给“巨人”量“身高”

2022-07-08 13:31
少儿科学周刊·少年版 2022年11期
关键词:外福峰顶测量方法

外福来最近接到了一个颇具挑战的任务——采访曾参与2020年珠峰高程测量的科研人员,并协助导演拍摄一部相关题材的纪录片。这不,一大早,他就来到了中国测绘科学研究院,向这里的研究员们取取经。

外福来:对于大众来说,测量珠峰高度是一项神秘而复杂的任务。那么,为什么要开展这样的测量活动呢?

王博士:我们测量珠峰,就好比给一位正在成长的“巨人”量“身高”。受地球板块运动和地震等因素影响,我国青藏高原地区的环境持续变化,珠峰的高度也会有所改变。因此,我们每隔几年就要对珠峰的“身高”进行一次测量,从而比较直观地观测地质变化的过程。

外福来:印度和美国的科学家也测量过珠峰的高度,但测量结果与我国的不同, 这又是什么呢?

王博士:珠峰高度存在争论有许多种原因。首先,各国选择的海拔原点不同。其次,随着季节的变化,珠峰的冰雪层厚度不同,这对于测量结果也有直接影响。此外,每个国家采用的测量方法和测量精度也不一样。目前已知的不同测量方法,精度差别可达50cm。

外福来:原来是这样。那咱们是如何给珠峰量“身高”的呢?

王博士:珠峰测量是一项大工程,其中包含了多种测量方式。三角高程测量是传统的测量方法,它与我们数学课本中求三角形边长的计算方式十分相似。我们在珠峰脚下设置了6个交会点,并派遣测量队员在珠峰峰顶架起红色觇(chān)标。通过实测交会点到峰顶觇标点的斜边距离及垂直角度,就能得到相关的高度数据。

登山队在山顶放一个觇标,再从6个点上用调至水平的经纬仪测出仰角α和距离r,再通过直角三角形计算公式,得到h就是山高。这6个山高数据一平均,珠峰高度有了。

外来福:没想到书本上的勾股定理和函数知识还能在珠峰测量中大显神通呢!

王博士:除了传统的测量方法,我们还用到了许多“黑科技”——我国自主研发的北斗卫星导航系统、天顶仪、重力仪都是测量装备的中坚力量。测量人员将采集到的重力数据、水准数据、地形数据、卫星定位数据等各种结果相互校验,最终综合计算,才得到了基于全球高程基准的珠峰峰顶的雪面海拔高度。

外福来:既然我们拥有了这么先进的卫星导航系统和测量设备,为什么还需要测量队员新版登顶进行操作呢?是否可以依靠无人机或机器人来完成测量?

王博士:的确,攀登珠峰要克服极端天气、地理地势和高原反应等诸多困难,而且风险很高。为了拿到更加精确的数据,我们需要借助人力将各种复杂仪器带至顶峰,并由专业人员操作设备进行测量。由于珠峰峰顶气流不稳定、风速高、气温低,无人机和机器人也很难抵达,更无法独立完成工作。不过,我们相信,使用高科技设备完成测繪任务必将成为未来的趋势。

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