登頂“地球之巔”

圖/新華視點(diǎn)官方微博

2020 年的5 月27 日注定載入史冊。

在這一天的11 時(shí)整，中國2020 珠峰高程測量登山隊(duì)的8 名隊(duì)員登頂“地球之巔”珠穆朗瑪峰（下稱“珠峰”），為珠峰“測量身高”。世界最高峰的峰頂上，鮮艷的五星紅旗迎風(fēng)招展。

珠峰是世界的高度，也是人類勇氣的高度。從1953 年人類第一次登頂珠峰之后，無數(shù)的勇者就前赴后繼想要征服珠峰。此次，中國2020 珠峰高程測量登山隊(duì)的8 名隊(duì)員成功登頂珠峰，他們是為精確測量世界的新高度而來，他們也在用勇氣和智慧標(biāo)記嶄新的中國高度。

探索無止境，前行為人類。時(shí)隔15 年的珠峰測量，不僅僅是重新標(biāo)注珠峰的“身高”，還要開展峰頂雪深和氣象等測量和研究，“中國高度”和“中國智慧”必將對(duì)全球生態(tài)等領(lǐng)域研究產(chǎn)生重要意義，也必將更深刻地影響人類的生活！

測量隊(duì)為珠峰量“身高”

4 月30 日，2020 珠峰高程測量正式啟動(dòng)。這是繼2005 年公布8844.43 米的珠峰峰頂巖石面海拔高程后，我國時(shí)隔15 年再測世界最高峰。

為何重新測量珠峰高度

珠峰位于中國與尼泊爾邊界的東段，是世界上最高的山峰。在過去數(shù)十年間，珠峰的海拔高度被世界公認(rèn)為8848 米。

新中國成立以來，我國測繪工作者已對(duì)珠峰進(jìn)行過6 次大規(guī)模的測繪和科考工作，并先后于1975 年和2005 年兩次成功測定并公布珠峰高程。

1975 年，我國首次將測量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔，精確測得珠峰海拔高程為8848.13 米。2005 年珠峰高程復(fù)測，我國測量隊(duì)采用了傳統(tǒng)大地測量與衛(wèi)星測量相結(jié)合的技術(shù)方法，并首次在珠峰峰頂測量中利用冰雪雷達(dá)探測儀測量冰雪厚度，經(jīng)過嚴(yán)密計(jì)算，測得珠峰頂巖石面海拔高程8844.43 米。

這一數(shù)據(jù)成為我國行政管理、新聞傳播、對(duì)外交流等活動(dòng)及公開出版的地圖和教材中使用的權(quán)威數(shù)據(jù)。

為何今年又對(duì)珠峰高程進(jìn)行復(fù)測？

2020 珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長、中國測繪科學(xué)研究院研究員黨亞民表示，重測珠峰高程主要有兩個(gè)原因：珠峰高度一定發(fā)生了變化；珠峰測量技術(shù)也有了大的飛躍，新技術(shù)可以明顯提升珠峰測量精度。

黨亞民解釋，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(huì)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，那么二三十年后，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。

大地測量學(xué)家陳俊勇形象地給出測量珠峰的理由——就像父母會(huì)定期給自己不斷成長的子女量身高一樣。“人類要不斷深入地認(rèn)識(shí)自然，中國人要不斷深入地認(rèn)識(shí)自己的國土。”黨亞民說。

“身高”如何測

珠峰高程測量可以分為“三部曲”，即高精度的海拔高程起算面的確定、峰頂“會(huì)戰(zhàn)”測量和珠峰最終海拔高確定。

第一步是高精度的海拔高程起算面的確定。首先，將黃海高程基準(zhǔn)（中國海拔高程的起算面），從青島用水準(zhǔn)測量方法一步一步傳到珠峰地區(qū)；接著，進(jìn)行珠峰地區(qū)大量的前期和后續(xù)的測量工作，如在珠峰地區(qū)的GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）測量、水準(zhǔn)測量、重力測量等，精確地將這個(gè)海拔高程起算面延伸到珠峰下面。也就是說，先要知道珠峰的0 米起點(diǎn)究竟在哪。

第二步是峰頂“會(huì)戰(zhàn)”測量。主要包括3 項(xiàng)工作：通過高精度GNSS 定位方法，測量出珠峰雪頂?shù)奈恢茫辉诤０?000 米左右，利用三角高程和交會(huì)方法，測量峰頂覘標(biāo)，確定珠峰高度；通過冰雪雷達(dá)探測儀，測量峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離。

最后一步是珠峰海拔高確定。通過嚴(yán)密計(jì)算，將峰頂?shù)腉NSS 測量成果、三角高程和交會(huì)測量成果歸算到海拔高，包括雪面高和巖面高。

測量隊(duì)隊(duì)員在珠峰大本營附近測試設(shè)備（4 月27 日攝）(圖/新華社)

測量隊(duì)隊(duì)員正在進(jìn)行水準(zhǔn)測量（5月4日攝）（圖 /新華社）

在海拔5200 米的珠峰大本營，測量隊(duì)隊(duì)員在測試重力儀(圖/新華社)

在這個(gè)過程中，6 個(gè)交會(huì)點(diǎn)的確定和在珠峰頂插上覘標(biāo)是關(guān)鍵步驟?！敖粫?huì)測量是此次珠峰測量的重要內(nèi)容，交會(huì)點(diǎn)是實(shí)施交會(huì)測量的基礎(chǔ)，只有在交會(huì)點(diǎn)架設(shè)測量儀器，才能獲取交會(huì)點(diǎn)至峰頂覘標(biāo)的距離、角度等觀測數(shù)據(jù)，通過計(jì)算獲取珠峰的高程值。”參與此次珠峰測量的自然資源部第一大地測量隊(duì)副總工程師劉站科表示，交會(huì)點(diǎn)必須與珠峰峰頂通視，不能受自然地物的阻擋。

當(dāng)精確高程傳遞至珠峰腳下的6 個(gè)峰頂交會(huì)點(diǎn)時(shí)，將在珠峰之巔豎立測量覘標(biāo)。運(yùn)用“勾股定理”，推算出峰頂相對(duì)于這幾個(gè)點(diǎn)的高程差。

為何需人登頂測量

很多人會(huì)有這樣的疑問：在現(xiàn)代科技如此發(fā)達(dá)的背景下，珠峰高程測量不能用無人機(jī)或者機(jī)器人代替嗎？為什么需要人登頂測量呢？在黨亞民看來，這樣的場景目前還只能出現(xiàn)在科幻電影中。

“珠峰高程測量，難就難在珠峰峰頂?shù)臉O端環(huán)境，使得無人機(jī)或者機(jī)器人無法正常工作。除此之外，許多精密測量儀器需要作業(yè)員手工安置和操作，甚至要根據(jù)峰頂環(huán)境變化進(jìn)行作業(yè)方案調(diào)整?！秉h亞民指出，目前情況下，無人機(jī)或者機(jī)器人無法代替人工作業(yè)。

衛(wèi)星遙感或者航空遙感能“代勞”嗎？答案也是否定的?！艾F(xiàn)有的衛(wèi)星遙感或激光測距一般都是在距離地面幾百公里的軌道上完成的，精度最高在1 到2 米左右?！?020 珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組成員、中國測繪科學(xué)研究院副研究員蔣濤說，我國在1975 年和2005 年兩次測得珠峰高程是8848.13 米和8844.43 米，精度達(dá)到厘米級(jí)，“而且這些遙感手段只能測出雪頂?shù)母叱?，而非?jīng)雪深雷達(dá)探測后得到的高精度巖面高程”。

黨亞民介紹，國外測量山峰高度有的采用遙感的方法，這種方法不需要人登頂，GNSS 起控制點(diǎn)的作用，但這種方法的精度不高，甚至測量誤差能達(dá)到幾十米。有的采用人上峰頂，用GNSS 的方法來測量，這種方法精度會(huì)提高一些，但依然難以與我國的測量方法相比。“因?yàn)槲覈捌谧隽舜罅炕A(chǔ)測繪工作，從而保證了高程基準(zhǔn)面的精確?！秉h亞民說。

確切“身高”何時(shí)公布

自然資源部5 月27 日發(fā)布消息說，2020 珠峰高程測量實(shí)施以來，自然資源部第一大地測量隊(duì)在珠峰及周邊地區(qū)開展了水準(zhǔn)測量、絕對(duì)重力測量、重力加密測量、GNSS 測量和天文測量等工作，自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局航空物探遙感中心開展了航空重力測量。登頂測量和交會(huì)測量成功完成，為本次珠峰測量外業(yè)工作畫上圓滿句號(hào)。

測量外業(yè)作業(yè)收官，只意味著取得了一手的測量數(shù)據(jù)，珠峰高程尚需應(yīng)用多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)進(jìn)行綜合計(jì)算。在數(shù)據(jù)分析、處理基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行理論研究和反復(fù)驗(yàn)證，才能最終確定珠峰精確高程。

蔣濤介紹，測量工作完成后，技術(shù)協(xié)調(diào)組組織相關(guān)單位完成全部的外業(yè)測量數(shù)據(jù)的整理，包括峰頂數(shù)據(jù)的整理，外業(yè)觀測成果的質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)匯總等。之后，將全部的外業(yè)測量數(shù)據(jù)提交給數(shù)據(jù)處理團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

“這個(gè)過程要花2 到3 個(gè)月的時(shí)間，其中最重要的一項(xiàng)就是得出珠峰峰頂?shù)娜S坐標(biāo)，這里面也包括高度、平面的數(shù)據(jù)。同時(shí)，我們也得到珠峰地區(qū)的似大地水準(zhǔn)面模型，綜合確定珠峰的精確海拔高程?！?/p>

蔣濤表示，最后需要組織技術(shù)專家對(duì)整個(gè)過程尤其是各種關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)把關(guān)審核，最后的成果必須經(jīng)過權(quán)威院士和資深專家審定，上報(bào)主管部門，為成果發(fā)布做準(zhǔn)備。

2005 年珠峰測量于當(dāng)年5 月22 日成功登頂，經(jīng)過近5 個(gè)月的數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和審核，于10 月9 日向世界公布珠峰的新高程數(shù)據(jù)：峰頂巖石面海拔高程為8844.43 米，峰頂巖石面高程測量精度±0.21 米；峰頂冰雪深度3.5 米。

征戰(zhàn)世界最高峰的中國力量

珠峰是國際測量技術(shù)的競技場。在測量世界最高峰“身高”的艱苦探索中，科技的力量總是與人類的腳步同行。在先進(jìn)測繪技術(shù)、通信技術(shù)等“隊(duì)友”的撐腰下，珠峰測量正在變得更加精確和順利。

首次應(yīng)用北斗系統(tǒng)

此次珠峰高程測量首次運(yùn)用了我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)。這也是北斗衛(wèi)星繼在抗疫中顯露威力之后，再度發(fā)揮重要作用。

自然資源部第一大地測量隊(duì)隊(duì)長、2020 珠峰高程測量現(xiàn)場總指揮李國鵬說，GNSS 衛(wèi)星測量是此次測高中的重要一環(huán)。在珠峰峰頂，GNSS 接收機(jī)能通過衛(wèi)星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息，并將大地高程換算成海拔高程。

2005 年我國對(duì)珠峰高程進(jìn)行測量時(shí)，GNSS 衛(wèi)星測量主要依賴美國的GPS（全球定位系統(tǒng)）系統(tǒng)。而此次測量，將同時(shí)參考中國北斗、美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并且以北斗的數(shù)據(jù)為主。登頂測量時(shí)，頂峰的GNSS 接收機(jī)將依托北斗系統(tǒng)和珠峰地區(qū)以及外圍的GNSS 監(jiān)測網(wǎng)聯(lián)機(jī)同步觀測，還可監(jiān)測相關(guān)地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)。

登山隊(duì)正在向珠峰峰頂挺進(jìn)（圖/新華社）

“能在世界最高峰的高程測量中應(yīng)用北斗系統(tǒng)，這是我們中國測繪人的驕傲?！崩顕i說。

作為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，北斗系統(tǒng)是我國重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，可為全球用戶提供高精度定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。2018 年底，北斗三號(hào)基本系統(tǒng)建成，開始提供全球服務(wù)。今年是北斗全球組網(wǎng)的收官之年：3月，第54 顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射并進(jìn)入工作軌道。6月23 日，第55 顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功，我國全面完成北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。

航空重力測量亮相

在此次珠峰高程測量中，一項(xiàng)“黑科技”引起廣泛關(guān)注，它就是來自自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局航空物探遙感中心的“航空地質(zhì)一號(hào)”飛機(jī)及其搭載的測量設(shè)備。

此次珠峰高程測量任務(wù)包括地面和空中測量兩部分，空中測量任務(wù)由有著“地調(diào)空軍”美稱的“航空地質(zhì)一號(hào)”完成，包括航空重力和遙感測量，它能夠快速、高效、高精度地獲得珠峰高程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。其中，航空重力測量數(shù)據(jù)能夠解算出更高精度的大地水準(zhǔn)面（即海拔高程系統(tǒng)的起算面）測量結(jié)果，航空遙感數(shù)據(jù)能夠獲得大范圍、高精度的三維地形測量結(jié)果。

自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局自然資源航空物探遙感中心副總工程師陳斌介紹，本次珠峰高程空中測量飛行高度為9800 米～10 250 米，使用多種處于世界先進(jìn)水平的機(jī)載設(shè)備，包括兩套自主研發(fā)的國產(chǎn)航空重力儀、兩套進(jìn)口重力儀、一套ADS100 航空攝像機(jī)和一套激光雷達(dá)測量儀。

截至5 月28 日，“航空地質(zhì)一號(hào)”飛機(jī)已執(zhí)行多架次珠峰高程空中測量任務(wù)。這是我國首次在珠峰區(qū)域開展航空重力和遙感綜合測量，能夠填補(bǔ)相應(yīng)數(shù)據(jù)資料的空白，可將珠峰地區(qū)大地水準(zhǔn)面精度從米級(jí)提高到厘米級(jí)。

據(jù)介紹，“航空地質(zhì)一號(hào)”飛機(jī)是處于國際領(lǐng)先水平的專業(yè)測量平臺(tái)，由中國地質(zhì)調(diào)查局航空物探遙感中心完成改裝設(shè)計(jì)，具備海拔高度達(dá)到10 500 米的飛行能力，是目前世界上唯一集成航空重力、航空磁力、航空攝影和航空高光譜4 個(gè)測量參數(shù)為一體的飛行平臺(tái)。

2020 珠峰高程測量登山隊(duì)登頂瞬間（圖/新華社）

國產(chǎn)雪深雷達(dá)完成關(guān)鍵測量

此次珠峰測量任務(wù)中，國產(chǎn)設(shè)備擔(dān)當(dāng)重任，其可靠性和精度相較于15 年前的測量有了質(zhì)的提高。

在極端環(huán)境下進(jìn)行高度測量，對(duì)各類裝備的技術(shù)含量提出了很高的要求，很多裝備都需進(jìn)行特別改裝研制。尤其是在峰頂使用的裝備，必須能在低溫、低壓、低氧環(huán)境下使用。為此，多家國內(nèi)生產(chǎn)廠商與自然資源部第一大地測量隊(duì)共同研制了多類特殊測量設(shè)備。

雪地雷達(dá)就是其中之一，這一設(shè)備能夠根據(jù)不同物質(zhì)對(duì)頻率的不同反應(yīng)，完成珠峰峰頂雪深和巖石高度的測量工作。和普通的地質(zhì)雷達(dá)不同，雪地雷達(dá)能夠在低溫、低能耗的惡劣環(huán)境下完成工作。

2005 年，我國首先測得珠峰峰頂?shù)膸r面高程和雪深數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)使用的雪深雷達(dá)是意大利設(shè)備。當(dāng)雪深雷達(dá)運(yùn)到大本營之后，突然出現(xiàn)故障，無法正常使用。工作人員不得不緊急聯(lián)系意大利廠商，請其帶著新儀器火速飛往中國。

與15 年前相比，此次珠峰測高對(duì)雪深雷達(dá)提出了更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要求同時(shí)獲取位置信息和雪深數(shù)據(jù)，兼具衛(wèi)星大地測量和雷達(dá)系統(tǒng)的功能，同時(shí)必須輕便、易攜。在多家國外企業(yè)無法研發(fā)的情況下，一家國內(nèi)廠商研發(fā)生產(chǎn)成功。此次登頂并再次分別測量頂峰雪深和巖面高程數(shù)據(jù)后，將為研究珠峰地區(qū)地質(zhì)和氣候變化提供更為精細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。

此外，“出征”測高任務(wù)的天頂儀、重力儀、峰頂覘標(biāo)、用于三角交會(huì)測量的超長距離測距儀等設(shè)備均為國產(chǎn)儀器。我國最新的測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)成果也將應(yīng)用于此次測量。李國鵬說，我國的測繪技術(shù)在國際上是一流的，可以確保此次珠峰高程測量順利進(jìn)行。

5G信號(hào)覆蓋峰頂

伴隨著珠峰高程測量登山隊(duì)成功登頂，我國5G 網(wǎng)絡(luò)也一舉覆蓋世界屋脊，為我國通信業(yè)發(fā)展添上了濃墨重彩的一筆。

5 月27 日，珠峰測量的高清視頻畫面通過5G 網(wǎng)絡(luò)與全世界實(shí)時(shí)共享，登山隊(duì)員在珠峰峰頂通過5G 網(wǎng)絡(luò)撥通了電話，與在珠峰大本營的登山總指揮王勇峰實(shí)時(shí)連線，并表示“峰頂5G 信號(hào)特別好”。

為完成珠峰高程測量通信保障，中國移動(dòng)攜手華為制定了詳細(xì)方案，確保登山隊(duì)隊(duì)員在珠峰峰頂能夠穩(wěn)定回傳高程測量數(shù)據(jù)并進(jìn)行流暢的高清直播。工程人員在5300 米、5800 米、6500 米三個(gè)階梯海拔營地新建了5個(gè)5G 基站，確保5G 信源盡可能接近珠峰峰頂，減少無線信號(hào)衰減損耗，保障峰頂網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

在這次珠峰5G 基站建設(shè)中，運(yùn)營商采用了華為5G極簡站點(diǎn)，基站集成度高，體積小重量輕，易搬運(yùn)易安裝，在珠峰建站“牛拉肩抗”的條件下，有效地降低了珠峰部署5G 的難度。同時(shí)，華為的5G 產(chǎn)品通過采用更高集成度的芯片工藝，不斷提升單板集成度，產(chǎn)品能耗低，這對(duì)于能源補(bǔ)給困難的珠峰站點(diǎn)極其必要。不僅如此，華為的5G 基站還能適應(yīng)珠峰低溫、低壓的極端環(huán)境，保障長期穩(wěn)定運(yùn)行。

本次部署的5G 基站最高站址在珠峰海拔6500 米處，距離珠峰峰頂依然存在2000 多米的落差。為了有效覆蓋峰頂，本次5G 基站部署使用了華為64 通道大規(guī)模天線技術(shù)，將信號(hào)能量集中對(duì)準(zhǔn)珠峰，可更好匹配珠峰上極其復(fù)雜的高山場景，提升峰頂5G 信號(hào)強(qiáng)度。

中國移動(dòng)相關(guān)人員表示，5G 覆蓋珠峰峰頂及雙千兆珠峰全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)了歷史性突破，這一耗資突破千萬量級(jí)的浩大工程，將為登山、科考、測繪、環(huán)保工作者在高峰上的用網(wǎng)速度和體驗(yàn)保駕護(hù)航。

珠峰登頂意義非凡

5 月27 日，在萬眾矚目下，珠峰峰頂再次豎起中國覘標(biāo)，與6 個(gè)交會(huì)點(diǎn)同步測量正式展開，這標(biāo)志著珠峰登頂測量階段畫上完美句號(hào)。這是繼人類首次從北坡成功登頂珠峰60 周年、中國首次精確測定并公布珠峰高程的45 周年后，世界之巔的“身高”即將迎來歷史性更新，意義非凡。

一方面，珠峰“新身高”數(shù)據(jù)將大有用處。黨亞民表示，珠峰高程測量除了獲取關(guān)鍵的峰頂測量數(shù)據(jù)，還會(huì)在珠峰地區(qū)觀測大量用于海拔高程“基準(zhǔn)傳遞”的測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可廣泛應(yīng)用于青藏地區(qū)地球動(dòng)力學(xué)板塊運(yùn)動(dòng)、地震對(duì)珠峰高程的影響等領(lǐng)域的研究。

此外，與珠峰高程測量相關(guān)的其他數(shù)據(jù)，如精確的峰頂雪深、航空重力數(shù)據(jù)，以及氣象、風(fēng)速和冰川監(jiān)測等數(shù)據(jù)成果，將為珠峰及其周邊地區(qū)的自然資源監(jiān)測和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等提供第一手資料。

另一方面，測量珠峰的高度也反映了國家的綜合科技水平。此前我國測繪工作者分別對(duì)珠峰進(jìn)行過6 次大規(guī)模的測繪和科考工作。每一次對(duì)珠峰“身高”的測量，都體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)我國測繪技術(shù)的最高水平。時(shí)隔15 年之后的這一次測量，同樣是對(duì)我國科學(xué)技術(shù)能力的“大考”。“今年整個(gè)的過程比較曲折、辛苦，但最后的結(jié)果比較圓滿?！崩顕i表示，“這次珠峰高程測量一定也會(huì)載入史冊?！?/p>

“珠峰高程測量幾乎用到大地測量所有的理論和方法，體現(xiàn)了時(shí)代科技發(fā)展的最高水平?！崩顕i說，此次獲得了珠峰頂峰GNSS、高等級(jí)水準(zhǔn)、重力、氣象、冰雪深度以及交會(huì)測量等大量珍貴數(shù)據(jù)，“檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所有資料非常完整且高質(zhì)量?！?/p>

李國鵬說，不同時(shí)期以不同方式測量珠峰，以及對(duì)珠峰高程的多次測量，反映了人類對(duì)自然的求知探索精神，并成為人類了解和認(rèn)識(shí)地球的一個(gè)重要標(biāo)志。

登山隊(duì)隊(duì)員在珠峰峰頂開展測量工作（圖/新華社）