5月28日晚，2020珠峰高程測量登山隊安全返回大本營。此前，8名攻頂隊員成功從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂，并停留了150分鐘，創(chuàng)造了中國人在珠峰峰頂停留時長新紀錄，最終他們完成了峰頂測量任務(wù)。此次測量珠峰具有什么意義？測量過程中運用了什么新技術(shù)？未來會有什么新手段？為此，羊城晚報記者采訪了中山大學(xué)科學(xué)研究院院長、測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長程曉。

 珠峰高程測量取得重大技術(shù)突破

 記者：測量珠峰有何重要價值？

 程曉：從科學(xué)層面來說，尤其是從地球科學(xué)的角度，珠穆朗瑪峰及其所在的喜馬拉雅山脈是亞歐板塊和印度板塊沖撞而形成的，因此它一直處于不斷運動和變化的過程，高度和位置都在發(fā)生變化。了解珠峰高度及其變化對于理解地球板塊運動規(guī)律及全球變化背景下珠峰地區(qū)的變化具有重大科學(xué)意義。

 從技術(shù)層面來說，珠峰地區(qū)地形和環(huán)境非常惡劣，開展實地的精確測量對于測繪技術(shù)、通信技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)以及裝備技術(shù)等都有非常高的要求。我國在1975、2005、2020年共進行了三次測量，上一次所采用的核心儀器和裝備是進口的，包括峰頂冰雪穿透測量的意大利雷達和測量采用的GPS觀測設(shè)備，這次在技術(shù)上取得了革命性的進步。開展珠峰測量是對我國科技實力的綜合考驗，也是我國相關(guān)科學(xué)技術(shù)進步的必然結(jié)果。

 記者：珠峰高程測量的方法原理是什么？本次測量取得了哪些技術(shù)突破？

 程曉：所謂高程，指的是珠峰峰頂相對于黃海平均海平面的高程。如何將黃海平均海平面與峰頂聯(lián)系起來？我國已通過早期的國家重大測繪專項建立了覆蓋全國的高程基準，也就是在全國布設(shè)了許多參照點。國家測繪專項把這些點的高程測出來后，以這些點為起算點，測量更遙遠的地方。而珠峰高程測量通常選西藏日喀則市的高程基準點作為起算點。珠峰高程測量從日喀則起步，一步步向峰頂進行。然而山上環(huán)境惡劣，不再適用水準測量。

  為此，測繪人員在珠峰周邊海拔6000米左右的幾個山頭上，確定了若干交會點，再在這些點上通過三角高程交會測量，瞄準珠峰頂上豎起來的覘標，測出珠峰海拔高度。這是用傳統(tǒng)大地測量技術(shù)測量珠峰峰頂高程的過程。

  隨著技術(shù)的進步，2005年和本次珠峰高程測量都在此基礎(chǔ)上綜合運用了多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術(shù)，因此測量結(jié)果更加精準可靠。利用GNSS接收機進行測量，可以得到一個高度，但這個不是精確的海拔高程，而是相對地球橢球體的大地高。因此，我國在珠峰地區(qū)進行各種重力測量，包括首次在峰頂開展重力測量，在珠峰地區(qū)建立一個大地水準面數(shù)值模型，得到珠峰的海拔高程。除了地面重力測量，我國此次還在珠峰北坡開展了密集的高精度航空重力測量，填補了國際空白，是此次珠峰高程測量的重大技術(shù)突破。這些密集的測量成果，可以顯著提升此次珠峰高程測量起算面的精度。

 最后，由于峰頂有積雪和冰層覆蓋，需要利用穿透冰雪雷達將冰雪厚度精確測量，才能確定真正的峰頂高程。

 記者：此次珠峰測量運用了哪些我國自主生產(chǎn)的新裝備？

 程曉：今年珠峰測量中運用了很多新技術(shù)新裝備，最重要的是北斗和5G。我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)首次發(fā)揮關(guān)鍵作用，全面替代了美國GPS技術(shù)，精確測量出珠峰高程。而高速通信的5G技術(shù)則實現(xiàn)了測量過程中測量數(shù)據(jù)和音視頻數(shù)據(jù)的高速實時下傳，既保障了整個過程的安全，又能把觀測數(shù)據(jù)實時下傳至大本營進行檢查，保障觀測圓滿成功。值得一提的是，此次測量所用的裝備都是我國自主生產(chǎn)的。

 測繪學(xué)科人才成為社會發(fā)展所需

 記者：測繪專業(yè)在本次測量中發(fā)揮了重要力量，這個學(xué)科有何發(fā)展前景？中山大學(xué)相關(guān)學(xué)科建設(shè)情況如何？

 程曉：此次珠峰測量，測繪技術(shù)是核心。測繪技術(shù)是信息、航天、材料等先進科技的集大成者，因此測繪學(xué)科雖然古老，卻極具生命力，也是反映一國科技水平的重要標志。以遙感、導(dǎo)航和地理信息技術(shù)為核心的“測繪科學(xué)與技術(shù)”，是信息化社會和地球與空間科學(xué)的關(guān)鍵支撐，與國防、經(jīng)濟、資源、環(huán)境和災(zāi)害等社會可持續(xù)發(fā)展工作密切相關(guān)，因此受到世界各國的高度重視。

 我國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展時期，對于測繪學(xué)科人才有極大的缺口。中山大學(xué)致力于建設(shè)世界一流大學(xué)，2019年決定成立測繪學(xué)院，發(fā)展測繪學(xué)科。2019年招收了首屆55名本科生，2020年規(guī)模還將進一步擴大。經(jīng)教育部批準，2020年還將新設(shè)“遙感科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)。測繪學(xué)院系統(tǒng)開設(shè)了測繪課程，包括工程測量、大地測量、地理信息、攝影測量與遙感以及地圖制圖等專業(yè)課程，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的綜合業(yè)務(wù)能力。在系統(tǒng)講授專業(yè)知識的同時，測繪學(xué)院非常重視實踐，包括給學(xué)生提供最先進的測繪裝備進行學(xué)習(xí)使用，與測繪企業(yè)合作向?qū)W生提供實習(xí)機會等。

 記者：中山大學(xué)“天琴計劃”激光測距臺站日前測出國內(nèi)最準的地月距離，達到了國內(nèi)同類技術(shù)的最高水平，可否運用“天琴計劃”的激光測量技術(shù)直接對珠峰高度進行測量？

 程曉：中山大學(xué)“天琴計劃”發(fā)展了一系列國際頂尖的測量技術(shù)，包括重力測量技術(shù)和激光測量技術(shù)等，其中激光測量技術(shù)已成功實現(xiàn)了地月之間距離的國內(nèi)最高精度測量。此次珠峰測量中，珠峰周邊山峰上交匯點對峰頂覘標就采用了激光測距技術(shù)，當(dāng)然在精度上與“天琴”的激光測量不在一個層次上?！疤烨佟钡募す鉁y量技術(shù)將為目前測繪行業(yè)通用的激光測量技術(shù)帶來精度上的革新，盡管目前還不能直接用來對珠峰高度進行測量。

 記者：為何不能用無人機等進行測量？

 程曉：無人機技術(shù)在地形測繪中已經(jīng)扮演著越來越重要的角色。然而，無人機對于珠峰高程測量還有很多困難目前難以突破——首先是峰頂空氣稀薄、氣流變化頻繁，無人機無法正常作業(yè)；其次測量峰頂高程所用的關(guān)鍵測量設(shè)備，包括冰雷達和重力儀等，都無法采用無人機進行掛載作業(yè)，如果發(fā)生意外，損失巨大。因此，此次航空重力測量也是采用固定翼有人機實施的。

 記者：在未來，對珠峰的測量會有更加精準、方便的測量手段嗎？

 程曉：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，測繪技術(shù)將取得更大的進步。未來珠峰測量將變得更加便捷，精度將更加準確。例如可以在珠峰頂上架設(shè)高精度GNSS連續(xù)跟蹤站加冰雪雷達觀測系統(tǒng)，同時數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時下傳，但要實現(xiàn)這一點，就需要在通訊、電池、保溫、衛(wèi)星、材料等技術(shù)上取得進一步的突破，才能實現(xiàn)高精度測量設(shè)備在珠峰峰頂?shù)拈L時間駐留和正常工作。

來源： 羊城晚報

編輯：楊成玉