原標(biāo)題：珠峰“新身高”是怎么測(cè)出來(lái)的,？

昨日，中國(guó)和尼泊爾聯(lián)合公布珠峰“新身高”——8848.86米,。

珠峰高程測(cè)量的核心,，就是精確測(cè)定珠穆朗瑪峰高度，這同時(shí)也是一項(xiàng)代表國(guó)家測(cè)繪科技發(fā)展水平的綜合性測(cè)繪工程,。

今年4月30日,，2020珠峰高程測(cè)量正式啟動(dòng)，最終于5月27日成功登頂完成測(cè)量,。這是繼2005年公布8844.43米的珠峰峰頂巖石面海拔高程后,，我國(guó)時(shí)隔15年再測(cè)世界最高峰。

為什么要重新測(cè)量珠峰,？珠峰的“身高”是怎么測(cè)的,？又是怎么算的？測(cè)算結(jié)果有什么用……新京報(bào)記者就與珠峰新“身高”相關(guān)的六個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題,，采訪了負(fù)責(zé)珠峰高程解算的自然資源部大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜,、自然資源部中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院研究員黨亞民與副研究員蔣濤，揭秘如何為珠峰測(cè)量計(jì)算“身高”,。

揭秘1為何重測(cè)珠峰“身高”,？

珠峰高度并非一成不變

珠穆朗瑪峰位于喜馬拉雅山脈中段，矗立在中國(guó)與尼泊爾的邊境線上,，北部在中國(guó)境內(nèi),，南部在尼泊爾境內(nèi),，是世界最高山峰，素有“世界第三極”之稱,。

2020珠峰高程測(cè)量前，我國(guó)測(cè)繪工作者已對(duì)珠峰進(jìn)行過(guò)6次大規(guī)模的測(cè)繪和科考,。1975年我國(guó)首次將測(cè)量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔,，并精確測(cè)得珠峰海拔高程為8848.13米。2005年珠峰測(cè)量,，獲得珠穆朗瑪峰峰頂巖石面海拔高程8844.43米,。

但珠峰的高度并不是一成不變的。

“大約從三千八百萬(wàn)年前開始,，由于印度次大陸與亞洲大陸的碰撞,，喜馬拉雅山從一片汪洋大海中逐漸升起。喜馬拉雅山達(dá)到現(xiàn)在的高度,，是最近四百萬(wàn)年以來(lái)快速上升的結(jié)果,，珠穆朗瑪峰就是在這一上升過(guò)程中上升得最快的山峰?！弊匀毁Y源部中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院研究員黨亞民介紹說(shuō),，由于歐亞板塊與印度洋板塊的碰撞，到現(xiàn)在為止,，珠穆朗瑪峰整體趨勢(shì)還是在持續(xù)上升,。

“但遇到大的地震，珠穆朗瑪峰也會(huì)突然下降,，例如1934年尼泊爾一次大地震,，珠峰高度一下子降低了60多厘米?！睋?jù)黨亞民介紹,，一般在三種情況下，就需要對(duì)珠峰高程重新測(cè)量,。

第一種情況是,，當(dāng)珠峰高度緩慢變化積累到一定程度，就需要重新測(cè)量珠峰高度,。第二種是如果在離珠峰較近的地方發(fā)生大地震,，認(rèn)為地震對(duì)珠峰高度影響明顯，也需要重新測(cè)量珠峰高度,。第三種情況是,，當(dāng)珠峰高程測(cè)量技術(shù)有了一個(gè)大的飛躍，新技術(shù)可以明顯提升珠峰測(cè)量精度,，也需要重新測(cè)量珠峰高度,。

揭秘2珠峰高程怎么測(cè),？

首先要確定測(cè)量的起算面

要給珠峰量“身高”，首先要確定測(cè)量的起算面,。

我們平時(shí)說(shuō)的高度,，一般是指某物高出地面多少，而高程是指某物基于平均海水面的高度,。

我國(guó)從1988年1月1日開始采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn),，起算點(diǎn)位于青島觀象山上的水準(zhǔn)原點(diǎn)。以水準(zhǔn)原點(diǎn)為起算點(diǎn),，利用精密水準(zhǔn)測(cè)量原理,，我國(guó)已建立覆蓋全國(guó)的國(guó)家高程基準(zhǔn)網(wǎng)。

這次珠峰高程測(cè)量,，測(cè)量隊(duì)員便是從珠峰地區(qū)的日喀則一等水準(zhǔn)點(diǎn)起測(cè),，將高程傳遞至珠峰腳下的6個(gè)交會(huì)點(diǎn)。在交會(huì)點(diǎn),，測(cè)量隊(duì)員要在登頂測(cè)量隊(duì)員架設(shè)好測(cè)量覘標(biāo)后,，同時(shí)開始三角高程測(cè)量和交會(huì)測(cè)量。

登頂隊(duì)員首先需要在峰頂架設(shè)測(cè)量覘標(biāo),，同時(shí)架設(shè)GNSS接收設(shè)備,，在珠峰峰頂接收包括我國(guó)自主建立的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)，獲得峰頂幾何位置GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù),。

此外,，登頂隊(duì)員要在峰頂開展重力測(cè)量，結(jié)合外圍開展的珠峰周邊的重力測(cè)量和航空重力測(cè)量,，為珠峰區(qū)域重力場(chǎng)模型構(gòu)建和似大地水準(zhǔn)面精化提供重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),。為準(zhǔn)確測(cè)定珠峰峰頂巖石面高程，登頂隊(duì)員還需要在峰頂利用冰雪探測(cè)雷達(dá)設(shè)備,，對(duì)冰雪層厚度進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè),。

因此，珠峰高程測(cè)量,，是一項(xiàng)采用了多種測(cè)量技術(shù)的綜合性測(cè)繪工程,，再經(jīng)過(guò)精密的數(shù)據(jù)處理計(jì)算，最終獲得珠峰峰頂高程,，即大家常說(shuō)的“高度”,。

揭秘3測(cè)量用了哪些“黑科技”？

北斗系統(tǒng)在珠峰高程測(cè)量中首次應(yīng)用

2020珠峰高程測(cè)量綜合運(yùn)用了GNSS衛(wèi)星測(cè)量,、精密水準(zhǔn)測(cè)量,、光電測(cè)距、雪深雷達(dá)測(cè)量,、重力測(cè)量,、天文測(cè)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(cè)繪技術(shù),，精確測(cè)定珠峰高程,。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）衛(wèi)星測(cè)量便是其中重要一環(huán)，這也是北斗系統(tǒng)在珠峰高程測(cè)量項(xiàng)目中首次應(yīng)用,。在峰頂,，GNSS接收機(jī)能通過(guò)衛(wèi)星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息,，而大地高與海拔之間有一定換算關(guān)系。登頂測(cè)量時(shí),，峰頂?shù)腉NSS接收機(jī)能依托北斗系統(tǒng)和珠峰地區(qū)以及外圍的GNSS監(jiān)測(cè)網(wǎng)聯(lián)機(jī)同步觀測(cè),，同時(shí)還可監(jiān)測(cè)相關(guān)地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)。

為了填補(bǔ)珠峰地區(qū)地面重力資料的空白,，此次測(cè)量還應(yīng)用了航空重力測(cè)量技術(shù),。

“航空重力測(cè)量，就是把先進(jìn)的航空重力儀安裝在飛機(jī)上,，相當(dāng)于在飛機(jī)安裝的一個(gè)感應(yīng)地球重力的傳感器,，它能反映地面重力的變化。飛機(jī)按照事先設(shè)計(jì)好的測(cè)線在1萬(wàn)米左右的高度來(lái)回飛行,，多條飛行測(cè)線形成一個(gè)密集的空中重力數(shù)據(jù)面,。我們結(jié)合機(jī)載衛(wèi)星動(dòng)態(tài)定位、慣性導(dǎo)航和重力儀數(shù)據(jù)把空中重力值測(cè)出來(lái),?！弊匀毁Y源部中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院副研究員蔣濤介紹，航空重力測(cè)量的結(jié)果結(jié)合地面重力測(cè)量的結(jié)果,，再結(jié)合衛(wèi)星資料獲取的數(shù)據(jù),，通過(guò)物理大地測(cè)量的理論方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，把珠峰高程起算面精準(zhǔn)地確定出來(lái)后,，就可以精確測(cè)定珠峰高程,。

他透露，根據(jù)估算,，加入航空重力測(cè)量的數(shù)據(jù)后,，起算面精準(zhǔn)度可以提高大約30%，珠峰峰頂高度的精準(zhǔn)度自然也會(huì)相應(yīng)提升,。

此外,，此次珠峰高程測(cè)量還首次應(yīng)用了實(shí)景三維技術(shù)?！斑@主要是為了在登山過(guò)程中給測(cè)量登山隊(duì)提供指導(dǎo),，另外,，也讓公眾能夠更直觀地看到珠峰地區(qū)的實(shí)景，更好地理解珠峰測(cè)量的過(guò)程和意義,?！笔Y濤說(shuō)。

揭秘4珠峰“身高”怎么算,？

圍繞四個(gè)高程進(jìn)行精確解算

要想得到珠峰的精確高度,，數(shù)據(jù)處理人員需要將外業(yè)測(cè)量隊(duì)員直接采集到的各類原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行改正與歸算,。

“這些改正與歸算,，不僅有一套嚴(yán)密的科學(xué)邏輯與程序，更要基于我國(guó)長(zhǎng)期建設(shè)并維護(hù)的大地,、高程,、重力測(cè)繪基準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù)?！弊匀毁Y源部大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心主任郭春喜介紹,。

在珠峰高程數(shù)據(jù)處理中，珠峰的高程并不是只有一個(gè),，而是有“雪面大地高”“雪面正常高”“雪面海拔高”“巖石面海拔高”四個(gè)高程,。珠峰高程數(shù)據(jù)處理也是圍繞這四個(gè)高程的精確解算進(jìn)行的。

2005年我國(guó)公布的8844.43米,，就是經(jīng)過(guò)嚴(yán)密解算最終獲取的當(dāng)時(shí)的珠峰峰頂巖石面海拔高,。

郭春喜介紹，首先數(shù)據(jù)處理人員需要處理現(xiàn)代GNSS測(cè)量,、傳統(tǒng)三角高程測(cè)量數(shù)據(jù),，獲得珠峰地區(qū)基準(zhǔn)網(wǎng)、區(qū)域框架網(wǎng),、局部控制網(wǎng)及峰頂聯(lián)測(cè)網(wǎng)的平面位置,，確定珠峰峰頂雪面大地高。然后,，利用精密水準(zhǔn)測(cè)量與測(cè)距高程導(dǎo)線獲取各級(jí)GNSS控制網(wǎng)點(diǎn)正常高,。

再次,，基于珠峰地區(qū)高分辨率的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù),、歷年來(lái)加密重力測(cè)量數(shù)據(jù),、本次新測(cè)的航空重力數(shù)據(jù)、國(guó)內(nèi)外超高階重力場(chǎng)模型數(shù)據(jù),，利用現(xiàn)代似大地水準(zhǔn)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(zhǔn)面。通過(guò)GNSS水準(zhǔn)融合，獲得珠峰地區(qū)高精度似大地水準(zhǔn)面成果及峰頂高程異常,。峰頂大地高減去峰頂高程異常,，便可獲得珠峰峰頂雪面正常高。

最后,，利用本次實(shí)測(cè)峰頂重力值與高精度地形數(shù)據(jù),，推算得到峰頂?shù)椒宓椎钠骄亓εc平均正常重力，再經(jīng)過(guò)嚴(yán)密正常高與正高轉(zhuǎn)換,，獲得珠峰峰頂雪面海拔高,。利用冰雪厚度雷達(dá)測(cè)量獲取峰頂?shù)难┟婧穸群螅屙斞┟婧０胃呖鄢┟婧穸?，就是峰頂巖石面海拔高,。

揭秘5為何登頂6個(gè)月后才公布結(jié)果？

需經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理和反復(fù)檢核計(jì)算

5月27日,，測(cè)量登山隊(duì)員成功登頂珠峰完成測(cè)量任務(wù),。為何直到12月，珠峰高程測(cè)量結(jié)果才最終公布,？

“登頂測(cè)量只是完成了最重要的測(cè)量數(shù)據(jù)，但最終的珠峰高程,，還需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的數(shù)據(jù)處理和反復(fù)檢核計(jì)算,。”蔣濤說(shuō),。

首先,，包括登頂測(cè)量在內(nèi)的外業(yè)測(cè)量全部結(jié)束后，技術(shù)協(xié)調(diào)組要組織相關(guān)單位完成全部外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)的整理,，外業(yè)觀測(cè)成果的質(zhì)量檢查,、數(shù)據(jù)匯總等。

之后,，所有測(cè)量數(shù)據(jù)被傳輸至位于西安的大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心,，由技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合處理，才能計(jì)算得出準(zhǔn)確的珠峰新高程,。

據(jù)郭春喜介紹,，大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心從2019年4月份，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(jìn)行初步的整理分析,，為后續(xù)工作做準(zhǔn)備。

今年6月以來(lái),，在珠峰峰頂及珠峰地區(qū)數(shù)據(jù)傳送至大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心后,，技術(shù)人員著重處理了343個(gè)GNSS點(diǎn)數(shù)據(jù)、約780多公里的一二三等水準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù),、約210個(gè)不同等級(jí)重力點(diǎn)數(shù)據(jù),、12個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)數(shù)據(jù)以及重力似大地水準(zhǔn)面確定,、峰頂冰雪探測(cè)雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)處理等。

“整個(gè)珠峰高程測(cè)量數(shù)據(jù)處理工作,，在數(shù)據(jù)整理分析,、數(shù)據(jù)解算和融合處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,、多期數(shù)據(jù)結(jié)果比對(duì)分析,、技術(shù)文檔編寫等階段，都有相當(dāng)?shù)墓ぷ髁?。為了盡快精算得到珠峰高程成果,，所有項(xiàng)目參與人員加班加點(diǎn)工作，僅僅用時(shí)3個(gè)月就完成了整個(gè)數(shù)據(jù)處理工作,?！惫合舱f(shuō)。

獲得初步的珠峰高程結(jié)果后,，還要完成院,、局兩級(jí)檢查，聯(lián)合尼泊爾方面,、中科院以及專家學(xué)者團(tuán)隊(duì),，進(jìn)行珠峰高程綜合確定，組織開展成果驗(yàn)收,。

揭秘6測(cè)量的數(shù)據(jù)成果有什么用,？

為冰川監(jiān)測(cè)等研究提供第一手資料

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

除了用于監(jiān)測(cè)與研究外，珠峰測(cè)量的結(jié)果與普通公眾關(guān)系大嗎,？蔣濤認(rèn)為,，除了獲取重要地理信息外，最重要的一點(diǎn)是,，珠峰高程的變化能典型地反映出全球氣候變暖的趨勢(shì),。

據(jù)其介紹，除了珠峰高程測(cè)量，這次任務(wù)還包括對(duì)珠峰及其周邊地區(qū)冰川變化的監(jiān)測(cè),、地殼變化的監(jiān)測(cè)等,。

“這些數(shù)據(jù)結(jié)果，以珠峰為切入點(diǎn),，可以讓公眾了解到目前青藏高原正在發(fā)生的一些氣候和環(huán)境變化,，比如近十年來(lái)高原湖泊面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，青藏高原冰川消融的速度,，等等,。”蔣濤認(rèn)為,，這也將加強(qiáng)公眾對(duì)目前全球氣候和環(huán)境變化的認(rèn)識(shí)與關(guān)注,。

登頂成功那一刻，感覺(jué)非常激動(dòng),，情緒非常脆弱,，見(jiàn)到誰(shuí)都想擁抱一下。但是也就激動(dòng)了十幾分鐘,，馬上又緊張關(guān)注在峰頂?shù)臏y(cè)量工作是否正常開展,。登頂只是成功的第一步，圓滿完成在峰頂?shù)臏y(cè)量工作后,，才能算是最終的勝利,。

當(dāng)?shù)巧綔y(cè)量隊(duì)員在登頂后開展測(cè)量工作時(shí)，儀器設(shè)備在極端環(huán)境里出現(xiàn)各種警報(bào),，一度不能正常工作。時(shí)間在飛快流逝,，能不能在有限的1到2個(gè)小時(shí)內(nèi)獲得必需的測(cè)量數(shù)據(jù),，不得而知。當(dāng)時(shí)確實(shí)壓力比較大,，非常緊張,。

5月28日晚上8點(diǎn)半，測(cè)量登山隊(duì)員下撤到大本營(yíng),，我們盡快安排專人下載檢查數(shù)據(jù),。到晚上11點(diǎn)，經(jīng)初步檢查分析,，數(shù)據(jù)安全,，質(zhì)量良好，滿足要求,。這個(gè)時(shí)候才可以說(shuō),，珠峰峰頂測(cè)量工作真正完成了，也標(biāo)志著珠峰測(cè)量外業(yè)工作圓滿完成。我才真正地松了一口氣,。

——自然資源部國(guó)測(cè)一大隊(duì)隊(duì)長(zhǎng),、2020珠峰高程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)總指揮李國(guó)鵬

新京報(bào)記者吳嬌穎