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珠峰長高了還是變矮了？第三次高程測量的技術才是硬核

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2020年11月18日 -
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科技科幻迷
26日下午，2020珠峰高程測量登山隊衝鋒修路組6名隊員把長約5600多米的安全路線繩全程鋪設至珠峰峰頂。 27日凌晨，2020珠峰高程測量登山隊隊員開始攻頂，他們將沿著這條「生命線」登頂珠峰，完成測量任務。 1960年5月25日，中國登山隊實現人類首次從珠峰北坡登頂壯舉，今年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年，有著重要的歷史意義。 
為什麼珠峰高程測量如此重要？
每一次珠峰登頂測量，是人類向極限的挑戰，也是中國技術向世界的昭告。 
中國曾經於1975年、2005年兩次對珠峰高程測量。 今年也是中國首次精確測定並公布珠峰高程45周年。 
這次的珠峰高程測量測什麼？意義在哪裡？
2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民解釋，重測珠峰高程主要有兩個原因：珠峰高度一定發生了變化；珠峰測量技術也有了大的飛躍，新技術可以明顯提升珠峰測量精度。 長期來看，珠峰以每年4.4毫米的速度緩慢升高，這就意味著10年會升高4厘米左右，30年升高13厘米多。 如果珠峰高程的測量精度在10厘米左右，那麼二三十年後，就需要重新測量珠峰高程了。 短期來看，一次地震也可能影響珠峰的高程。 
據了解，此次珠峰高程測量的核心目標是精確測定珠峰高度，測量成果可用於地球動力學板塊運動等領域研究。 精確的峰頂雪深、氣象、風速等數據，將為冰川監測、生態環境保護等方面的研究提供第一手資料。 
珠峰峰頂是一個寬2到3米、長6到9米的魚背形平台。 這意味著從山腳不同角度觀測到的珠峰「峰頂」，實際上看到的只是珠峰頂部的不同邊緣。 因而，要想精確測量珠峰高度，就必須在峰頂樹立標誌物，以保證從不同角度的觀測都能交會到同一點。 這個標誌物，即測量學上的覘標。 
1975年5月27日，中國登山隊登頂珠峰，雖然當年沒有專業測繪人員登頂，但登山隊員將一個重要的測繪儀器帶上了珠峰頂峰，那就是覘標。 這也是人類測量史上首次將覘標帶至珠峰頂峰。 當時，測繪人員從珠峰附近選擇了9個測站點，通過覘標確定珠峰的水平位置和各測站至珠峰的水平距離。 並根據三角高程測量原理，推算出珠峰高程為8848.13米。 
2005年5月22日，中國再次開展珠峰高度測量工作。 測量隊採用了傳統大地測量與衛星測量結合的技術方法，並首次在珠峰峰頂測量中利用冰雪雷達探測儀測量冰雪厚度，經過嚴密計算，測得珠峰頂岩石面海拔高程8844.43米。 
此次珠峰測高將綜合運用GNSS衛星測量、雪深雷達測量、重力測量、衛星遙感、似大地水準面精化等多種傳統和現代測量技術，讓珠峰的「身高「更加精準。 其中，GNSS衛星測量是重要一環。 15年前，GNSS衛星測量主要依賴GPS系統。 今年，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四大全球導航衛星系統，並且會以北斗的數據為主。 
珠峰峰頂架設覘標上的GNSS測量設備以及峰頂冰雪探測雷達中集成的GNSS定位設備，均可接收我國自主研製的全球衛星導航系統——北斗衛星導航系統的數據。 登頂測量時，峰頂覘標GNSS接收機將依託北斗衛星和珠峰地區以及外圍的GNSS監測網聯合同步觀測，從而確保精準的峰頂坐標獲取。 同時，峰頂冰雪探測雷達測量獲取的北斗衛星導航定位數據將確保計算的峰頂冰雪層厚度以及地形數據的精度。 
值得一提的是，此次珠峰高程測量將成為國產測繪儀器的主場。 
為什麼科技如此發達還要人工登頂測量？
對於此次珠峰高程測量，很多網友的疑問是，「現在科技這麼發達，設備這麼先進，為什麼一定需要人攀登上去測量？」「這麼高風險的任務，不能通過遙感衛星和無人機完成嗎？」
2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民介紹，衛星遙感影像目前主要用於地表的監測，它可以獲得地表的一些信息，但就目前來說精度還是不夠。 而且因為沒有人工到峰頂上去，它就沒有雪深的測量，所以這樣也不能作為一個很準確的結果來發布。 就目前情況來看，用衛星遙感影像做珠峰測量精度是不夠的。 
現在，珠峰高程測量已經實現了由傳統大地測量技術到現代大地測量技術的轉變。 傳統大地測量技術主要是通過交會方法，觀測峰頂目標，確定峰頂高程。 而現代大地測量主要利用衛星觀測技術，直接在峰頂利用衛星定位接收機測量峰頂的高程，精度有了明顯提高。 專業測繪人員登頂，則可使測量數據更可靠、更具說服力。 
專家表示，珠峰峰頂氣流不穩定、多大風、氣溫低，測量型無人機目前還無法在峰頂飛行，也沒有機器人頂峰作業的經歷。 為了測量數字更精準，測量團隊還要將雪深雷達、重力儀等儀器攜帶到頂峰，而這些儀器都需要專業測繪人員來操作。 
自然資源部國家基礎地理信息中心大地部主任張鵬表示，「難度很大，一是要在那靜心坐在那裡不動，不停地讀數，另外又要操作。 所以能把它背到珠峰峰頂上面已經不容易了，再進行觀測更不容易。 」
據了解，此次由國測一大隊和中國登山隊共同組成的測量登山隊，較早前就已開展登山適應性訓練和高海拔地區測量技能操練，為登頂測量做準備。 
給珠峰測「身高」不是簡單的拉標尺，因此新數據並不能馬上公布。 登頂測量結束後，科學家們還要在對數據分析、處理的基礎上，進行理論研究、嚴密計算和反覆驗證，才能確定珠峰精確高程。 這一過程，估計需要2到3個月時間。

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26日下午，2020珠峰高程測量登山隊衝鋒修路組6名隊員把長約5600多米的安全路線繩全程鋪設至珠峰峰頂。27日凌晨，2020珠峰高程測量登山隊隊員開始攻頂，他們將沿著這條「生命線」登頂珠峰，完成測量任務。1960年5月25日，中國登山隊實現人類首次從珠峰北坡登頂壯舉，今年是人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年，有著重要的歷史意義。

為什麼珠峰高程測量如此重要？

每一次珠峰登頂測量，是人類向極限的挑戰，也是中國技術向世界的昭告。

中國曾經於1975年、2005年兩次對珠峰高程測量。今年也是中國首次精確測定並公布珠峰高程45周年。

這次的珠峰高程測量測什麼？意義在哪裡？

2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民解釋，重測珠峰高程主要有兩個原因：珠峰高度一定發生了變化；珠峰測量技術也有了大的飛躍，新技術可以明顯提升珠峰測量精度。長期來看，珠峰以每年4.4毫米的速度緩慢升高，這就意味著10年會升高4厘米左右，30年升高13厘米多。如果珠峰高程的測量精度在10厘米左右，那麼二三十年後，就需要重新測量珠峰高程了。短期來看，一次地震也可能影響珠峰的高程。

據了解，此次珠峰高程測量的核心目標是精確測定珠峰高度，測量成果可用於地球動力學板塊運動等領域研究。精確的峰頂雪深、氣象、風速等數據，將為冰川監測、生態環境保護等方面的研究提供第一手資料。

珠峰峰頂是一個寬2到3米、長6到9米的魚背形平台。這意味著從山腳不同角度觀測到的珠峰「峰頂」，實際上看到的只是珠峰頂部的不同邊緣。因而，要想精確測量珠峰高度，就必須在峰頂樹立標誌物，以保證從不同角度的觀測都能交會到同一點。這個標誌物，即測量學上的覘標。

1975年5月27日，中國登山隊登頂珠峰，雖然當年沒有專業測繪人員登頂，但登山隊員將一個重要的測繪儀器帶上了珠峰頂峰，那就是覘標。這也是人類測量史上首次將覘標帶至珠峰頂峰。當時，測繪人員從珠峰附近選擇了9個測站點，通過覘標確定珠峰的水平位置和各測站至珠峰的水平距離。並根據三角高程測量原理，推算出珠峰高程為8848.13米。

2005年5月22日，中國再次開展珠峰高度測量工作。測量隊採用了傳統大地測量與衛星測量結合的技術方法，並首次在珠峰峰頂測量中利用冰雪雷達探測儀測量冰雪厚度，經過嚴密計算，測得珠峰頂岩石面海拔高程8844.43米。

此次珠峰測高將綜合運用GNSS衛星測量、雪深雷達測量、重力測量、衛星遙感、似大地水準面精化等多種傳統和現代測量技術，讓珠峰的「身高「更加精準。其中，GNSS衛星測量是重要一環。15年前，GNSS衛星測量主要依賴GPS系統。今年，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四大全球導航衛星系統，並且會以北斗的數據為主。

珠峰峰頂架設覘標上的GNSS測量設備以及峰頂冰雪探測雷達中集成的GNSS定位設備，均可接收我國自主研製的全球衛星導航系統——北斗衛星導航系統的數據。登頂測量時，峰頂覘標GNSS接收機將依託北斗衛星和珠峰地區以及外圍的GNSS監測網聯合同步觀測，從而確保精準的峰頂坐標獲取。同時，峰頂冰雪探測雷達測量獲取的北斗衛星導航定位數據將確保計算的峰頂冰雪層厚度以及地形數據的精度。

值得一提的是，此次珠峰高程測量將成為國產測繪儀器的主場。

為什麼科技如此發達還要人工登頂測量？

對於此次珠峰高程測量，很多網友的疑問是，「現在科技這麼發達，設備這麼先進，為什麼一定需要人攀登上去測量？」「這麼高風險的任務，不能通過遙感衛星和無人機完成嗎？」

2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民介紹，衛星遙感影像目前主要用於地表的監測，它可以獲得地表的一些信息，但就目前來說精度還是不夠。而且因為沒有人工到峰頂上去，它就沒有雪深的測量，所以這樣也不能作為一個很準確的結果來發布。就目前情況來看，用衛星遙感影像做珠峰測量精度是不夠的。

現在，珠峰高程測量已經實現了由傳統大地測量技術到現代大地測量技術的轉變。傳統大地測量技術主要是通過交會方法，觀測峰頂目標，確定峰頂高程。而現代大地測量主要利用衛星觀測技術，直接在峰頂利用衛星定位接收機測量峰頂的高程，精度有了明顯提高。專業測繪人員登頂，則可使測量數據更可靠、更具說服力。

專家表示，珠峰峰頂氣流不穩定、多大風、氣溫低，測量型無人機目前還無法在峰頂飛行，也沒有機器人頂峰作業的經歷。為了測量數字更精準，測量團隊還要將雪深雷達、重力儀等儀器攜帶到頂峰，而這些儀器都需要專業測繪人員來操作。

自然資源部國家基礎地理信息中心大地部主任張鵬表示，「難度很大，一是要在那靜心坐在那裡不動，不停地讀數，另外又要操作。所以能把它背到珠峰峰頂上面已經不容易了，再進行觀測更不容易。」

據了解，此次由國測一大隊和中國登山隊共同組成的測量登山隊，較早前就已開展登山適應性訓練和高海拔地區測量技能操練，為登頂測量做準備。

給珠峰測「身高」不是簡單的拉標尺，因此新數據並不能馬上公布。登頂測量結束後，科學家們還要在對數據分析、處理的基礎上，進行理論研究、嚴密計算和反覆驗證，才能確定珠峰精確高程。這一過程，估計需要2到3個月時間。