重测珠峰：也是重测我们自己

张江齐　岳建利

珠穆朗玛峰作为世界最高峰其海拔高程数据历来为世界各国关注。从1847年～2005年人们求证珠峰高程已经历10次之多，展现了人类用生命与心血勇攀高峰，探索自然奥秘的奋斗过程。由于技术手段的进步和珠峰地区强烈的地壳运动，重测珠峰高程还有其重要的科学意义。近10年来包括中国在内的测量科考队多次测量了珠峰高程，引起了地学界广泛的关注，能否给出权威的珠峰高程成果也体现我国的主权和实力，为此，国家测绘局2005年5月重新测量了珠穆朗玛峰高程。

高程测量

为保证峰顶观测成功与可靠性，我们采用了3套相互补充印证的观测方案同时进行。一种方案采用了传统的三角测距法观测峰顶树立的觇标与测距反射棱镜；第二种观测方案采用现代空间大地测量法，直接将GPS全球定位系统在峰顶观测；第三种利用雪深雷达组合GPS动态定位技术观测峰顶覆雪厚度与雪面地形；只要有一种观测方案能够实现，就能确保珠峰观测成功。

2005年5月22日11时08分～12时20分，我国登山测量队携带精密测量设备成功登上珠穆朗玛峰顶。登山测量队员在珠峰顶架设了三角测量觇标，激光测距反射棱镜，在平均海拔5562米的6个观测站，完成了2天三角测距观测，最近测站距峰顶10171米；利用雪深探测雷达在峰顶观测了39分钟，完成了峰顶覆雪厚度的测量；利用GPS全球定位技术完成了36分钟空间定位观测；为了推算峰顶重力值，重力梯度观测沿登山路线推进至距珠峰1.9千米的7695米高度。珠峰峰顶测量采用了多种可相互独立验证的测量技术，成功地获得了完全来自峰顶的观测数据，是有史以来最为全面、精确的测量。

基本原理

利用大地测量技术要实现的目标就是准确地观测出珠峰的地理坐标位置与高度，所有观测成果的处理必须在与真实地球最接近的参考椭球面和似大地水准面上进行。如果将椭球近似为圆球时，珠峰起算观测站以垂线方向为准观测珠峰顶部觇标，这两点相对于地球质心方向相交于地心，同时珠峰顶点相对于参考椭球的法线与相对质心方向的垂线是存在夹角的，这种夹角我们称作垂线偏差。珠峰的海拔高程是珠峰顶点沿垂线方向到平均海水面的高差，因此所有的各种观测数据必须要经过垂线偏差改正，首先参照标准椭球完成珠峰的坐标位置归算与相对该位置的法线高度计算，然后再沿观测出的垂线方向归算到珠峰下的平均海水面，并求得海拔高程。

观测过程

1.由于青藏地区特别是喜玛拉雅地区的地壳运动剧烈，监测的结果表明每年向北东方向的移动至少5厘米，高度抬升每年1厘米左右，因此在该地区施测珠峰的坐标起算与高程起算点都应与国家的大地测量基准体系重新确定关系；为了监测珠峰与青藏高原的抬升与压缩变形规律，在青藏高原布测了48点的监测网。

2.从全面更新的6个控制网起算交会点观测珠峰，其关键问题是要消除误差提高观测精度，观测误差来自与距离成正比关系的高度角测量、垂线偏差、大气折光测量误差;与高差成正比的水平距离观测误差。因此在珠峰顶设立觇标与定位仪是精确测定水平距离与相对高差的前提；尽可能缩短起算点到珠峰的距离，抬升起算点的观测高度是提高传统观测精度的方法，直到在峰顶直接观测空间坐标位置是最精确的办法。

3.为了传递高程起算点，从国家一等水准路线起始观测了397千米的水准路线到距珠峰10千米的支1起算点，全部6个珠峰交会点的高程传递均由该点引出。

4.为实现沿垂线方向将峰顶高程准确地归算到平均海水面，在珠峰地区建立了40点组成GPS、水准与重力组合的控制网，准确地观测出珠峰脚下起伏不平的水准面相对于参考椭球面的差值。

5.为获得珠峰顶部水准面到参考椭球精确差距，开展了重力梯度与重力加密测量，最高点到达7659米的C2营地，依据重力梯度的变化趋势推算出峰顶重力值。为此观测了96个重力加密点。

6.为了减少大气折射引起的观测角度变化，利用探空气球观测了温度梯度，并计算遮光改正系数，提高了观测角精度。

珠峰测量中使用了高新测量技术，同时结合了传统观测方法，通过多种的观测手段相互检核，证明了本次观测成果的可靠性与精确性，是目前世界珠峰测高史中最精确可靠的高程成果。

峰顶冰雪层厚度探测 利用电磁波在地下媒介中的传播和反射特性进行地下不可见目标体或界面的探查与定位分辨。在地表上向地下发射电磁波，电磁波在地下介质持续变化的界面上产生散射，根据散射回波的时延和形状，可解译出目标深度。是目前可用、可靠的雪深探测设备，曾用于高寒地区的冰雪层厚度的探测。

重力测量与大地水准面受地球内部物质结构、密度和分布状态的影响，重力场的形状具有不规则性；珠峰地区的重力场与大地水准面形状受相关因素影响十分复杂，其大地水准面异常达到28米左右，因此它的精确性对高程的影响巨大，重力测量与水准面的精确求定直接相关。

GPS定位GPS又称为全球定位系统，空基星座由24颗卫星组成，地基跟踪站有200多个，共同形成空间定位系统。与传统的测量方式的区别在于，传统测量法可从远距离观测角度实现定位测高，GPS法必须将设备运到峰顶直接观测，如果能够观测到来自4颗卫星的数据就可实现相对地心的三维定位，其精度可达到毫米，在本次测量中被广泛应用。

【责任编辑】林京