珠穆朗玛峰最新测量的高度是以什么为依据?

   发布日期:2024-03-16 18:26:10    
2020珠峰高程测量,我国采用了“综合运用GNSS卫星测量、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、航空重力和遥感测量、似大地水准面精化和实景三维建模等多种传统和现代测绘技术,精

2020珠峰高程测量,我国采用了“综合运用GNSS卫星测量、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、航空重力和遥感测量、似大地水准面精化和实景三维建模等多种传统和现代测绘技术,精确测定珠峰高程”的技术路线,并与尼泊尔扎实开展技术合作,最终确定了基于全球高程基准的珠峰雪面高程为8848.86米。具体的科学工作,可以分为以下六个层面。

建立GNSS坐标控制网

在珠峰地区建立全球导航卫星系统(GNSS)坐标控制网,测量队员分阶段开展高精度GNSS网观测,获取343个网点的三维坐标,这就建立了高精度的珠峰高程测量坐标起算基准。

将黄海高程基准值精确传递到珠峰脚下

在珠峰及周边地区布设高程控制网,开展水准测量,从位于西藏日喀则地区的国家一等水准点起测,测量队员利用精密水准仪,一站一站地将黄海高程基准值精确传递到珠峰脚下,一共完成了780多公里的水准测量,这都是需要测量队员依靠徒步测量的方式完成的。

首次在珠峰北侧开展航空重力测量

在珠峰及周边地区开展重力测量。精确测定珠峰高程需要建立珠峰地区的高精度大地水准面模型,进而需要分布均匀的高精度重力数据。一般的重力测量采用的是地面重力测量的方法,测绘人员携带重力仪进行实地测量,将仪器放置在某个测量点位上,测量一段时间就能得到这个点位的重力数据。珠峰地区平均海拔高度在5000米以上,地形地貌极端复杂,大部分区域无法开展地面重力测量,重力数据稀少,存在大量重力资料空白区。因此,我们在全世界首次在珠峰北侧地区开展航空重力测量,以解决重力数据空白问题,提升珠峰地区高程起算面的精度。

航空重力测量,顾名思义,就是把航空重力仪安装在飞机上,这相当于在飞机上安装一个感应地球重力的传感器,它能反映地面重力的变化。飞机按照事先设计好的测线在空中来回飞行,多条飞行测线形成一个密集的空中重力数据面。我们结合机载卫星动态定位、惯性导航和重力仪数据把空中重力值测出来。

此次珠峰北侧地区航空重力测量使用航空地质一号飞机,搭载先进的航空重力仪,飞行高度超过1万米,共获取航空重力测线总长度5635.2公里,覆盖面积达1.27万平方公里。珠峰本身地形复杂,数据资料不全,飞机在高海拔地区起飞,风又特别大,可以说是高风险、高难度的飞行。我们在反复咨询空军、民航和气象等部门的技术专家后,才下定决心在珠峰地区开展高风险、高难度的航空测量。

测量登山队员登顶开展峰顶测量

珠峰高程测量,最重要的是测量登山队员登顶开展峰顶测量,获取峰顶观测数据。2020年5月27日11时,中国测量登山队登顶成功后,在峰顶创纪录地停留了150分钟。在峰顶开展了测量觇标架设、GNSS测量、雪深雷达测量和地面重力测量,使用的都是国产仪器。

测量登山队员首次实现了峰顶北斗卫星定位,观测时间超过40分钟,峰顶点与珠峰地区9个GNSS地面测站组成峰顶GNSS联测网,进行GNSS同步观测。

测量登山队员利用国产重力仪,在世界上首次测量了珠峰峰顶重力观测值,这有助于提高珠峰高程起算面的精度。另外,采用国产地质雷达探测仪器测量了峰顶冰雪层厚度。

与此同时,地面测量人员从珠峰脚下的6个测站,利用自主研发的长测程测距仪照准峰顶觇标反射棱镜进行交会观测,最长测距接近19公里,交会观测数据主要为峰顶GNSS测量数据提供独立检核。

在珠峰峰顶这样一个极寒、极低气压的高海拔环境中成功完成测量,这很好地说明了国产测量仪器的长足进步。

珠峰测量数据处理分析

所有测量数据获取完毕并经过质量检查后,进入珠峰测量数据处理分析阶段。概括而言,珠峰高程测量数据处理的核心是通过严密计算得到珠峰的“顶”和“底”的精确位置。

对GNSS控制网、峰顶GNSS联测网和交会测量数据进行处理,可以得到珠峰峰顶觇标点的三维空间坐标,即纬度、经度和大地高。数据处理结果表明:利用GNSS测量数据计算的珠峰大地高与交会测量确定的结果,仅相差2.6厘米,考虑到两种技术手段相互独立,这个量级的差异是非常小的;根据误差理论,GNSS测量获取的珠峰大地高结果精度达到了毫米级。这就实现了珠峰“顶”的高精度测定。

接下来要精确计算珠峰“底”的位置,科学家基于物理大地测量的理论方法进行数据处理,联合航空重力、地面重力、高分辨率地形和其它数据,结合GNSS和水准测量数据,建立珠峰地区的大地水准面模型,这就相当于把珠峰高程起算面,也就是黄海高程基准面这个“底”精准地确定出来了。结果表明,加入航空重力测量数据后,珠峰高程起算面精度达到了4.8厘米,相比没有航空重力测量数据时,精度提高了近40%,这意味着珠峰海拔高程的精准度也会相应提升。

精准确定了珠峰的“顶”和“底”,珠峰峰顶的大地高减去大地水准面差距,就能获取精确的珠峰高程值。

 
 
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