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珠峰“身高”从黄海测? 专家解读珠峰测高原理

来源:皖北晨刊 2020-05-27 16:31   /

为人测身高,从脚量到头顶即可;为世界最高峰测“身高”,如何确定“头”和“脚”?如果说登顶测量找到了珠峰的“头”,那世界最高峰的“脚”又在哪里?相关专家,解读珠峰“身高”测量原理。

海拔从哪儿算?

中国测绘科学研究院大地测量与地球动力学研究所所长、2020珠峰高程测量技术协调组组长党亚民说,测绘术语中的“高程”可理解为通常所说的“海拔高程”,其特殊性体现在它的起算面上。

“我国法定的高程起算面是黄海平均海平面,是根据青岛大港验潮站1952年至1979年的验潮资料计算确定的。”党亚民说,通俗来讲,珠峰高程就是峰顶相对于黄海平均海平面的高差。因此可以说,我国为珠峰测“身高”要从黄海测起。

党亚民表示,受风、洋流、重力、气温等因素的影响,全球各地的海平面不是一个平面,每个国家的高程起算面并不相同。

从青岛开始的“接力”

珠峰的“脚”找到了,如何将其与峰顶联系起来?党亚民说,黄海的平均海平面可以通过一场“接力”传递到全国各地,如同将其延伸到了大陆内部一般。就算离海再远,也能测出该地相对黄海平均海平面的高程。

“这场‘接力’需要运用水准测量技术,即用水准仪等设备,测出一个已知点和一个未知点间的高差,再利用已知点高程加上高差,就可以得出未知点的高程。”党亚民说。

据了解,黄海之滨的青岛观象山设有“中华人民共和国水准原点”,其高程是72.26米。全国所有地点的高程,都以该点为原点,用水准测量法一步步测出。

但此次测量从青岛一路测到珠峰并不现实。党亚民说,我国已通过早期的国家重大测绘专项建立了覆盖全国的高程基准。通俗来说,就是在全国布设了许多高程基准点,相当于参照点。国家测绘专项把这些点的高程测出来后,以这些点为起算点,测量更遥远的地方的高程就方便多了。“珠峰高程测量通常选西藏日喀则市的高程基准点作为起算点。”党亚民说,这和以青岛水准原点为起算点结果是一样的。

卫星定位测量结果并非以黄海为起算面

珠峰高程测量从日喀则起步,一步步向峰顶进行。而山体上环境恶劣,不再适用水准测量。因此,测绘人员会在海拔6000米左右确定若干交会点,再在这些点上通过三角高程交会测量,测出珠峰海拔高度。

党亚民说,以上是用传统大地测量技术测高的过程。而2005年和此次珠峰高程测量均综合运用了多种传统和现代技术,结果更精准、可靠。多种结果的比对、检核是个长期过程,因此珠峰“身高”的数值并不会在登顶测量后立刻公布。“卫星大地测量技术获得的是峰顶的大地高,这不是以黄海平均海平面作为起算面的海拔高程,而是从规则的地球椭球体起算的高程。”党亚民说,随着卫星导航定位技术广泛应用,许多国家在登山队帮助下在峰顶用GNSS接收机进行测量,简单计算后就宣称获得了最新的珠峰高程。“这种方式获得的高程只能认定为科研成果,它忽视了将测量结果归算到海拔起算面这个重要环节。”党亚民说。

大地水准面确定:显著提升高程测量精度

那么,如何将GNSS测定的大地高向海拔高程转换?党亚民介绍,这就需要用到现代大地测量的另一项技术——大地水准面确定。他说,理解这种转化仍可从起算面入手。大地高的起算面——地球椭球体,与海拔起算面的关系是什么?

“黄海高程基准是我国法定的高程起算面,在这个面上重力作用处处相同。我们在珠峰地区进行各种重力测量,就可以找到许多与这个面重力作用相同的点,这些点就是黄海高程基准在珠峰的延伸。这是找到珠峰真正的‘脚’的又一种方法。”党亚民说,这些点组成的面叫大地水准面,在这个面上,海拔高程为0。

“科学家可以在珠峰地区建立一个大地水准面数值模型,只要给出任意点坐标,就能知道大地水准面与地球椭球体间的差值。GNSS测定的大地高减去这个差值,就是珠峰的海拔高程。”党亚民说。

党亚民介绍,今年在珠峰北坡开展了密集的高精度航空重力测量,填补了国际空白,是此次珠峰高程测量的重大技术突破。此外,今年还将首次开展峰顶重力测量,并在珠峰周边地区加测了大量地面重力。这些密集的测量成果,可以显著提升此次珠峰高程测量起算面的精度。据新华社

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