地相對黃海平均海平面的高程。
“這場(chǎng)‘接力’需要運用水準測量技術(shù),即用水準儀等設備,測出一個(gè)已知點(diǎn)和一個(gè)未知點(diǎn)間的高差,再利用已知點(diǎn)高程加上高差,就可以得出未知點(diǎn)的高程?!秉h亞民說(shuō)。
據了解,黃海之濱的青島觀(guān)象山設有“中華人民共和國水準原點(diǎn)”,其高程是72.26米。全國所有地點(diǎn)的高程,都以該點(diǎn)為原點(diǎn),用水準測量法一步步測出。
但此次測量從青島一路測到珠峰并不現實(shí)。黨亞民說(shuō),我國已通過(guò)早期的國家重大測繪專(zhuān)項建立了覆蓋全國的高程基準。通俗來(lái)說(shuō),就是在全國布設了許多高程基準點(diǎn),相當于參照點(diǎn)。國家測繪專(zhuān)項把這些點(diǎn)的高程測出來(lái)后,以這些點(diǎn)為起算點(diǎn),測量更遙遠的地方的高程就方便多了。
“珠峰高程測量通常選西藏日喀則市的高程基準點(diǎn)作為起算點(diǎn)?!秉h亞民說(shuō),這和以青島水準原點(diǎn)為起算點(diǎn)結果是一樣的。
國測一大隊隊員在珠峰大本營(yíng)測試地面測量中使用的重力儀(5月3日攝)。新華社記者 晉美多吉 攝
衛星定位測量結果并非以黃海為起算面
珠峰高程測量從日喀則起步,一步步向峰頂進(jìn)行。而山體上環(huán)境惡劣,不再適用水準測量。因此,測繪人員會(huì )在海拔6000米左右確定若干交會(huì )點(diǎn),再在這些點(diǎn)上通過(guò)三角高程交會(huì )測量,測出珠峰海拔高度。
黨亞民說(shuō),以上是用傳統大地測量技術(shù)測高的過(guò)程。而2005年和此次珠峰高程測量均綜合運用了多種傳統和現代技術(shù),結果更精準、可靠。多種結果的比對、檢核是個(gè)長(cháng)期過(guò)程,因此珠峰“身高”的數值并不會(huì )在登頂測量后立刻公布。
“衛星大地測量技術(shù)獲得的是峰頂的大地高,這不是以黃海平均海平面作為起算面的海拔高程,而是從規則的地球橢球體起算的高程?!秉h亞民說(shuō),隨著(zhù)衛星導航定位技術(shù)廣泛應用,許多國家在登山隊幫助下在峰頂用GNSS接收機進(jìn)行測量,簡(jiǎn)單計算后就宣稱(chēng)獲得了最新的珠峰高程。
“這種方式獲得的高程只能認定為科研成果,它忽視了將測量結果歸算到海拔起算面這個(gè)重要環(huán)節?!秉h亞民說(shuō)。
國測一大隊隊員在珠峰大本營(yíng)附近測試GNSS接收機設備(4月27日攝)。新華社記者 普布扎西 攝
大地水準面確定:顯著(zhù)提升高程測量精度
那么,如何將GNSS測定的大地高向海拔高程轉換?黨亞民介紹,這就需要用到現代大地測量的另一項技術(shù)——大地水準面確定。他說(shuō),理解這種轉化仍可從起算面入手。大地高的起算面——地球橢球體,與海拔起算面的關(guān)系是什么?
“黃海高程基準是我國法定的高程起算面,在這個(gè)面上重力作用處處相同。我們在珠峰地區進(jìn)行各種重力測量,就可以找到許多與這個(gè)面重力作用相同的點(diǎn),這些點(diǎn)就是黃海高程基準在珠峰的延伸。這是找到珠峰真正的‘腳’的又一種方法?!秉h亞民說(shuō),這些點(diǎn)組成的面叫大地水準面,在這個(gè)面上,海拔高程為0。
“科學(xué)家可以在珠峰地區建立一個(gè)大地水準面數值模型,只要給出任意點(diǎn)坐標,就能知道大地水準面與地球橢球體間的差值。GNSS測定的大地高減去這個(gè)差值,就是珠峰的海拔高程?!秉h亞民說(shuō)。
黨亞民介紹,今年在珠峰北坡開(kāi)展了密集的高精度航空重力測量,填補了國際空白,是此次珠峰高程測量的重大技術(shù)突破。此外,今年還將首次開(kāi)展峰頂重力測量,并在珠峰周邊地區加測了大量地面重力。這些密集的測量成果,可以顯著(zhù)提升此次珠峰高程測量起算面的精度。
來(lái)源 新華社 | 作者 孫非 多吉占堆 邊巴次仁 王沁鷗 魏玉坤 武思宇 普布扎西
編輯 黃品超
流程編輯 劉偉利
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