【儀表網 儀表科普】5月27日11時整，2020珠峰高程測量登山隊8名隊登頂成功。巔峰時刻，全民沸騰。他們是為精確測量世界的新高度而來！
 

 

　　據介紹，本次測量工作總體有五方面的技術突破，具體包括：一是依托北斗衛星導航系統，開展測量工作；二是完全利用國產測繪儀器裝備完成本次測量任務；三是應用航空重力技術，提升測量精度；四是利用實景三維技術，直觀展示珠峰自然資源狀況；五是測繪隊員登頂觀測，獲取可靠測量數據。具體這五方面的技術突破是如何實現的，讓我們來細細分析一下。
 

　　一、依托北斗衛星導航系統
 

　　其中，導航衛星系統(GNSS)衛星測量是重要一環。在峰頂，GNSS接收機能通過衛星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息，而大地高與海拔之間有一定換算關系。
 

　　值得一提的是，2005年測量珠峰“身高”時，GNSS衛星測量主要依賴GPS系統。今年將同時參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗這四大導航衛星系統，并且會以北斗的數據為主。
 

　　這是北斗系統在珠峰高程測量項目中應用。登頂測量時，的GNSS接收機將依托北斗系統和珠峰地區以及外圍的GNSS監測網聯機同步觀測，同時還可監測相關地區的地殼運動。
 

　　北斗系統是中國人自己發明的導航系統，北斗系統的區域增強功能，可以使亞太特別是中國區域可接收信號更精準，可用性更高，盲區更少，同時也保證了數據不會外泄，可靠性更高，而將北斗導航運用于珠峰測量也表示中國的導航系統已經趨向成熟。
 

　　二、完全利用國產測繪儀器裝備完成本次測量任務
 

　　據悉，此次測量任務中，大量裝備國產化，無論是可靠性、精度等都比2005年有質的提高。由于珠峰高程測量在環境下進行，很多裝備都需特別改裝研制，尤其是在峰頂使用的裝備，必須能在低溫、低壓、低氧環境下使用。為此，多家國內生產廠商與國測一大隊共同研制了多類特殊測量設備。
 

　　2005年，我國首先測得了珠峰的巖面高程和雪深數據，當時使用的雪深雷達為意大利設備，而此次使用的雪深雷達要同時獲取位置信息和雪深數據，兼具衛星大地測量和雷達系統的功能。同時，設備必須輕便、易攜。多家國外企業無法研發，終，一國內廠家研發生產成功。
 

　　同時，配合北斗系統使用的GNSS接收機也是國產，并且是國產設備中精度較高的設備。能在世界高峰的高程測量中應用北斗系統，是我們中國測繪人的驕傲。
 

　　此外，這次登山隊員帶的儀器大部分都是國產設備，比如天頂儀、重力儀、峰頂覘標、用于三角交會測量的超長距離測距儀等均為國產儀器。我國新的測繪基準體系建設成果也應用于此次測量。可靠性、精度等都比2005年有質的提高。
 

　　我國專家稱：本次登山隊將使用各種先進的設備和技術，產生“有史以來精確的測量結果”。
 

　　三、應用航空重力技術，提升測量精度
 

　　據了解，此次測量將運用航空重力測量技術，提升測量精度。
 

　　重力測量即地球表面的重力加速度值，也是精確獲取高程測量成果的要素之一，可以對高程測量結果進行有效改正。重力測量一般由測繪隊員操作設備在地面進行。而今年增加的航空重力測量技術，即把一系列復雜的測量系統裝在飛機上，使飛機能在空中進行連續測量，相當于把重力測量儀帶上了天。
 

　　一般的重力測量采用的是地面重力測量的方法，測繪人員攜帶重力儀進行實地測量，將儀器放置在某個測量點位上，測量一段時間就能得到這個點位的重力數據。但珠峰地區平均海拔在5000米以上，地形地貌極其復雜，絕大部分地方人員無法到達，存在大量的重力數據空白區，這就嚴重制約了海拔高程起算面的精準度。
 

　　為了填補珠峰地區地面重力資料的空白，此次測量應用了航空重力測量技術。把先進的航空重力儀安裝在飛機上，這相當于在飛機安裝的一個感應地球重力的傳感器，它能反映地面重力的變化。飛機按照事先設計好的測線在1萬米左右的高度來回飛行，多條飛行測線形成一個密集的空中重力數據面。結合機載衛星動態定位、慣性導航和重力儀數據把空中重力值測出來。
 

　　這樣，航空重力測量的結果結合地面重力測量的結果，再結合衛星資料獲取的數據，通過物理大地測量的理論方法進行數據處理，把珠峰高程起算面精準地確定出來后，就可以精確測定珠峰高程。根據估算，加入航空重力測量的數據后，起算面精準度可以提高大約30%，珠峰峰頂高度的精準度自然也會相應提升。
 

　　四、利用實景三維技術，直觀展示珠峰自然資源狀況
 

　　此外，此次珠峰高程測量還應用了實景三維技術。這主要是為了在登山過程中給測量登山隊提供指導，另外，也讓公眾能夠更直觀地看到珠峰地區的實景，更好地理解珠峰測量的過程和意義。其實從60年代起，中國科學工作者對珠峰地區進行了全面考察，珠峰在古生物、自然地理、高4102山氣候以及現代冰川、地貌等多1653方面，都獲得了豐富的價值。
 

　　五、測繪隊員登頂觀測，獲取可靠測量數據
 

　　攀登珠峰是具有風險的任務，高程測量為什么不能通過測繪技術和高科技設備，必須要靠人來完成？相關測繪專家表示，目前的技術手段尚無法確保測量型無人機或機器人在峰頂作業。
 

　　早期的珠峰測繪多在無人登頂的情況下進行，傳統的交會測量和三角高程測量有可能出現偏差。珠峰峰頂并不是一個點，而是一個20多平方米的平面。從山腳下的各觀測點瞄準峰頂測量，目標點難以一致。因此，必須由人將覘標帶上峰頂。有了覘標，在山腳下布設的觀測點就能更精確地照準峰頂的測量目標，從而測得精確的角度和距離。
 

　　衛星遙感影像，目前主要用于地表的監測，它可以獲得地表的一些信息。但就目前來說它的精度還是不夠，大概能得到的高程方面的精度是兩米，另外就是它測的也是雪面的高度，因為沒有人工到峰頂上去，它就沒有雪深的測量，用衛星遙感影像來珠峰測量精度是不夠的。
 

　　另外，在珠峰頂上作業對直升機的要求是非常高的，要把測量隊員放下來，把測量設備、測量儀器從飛機上卸下來。珠峰頂上的地方非常小，飛機是不能降落的，而且在運動過程中，飛機的螺旋所引起的風有可能會引起冰雪的崩塌。
 

　　因此讓測繪隊員親自登頂，可以獲得可靠的測量數據。
 

　　12大相關高科技科普
 

　　看了以上的黑科技，大家不禁想給我們國家一個大大的贊，雖然以前已對珠峰測量過很多次了，但為了結束上珠峰高程不統一的混亂局面，也為了堅守我國國人精益求精的精神，我們再次用高科技政征服了珠峰，征服了世界！
 

　　不過，看著這么多五花八門的高科技，會不會有些人表示一臉問號，好像聽過，但從來沒有見過，因此小編就搜集了一些相關資料來解解惑，一起來看看吧！
 

　　1.導航衛星系統(GNSS)
 

　　GNSS的全稱是導航衛星系統(Global Navigation Satellite System)，它是泛指所有的衛星導航系統，包括的、區域的和增強的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北斗衛星導航系統，以及相關的增強系統，如美國的WAAS(廣域增強系統)、歐洲的EGNOS(歐洲靜地導航重疊系統)和日本的MSAS(多功能運輸衛星增強系統)等，還涵蓋在建和以后要建設的其他衛星導航系統。GNSS系統是個多系統、多層面、多模式的復雜組合系統。
 

　　2.GNSS接收機
 

　　就是能夠接收GNSS系統信號的接收機。
 

　　GNSS接收機可以根據用途、工作原理、接收頻率等進行不同的分類。
 

　　3.GPS系統
 

　　定位系統(英語：Global Positioning System，通常簡稱GPS)，又稱衛星定位系統，是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。它可以為地球表面絕大部分地區(98%)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。系統由美國國防部研制和維護，可滿足位于任何地方或近地空間的軍事用戶連續精確的確定三維位置、三維運動和時間的需要。
 

　　4.北斗衛星導航系統
 

　　中國北斗衛星導航系統(英文名稱：BeiDou Navigation Satellite System，簡稱BDS)是中國自行研制的衛星導航系統，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛星導航系統。北斗衛星導航系統(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。
 

　　5.雪深雷達
 

　　即用雷達技術探測積雪表面到達地面的垂直深度的一種技術，主要使用雪深雷達探測儀。
 

　　6.天頂儀
 

　　天頂儀(Zenith telescope)，精密測定緯度和緯度變化的儀器。這種儀器用于太爾各特法觀測星對中天天頂距之差來測定天文緯度。一般安裝在固定臺站。它是緯度站的主要觀測儀器。
 

　　7.重力儀
 

　　重力儀，及重力加速度儀，是確定重力加速度的測量儀器。分為重力儀和相對重力儀，前者測定地球表面上一點的重力值，其精度目前可達到十幾微伽(μCal)；后者用于測定地球表面上兩點間重力值的差值，其精度目前也能達到10～20μGal，重力儀通常指相對重力儀。
 

　　8.測距儀
 

　　測距儀，是指一種測定飛機和地面應答臺之間斜距的無線電導航設備。它由機載詢問機和地面應答臺組成。利用測定電波從飛機到電臺之間往返所需時間來決定兩者之間距離的方法。航空上采用1000MHz附近的脈沖波詢問和回答，其作用距離約500km，供航路上使用。此外，為了進近著陸時和微波著陸系統配合，又發展了精密測距儀，利用上升速率更快的脈沖前沿的波形，提高精度，其作用距離約40km。兩種測距儀的工作頻率相同，可以兼容工作。
 

　　9.航空重力測量
 

　　把航空重力測量系統裝在飛機上進行連續測量的—種重力測量方法。它不受地面交通條件的限制，工作效率較高。航空重力測量的原理、方法和儀器與海洋重力測量基本相同，但飛機上儀器所受的干擾加速度比船上要大幾倍到幾十倍，而且周期很長?？罩械膶Ш蕉ㄎ?、航高、航速等測量要求也高，厄缶改正誤差很大；靜力重力儀要附加更強的阻尼易造成重力異常的畸變；且成本較高。
 

　　10.慣性導航
 

　　慣性導航(inertial navigation) 通過測量飛行器的加速度，并自動進行積分運算，獲得飛行器瞬時速度和瞬時位置數據的技術。組成慣性導航系統的設備都安裝在運載體內，工作時不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾，是一種自主式導航系統。
 

　　11.實景三維技術
 

　　運用數碼相機對現有場景進行多角度環視拍攝然后進行后期縫合并加載播放程序來完成的一種三維虛擬展示技術。
 

　　12.交會測量
 

　　交會測量(intersection survey)是根據多個已知點的平面坐標(或高程)，通過測定已知點到某待定點的方向或(和)距離(或測定其豎直角)，以推求此待定點平面坐標(或高程)的測量技術和方法。以確定待定點平面坐標為目的者，稱平面交會測量；以確定待定點高程者，稱高程交會測量；以確定待定點三維坐標的，稱空間交會測量；若僅在已知點設站進行觀測稱前方交會，僅在待定點設站進行觀測稱后方交會，既在待定點設站又在個別已知點設站進行觀測稱側方交會。
 

　　13.三角高程測
 

　　三角高程測量是指通過觀測兩個控制點的水平距離和天頂距(或高度角)求定兩點間高差的方法。它觀測方法簡單，受地形條件限制小，是測定大地控制點高程的基本方法。
 

　　(原標題：珠峰測量背后的13大相關高科技，你知道多少？)