衛(wèi)星助力珠峰高程測(cè)量

4月30日，2020珠峰高程測(cè)量在珠峰大本營(yíng)正式啟動(dòng)。5月27日11時(shí)，登山隊(duì)成功登頂珠峰。2020珠峰高程測(cè)量的核心任務(wù)是精確測(cè)定珠峰的高度。珠峰的高度會(huì)隨著時(shí)間的推移，因地球板塊運(yùn)動(dòng)不斷變動(dòng)。此次測(cè)量結(jié)果除了可以得出珠峰的精確高度，還可用于地球動(dòng)力學(xué)板塊運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域研究；而精確的峰頂雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù)，也將為冰川監(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。2020珠峰高程測(cè)量綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段，完成珠峰測(cè)量任務(wù)，航天技術(shù)成為關(guān)鍵的技術(shù)支撐。

珠峰高程測(cè)量以北斗數(shù)據(jù)為主

此次珠峰測(cè)高綜合運(yùn)用了多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，其中GNSS衛(wèi)星測(cè)量是重要一環(huán)。GNSS接收機(jī)可以接收含有平面位置、峰頂雪面大地高等信息的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，通過大地高與海拔之間的換算關(guān)系，進(jìn)而計(jì)算出GNSS接收機(jī)所在的海拔高度。此次珠峰高程測(cè)量首次運(yùn)用了我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)。2005年珠峰測(cè)量時(shí)，GNSS衛(wèi)星測(cè)量主要依賴GPS系統(tǒng)。此次測(cè)量珠峰，同時(shí)參考美國(guó)GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國(guó)北斗四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并且以北斗的數(shù)據(jù)為主。這是北斗系統(tǒng)在珠峰高程測(cè)量項(xiàng)目中首次應(yīng)用。此次珠峰測(cè)量對(duì)定位精度提出了更高要求，需要通過衛(wèi)星軌道誤差、時(shí)鐘誤差等參數(shù)對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步修正。登頂測(cè)量時(shí)，頂峰的GNSS接收機(jī)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)。

此次珠峰測(cè)量任務(wù)中，國(guó)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(cè)量有了質(zhì)的提高。登山隊(duì)員在峰頂豎起測(cè)量覘標(biāo)，連接國(guó)產(chǎn)北斗高精度定位設(shè)備，精度可以達(dá)到毫米級(jí)。這是國(guó)產(chǎn)GNSS產(chǎn)品首次在珠峰作業(yè)。為確保設(shè)備在珠峰登頂測(cè)量中能正常工作，此次珠峰高程測(cè)量提供的北斗高精度定位設(shè)備定制專用耐低溫鋰電池，保證設(shè)備能在低溫條件下連續(xù)工作12小時(shí)；天線線纜選用耐低溫材質(zhì)，確保在低溫條件下不會(huì)開裂，信號(hào)傳輸不會(huì)衰減；產(chǎn)品整機(jī)和所有配件在30kPa低氣壓和-55℃低溫貯存48小時(shí)，在-45℃低溫工作24小時(shí)。

測(cè)量隊(duì)員連接北斗高精度定位設(shè)備（圖片來源：解放日?qǐng)?bào)）

在珠峰海拔6500m前進(jìn)營(yíng)地，中國(guó)移動(dòng)全球海拔最高的5G基站正式投入使用。5G信號(hào)覆蓋珠峰可提升北斗測(cè)量效率。通過5G實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)量隊(duì)員測(cè)得的北斗衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳輸?shù)轿靼灿?jì)算中心和北京檢核計(jì)算中心，利用我國(guó)建立的國(guó)際GNSS監(jiān)測(cè)服務(wù)系統(tǒng)（iGMAS）提供的北斗精密軌道和衛(wèi)星鐘差，可以進(jìn)行珠峰測(cè)量點(diǎn)的精密單點(diǎn)定位（PPP）計(jì)算，快速地以厘米級(jí)精度，實(shí)時(shí)檢查珠峰高程測(cè)量的數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，減少測(cè)量失誤造成的重測(cè)或返工，可顯著提高這次珠峰測(cè)量的可靠性。

遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)登頂時(shí)間窗口

珠峰地區(qū)氣候復(fù)雜多變，氣象部門全力保障此次珠峰高程測(cè)量攀登活動(dòng)，提供關(guān)鍵支撐，多顆遙感衛(wèi)星對(duì)珠峰地區(qū)進(jìn)行定時(shí)觀測(cè)，為相關(guān)部門決策提供參考。每年春秋兩季珠峰地區(qū)常常會(huì)出現(xiàn)較好的天氣，也是攀登珠峰的最佳時(shí)間窗口。風(fēng)云三號(hào)D衛(wèi)星拍攝的圖片，清晰可見珠峰地區(qū)云霧、積雪情況。

風(fēng)云三號(hào)D星拍攝的珠峰與大本營(yíng)（圖片來源：國(guó)家衛(wèi)星氣象中心）

海洋一號(hào)衛(wèi)星海岸帶成像儀（空間分辨率50m，掃描幅寬1000km）每三天對(duì)珠峰地區(qū)進(jìn)行一次觀測(cè)，5月上旬的圖片顯示珠峰大部分區(qū)域被云雪覆蓋。海洋一號(hào)C衛(wèi)星海洋水色水溫掃描儀每天經(jīng)過珠峰兩次，在5月19日?qǐng)D像上可以看到氣旋風(fēng)暴“安攀”外圍云系已到達(dá)珠峰，20日已經(jīng)接近色林錯(cuò)，可能影響珠峰登頂?！鞍才省迸_(tái)風(fēng)雪襲擊青藏高原，原定于5月22日登頂?shù)奈覈?guó)珠峰測(cè)量隊(duì)被迫撤回休整。隨著風(fēng)暴“安攀”的消散，云層也隨之減少，帶來了新的登頂窗口（5月26～27日）。

海洋一號(hào)C衛(wèi)星珠穆朗瑪峰遙感影像圖（圖片來源：國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心）

通信衛(wèi)星為珠峰測(cè)量提供通信保障

此次任務(wù)中，從拉薩市到5200m珠峰大本營(yíng)、再到海拔約6500m的前進(jìn)營(yíng)地，由通信衛(wèi)星提供通信保障。隨測(cè)量登山隊(duì)出行的西藏聯(lián)通“靜中通”通信車連接中國(guó)衛(wèi)通中星6A衛(wèi)星，信號(hào)落地中國(guó)聯(lián)通拉薩市衛(wèi)星中心站后，通過專線接入互聯(lián)網(wǎng)，可隨時(shí)隨地為珠峰科考人員提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)急通信支撐。航天科技集團(tuán)中國(guó)衛(wèi)通業(yè)務(wù)人員充分利用互聯(lián)網(wǎng)手段，為用戶提供服務(wù)，通過視頻遠(yuǎn)程指導(dǎo)用戶調(diào)試設(shè)備參數(shù)，并錄制操作小視頻，方便登山隊(duì)使用。

通信衛(wèi)星保障網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)急通信（圖片來源：中國(guó)航天科技集團(tuán)）