“怎样给珠峰量“身高””

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图①:在西藏乌拉峠附近拍摄的珠穆朗玛峰。 新华社记者吕帅摄

②:珠峰高程测量登山队队员在山顶上拍了纪念照。 新华社特约记者扎西次仁摄

制图:沈亦伶

珠穆朗玛峰是世界第一高峰，珠峰高程测量一直是备受关注的热点之一。 “标高”是指测量点在起算面以上的垂直高度。 计算面不同，得到的高程值自然不同。 如果给一个物体量“身高”，无论从哪里开始数，都会直接影响最终的测量结果。 印度板块与欧亚板块交界处的珠峰，其“身高”变化是印度板块向欧亚板块俯冲引起地壳变化的结果。 测量珠峰的海拔，从地质变化的研究到自然灾害、气候变化的预测，都具有重要的科学意义。

迄今为止，我国对珠峰共进行了3次独立攀登测量。 1975年、珠峰海拔8848.13米(减去积雪厚度0.92米) 2005年、珠峰海拔8844.43米(减去积雪厚度3.5米)年，中国和尼泊尔大地测量工作者分别进行了珠峰高程测量，经过联合数据解决，

3次测量分别相距30年和15年，设备因使用的测量手段而异，测量条件也相应发生较大变化，而且3次高程测量的基准点和高程基准面也有所不同。 这些因素造成了三次珠峰高程测量结果的差异。

测量三次后，珠峰确实是“高”

首先，珠峰高程不断变化。 这种变化不仅取决于3次困难的高程测量结果的分解，而且取决于珠峰地区长时间连续的全球导航卫星系统( gnss )的观测结果的分解也很重要。 经过长时间的监测，珠峰一带每年高出约0.4厘米，珠峰可以说一直“高大”。

我国三次珠峰测量时参考的高程基准面不同。 1975年珠峰测量与青岛验潮站1950年至1956年验潮资料明确的黄海平均海面为海拔起算面1975年测量的起算面相比，2005年珠峰测量所参考的平均海平面上升了约2.9厘米。 这次珠峰测量使用的是世界平均海面。 与2005年测量使用的起算面相比，这次的起算面约高30厘米。 高程基准面之间的差异会导致高程测量值的差异。 我国的高程测量以黄海平均海面为基准面，尼泊尔以印度洋孟加拉湾平均海面为高程基准面。 在年珠峰测量中，我国和尼泊尔两国大地测量业者在充分协商的基础上，同意使用世界高程基准面作为此次珠峰测量的高程起算面。

珠峰高程测量:收集了许多“硬核科学技术首次”

值得一提的是，年珠峰测量在使用最现代的测量技术的同时，充分表明了以国产装备为主，我国自主开发的大地测量设备具备高寒和高原地区的作业能力。

首次沿登顶路线测量地面重力测量至珠峰顶，首次采用航空空重力测量技术测量珠峰地区重力场。 这为改善珠峰高程计算面本身的精度提供了重要的观测数据，为珠峰高程的精确测量提供了重要的支持。

利用中国国产全球导航卫星系统终端首次测量珠峰，中国北斗全球卫星导航系统首次参与珠峰测量。 全球导航卫星系统由中、俄、美、欧4个卫星导航系统组成，目前可测量珠峰顶部相对于参考椭球面(即近似表示地球大小和形状的椭球面)的高程，简称“大地高程” 工程建设和大众常用的标高通常被称为“标高”。 为了正确得到“海拔”，需要从全球导航卫星系统测量的大地高度中减去平均海面和参考椭球面的差。 也就是说，只有消除两个高程计算面的差异，才能得到我们常说的“高程”。

在珠峰地区首次进行了航空三维激光测量。 这不仅考验了国产三维激光设备在高原和高寒地区的作业能力，也考验了中国高原航空的测量能力。 航空三维激光测量可以测量珠峰三维地形。 进而，可以找到珠峰雪面的最高点区域，为珠峰三维地形图的绘制奠定基础。 此外，国产雪深雷达也首次参与珠峰雪深测量，为珠峰积雪厚度检测提供了重要支持，为珠峰岩面高程检测提供了技术支持。

此次珠峰测量除了全球导航卫星系统等先进手段外，还采用三角高程测量法测量珠峰高程。 也就是说，在珠峰地区的6个全球导航卫星系统基站，利用三角高程测量法测量各台站到珠峰的垂直角，进而计算各台站和珠峰的大地段差。 由于各台站具有已知的高精度大地高度，各台站大地高度加上各台站和珠峰大地的高度差，可以分别取得珠峰顶上的大地高度，并相互对照。 通过各种方法测量的珠峰雪面大地高度减去大地水准面高度，可以得到珠峰雪面的精确“海拔”。

未来珠峰测量:积极迎接新的挑战

与以往两次测量相比，珠峰高程测量观测方法更科学，观测手段更丰富，观测设备更先进，测量结果也更可靠。 将来，为了得到更科学、更严密的珠峰高程测量结果，我们可以大力加以利用。

第一，对珠峰进行全面的雷达雪深测量，以查明珠峰的岩面最高点。 第二，尽量在岩面最高点设置固定基准站，使不同年份、不同测量队完成的珠峰测量结果对同一基准站，所得岩面测量结果更具有严密性和可比性。 第三，每次珠峰测量都可以通过三维激光测量找到珠峰雪面最高峰，作为珠峰雪面最高点。 由于珠峰雪面高程每年都在变化，雪面最高点可能不同，但可以结合雪深测量估算山顶相同面积下的积雪容量，通过对相、间段积雪容量变化的分析，可以为气候变化、环境变化的研究提供参考数据。 第四，珠峰测量的时间间隔应该基本相同，这样珠峰高程测量结果的变化才能支撑珠峰地区地壳运动变化的监测。

另外，无论是在联合国进行珠峰测量，还是我国独立进行测量，珠峰高程的大地水准面都必须基于同一基准面(优选世界高程基准面)，由此得到的高程可以更严格地反映珠峰高程随时间的变化情况。

作为地球上的最高峰，珠峰的测量非常困难，是测绘行业一直关注的热点。 准确的珠峰高程测量结果体现了国家的综合实力和科学技术的快速发展水平，是国家主权的象征，具有重大的国际影响和社会利益。 随着我国国力的迅速发展和科学技术的进步，未来珠峰高程测量将使百尺竿头更进一步，推进地球科学的研究。

(作者杨元喜为中国科学院院士，任夏为西安测绘研究所研究员)。

推荐书目: [/s2/]

1 .《大地测量学基础》:吕志平、乔书波编； 测绘出版社出版。

2.《gps卫星导航的定位原理和做法》:刘基佑编。 科学出版社出版

3 .《珠峰简史》(修订版) :徐永清着； 商务印书馆出版。

(作者:杨元喜任夏)