珠峰高程測(cè)量,要從黃海高程基準(zhǔn)算起
國(guó)測(cè)一大隊(duì)隊(duì)員在日喀則市定日縣曲當(dāng)鄉(xiāng)境內(nèi)用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)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(cè)?——專家解讀珠峰測(cè)高原理
新華社記者
日前,2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)公布沖頂隊(duì)員名單,何時(shí)登頂成輿論關(guān)注焦點(diǎn)。為人測(cè)身高,從腳量到頭頂即可;為世界最高峰測(cè)“身高”,如何確定“頭”和“腳”?如果說(shuō)登頂測(cè)量找到了珠峰的“頭”,那世界最高峰的“腳”又在哪里?記者近日采訪相關(guān)專家,解讀珠峰“身高”測(cè)量原理。
海拔從哪兒算?
中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)研究所所長(zhǎng)、2020珠峰高程測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長(zhǎng)黨亞民說(shuō),測(cè)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(xiàn)在它的起算面上。
“我國(guó)法定的高程起算面是黃海平均海平面,是根據(jù)青島大港驗(yàn)潮站1952年至1979年的驗(yàn)潮資料計(jì)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(duì)于黃海平均海平面的高差。因此可以說(shuō),我國(guó)為珠峰測(cè)“身高”要從黃海測(cè)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(guó)家的高程起算面并不相同。
國(guó)測(cè)一大隊(duì)隊(duì)員在日喀則市定日縣曲當(dāng)鄉(xiāng)境內(nèi)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)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(guó)各地,如同將其延伸到了大陸內(nèi)部一般。就算離海再遠(yuǎn),也能測(cè)出該地相對(duì)黃海平均海平面的高程。
“這場(chǎng)‘接力’需要運(yùn)用水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù),即用水準(zhǔn)儀等設(shè)備,測(cè)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。”黨亞民說(shuō)。
據(jù)了解,黃海之濱的青島觀象山設(shè)有“中華人民共和國(guó)水準(zhǔn)原點(diǎn)”,其高程是72.26米。全國(guó)所有地點(diǎn)的高程,都以該點(diǎn)為原點(diǎn),用水準(zhǔn)測(cè)量法一步步測(cè)出。
但此次測(cè)量從青島一路測(cè)到珠峰并不現(xiàn)實(shí)。黨亞民說(shuō),我國(guó)已通過(guò)早期的國(guó)家重大測(cè)繪專項(xiàng)建立了覆蓋全國(guó)的高程基準(zhǔn)。通俗來(lái)說(shuō),就是在全國(guó)布設(shè)了許多高程基準(zhǔn)點(diǎn),相當(dāng)于參照點(diǎn)。國(guó)家測(cè)繪專項(xiàng)把這些點(diǎn)的高程測(cè)出來(lái)后,以這些點(diǎn)為起算點(diǎn),測(cè)量更遙遠(yuǎn)的地方的高程就方便多了。
“珠峰高程測(cè)量通常選西藏日喀則市的高程基準(zhǔn)點(diǎn)作為起算點(diǎn)。”黨亞民說(shuō),這和以青島水準(zhǔn)原點(diǎn)為起算點(diǎn)結(jié)果是一樣的。
國(guó)測(cè)一大隊(duì)隊(duì)員在珠峰大本營(yíng)測(cè)試地面測(cè)量中使用的重力儀(5月3日攝)。新華社記者 晉美多吉 攝
衛(wèi)星定位測(cè)量結(jié)果并非以黃海為起算面
珠峰高程測(cè)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(zhǔn)測(cè)量。因此,測(cè)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(cè)量,測(cè)出珠峰海拔高度。
黨亞民說(shuō),以上是用傳統(tǒng)大地測(cè)量技術(shù)測(cè)高的過(guò)程。而2005年和此次珠峰高程測(cè)量均綜合運(yùn)用了多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術(shù),結(jié)果更精準(zhǔn)、可靠。多種結(jié)果的比對(duì)、檢核是個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,因此珠峰“身高”的數(shù)值并不會(huì)在登頂測(cè)量后立刻公布。
“衛(wèi)星大地測(cè)量技術(shù)獲得的是峰頂?shù)拇蟮馗?,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(guī)則的地球橢球體起算的高程?!秉h亞民說(shuō),隨著衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)廣泛應(yīng)用,許多國(guó)家在登山隊(duì)幫助下在峰頂用GNSS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量,簡(jiǎn)單計(jì)算后就宣稱獲得了最新的珠峰高程。
“這種方式獲得的高程只能認(rèn)定為科研成果,它忽視了將測(cè)量結(jié)果歸算到海拔起算面這個(gè)重要環(huán)節(jié)?!秉h亞民說(shuō)。
國(guó)測(cè)一大隊(duì)隊(duì)員在珠峰大本營(yíng)附近測(cè)試GNSS接收機(jī)設(shè)備(4月27日攝)。新華社記者 普布扎西 攝
大地水準(zhǔn)面確定:顯著提升高程測(cè)量精度
那么,如何將GNSS測(cè)定的大地高向海拔高程轉(zhuǎn)換?黨亞民介紹,這就需要用到現(xiàn)代大地測(cè)量的另一項(xiàng)技術(shù)——大地水準(zhǔn)面確定。他說(shuō),理解這種轉(zhuǎn)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(zhǔn)是我國(guó)法定的高程起算面,在這個(gè)面上重力作用處處相同。我們?cè)谥榉宓貐^(qū)進(jìn)行各種重力測(cè)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(zhǔn)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(zhǔn)面,在這個(gè)面上,海拔高程為0。
“科學(xué)家可以在珠峰地區(qū)建立一個(gè)大地水準(zhǔn)面數(shù)值模型,只要給出任意點(diǎn)坐標(biāo),就能知道大地水準(zhǔn)面與地球橢球體間的差值。GNSS測(cè)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(cè)量,填補(bǔ)了國(guó)際空白,是此次珠峰高程測(cè)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(cè)量,并在珠峰周邊地區(qū)加測(cè)了大量地面重力。這些密集的測(cè)量成果,可以顯著提升此次珠峰高程測(cè)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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