黑科技测量珠峰

2020-12-23 04:48张珠容
学与玩 2020年10期
关键词:峰顶高程导航系统

张珠容

2020年5月27日,珠峰高程测量登山队的8名登山队员克服重重困难,从北坡成功登顶。消息一出,世界关注,国人振奋。这次登顶珠峰,距我国登山队首次将觇(chan)标带到峰顶已经过去了45年。

中国测量珠峰“身高”全纪录1714年,清政府委派理蕃院主事胜住等人测量珠峰高程,但结果没有得到记载。

1966年和1968年,中国科学院和国家测绘总局两次组队,对珠峰高程进行测量。这两次测量未在峰顶树立觇标,也未测量峰顶冰雪厚度。

1975年5月27日,我国首次将测量觇标矗立于珠峰之巅,并测得珠峰精确的海拔高程为8848.13米。

1992年、1998年,我国分别和意大利、美国合作复测,两次测定均未对外公布珠峰的“身高”。

2005年,我国启动新一轮珠峰高程测量,最终测得珠峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43米。

我国测量珠峰高程的历史由来已久。此次的高程测量结果虽然尚未公布,但一定比前几次更精确。这是因为随着科技的进步,本次测量过程中运用了许多天工“黑科技”。

北斗卫星导航系统

要说清楚北斗卫星导航系统,我们先来说说什么是全球卫星导航系统(GNSS),它是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。这样说大家可能不太理解,但是说到GPS(全球定位系统),大家可能就比较熟悉了。GPS是美国开发出的卫星定位系统,而北斗卫星导航系统则是我国自主研发的全球定位系统。

目前,北斗已经成为联合国卫星导航委员会认定的供应商之一。

此次在攀登珠峰峰顶过程中,北斗卫星导航系统接收机通过卫星获取平面位置、峰顶雪面大地高等信息,然后通过处理中国北斗、美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略这4个卫星导航系统信号输出的观测量,从而确定珠峰高程。其中,北斗的卫星就有20多颗。

优势

1.降低了工作强度,提高了工作效率。

2.没有误差积累,定位精度高。

3.北斗测量定位过程中,测站之间无须满足通视条件,可以提供精密的数据。

小读者可能不知道,北斗在我们的生活中已经被广泛应用了。2018年前三季度,中国的智能手机市场中约有470款具有定位功能,其中支持北斗定位的有298款。今年6月,北斗三號全球系统收官之星发射成功。相信未来,北斗全球卫星导航系统会在我们的生活中发挥更大的作用。

高原冰雪探测雷达系统

北斗在测量过程中,精度大概仅为两米,且只能测得雪面高度。这时,就轮到高原冰雪探测雷达系统“大显身手”了。高原冰雪探测雷达系统简称雪深雷达,它主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深。通过雪深雷达观测获得珠峰峰顶冰雪层厚度,并将其从珠峰峰顶雪面海拔中扣除,获得的珠峰峰顶岩石面海拔,这才是俗称的“珠峰高程”。

其实,在2005年测量珠峰高程时,登山队就使用了雪深雷达,但当时雷达与GNSS之间主要是通过一条线来串联的,无法做到时间同步、位置同步,因此后期数据解算效率比较低。经过科研工作者的努力,此次的雪深雷达实现了全国产化定制和实测。本次的雪深雷达有以下“亮点”:

1.重量更轻。雷达主机、

收发天线等部件的整体重量不超过5公斤。

2.精度更高。雷达探测深度超过5米,并可实现-40C超低温环境下连续作业。

3.集成度高。雷达内部全面实现系统集成,实现时间、位置同步,每项雷达数据均有相应的GNSS数据对应并储存。

4.数据解算速度更快。

此外,为了使测量结果更精确,此次测量过程中,还使用了机械重力仪等工具;而测量数据能够实时传输给后方的计算中心,更是得益于5G网络的应用。随着科技的进步,珠峰高程测量的结果会越来越精确,而这正是一代代“攀登者”努力的结果,是他们让中国不断进步,走向世界之巅!

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