在人類首次從北坡成功登頂珠峰60周年、中國首次精確測定并公布珠峰高程45周年之際,2020珠峰高程測量于近日啟程。目前,測量任務(wù)已進(jìn)入登頂測量階段。
珠峰是國際測量技術(shù)的競技場。在測量世界最高峰“身高”的艱苦探索中,科技的力量總是與人類的腳步同行。在先進(jìn)測繪技術(shù)、通信技術(shù)等“隊(duì)友”的撐腰下,珠峰測量正在變得更加精確和順利。
首次應(yīng)用北斗系統(tǒng)
此次珠峰高程測量首次運(yùn)用了我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)。這也是北斗衛(wèi)星繼在抗疫中顯露威力之后,再度發(fā)揮重要作用。
自然資源部第一大地測量隊(duì)(國測一大隊(duì))隊(duì)長、2020珠峰高程測量現(xiàn)場總指揮李國鵬說,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)衛(wèi)星測量是此次測高中的重要一環(huán)。在珠峰峰頂,GNSS接收機(jī)能通過衛(wèi)星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息,并將大地高程換算成海拔高程。
2005年我國對珠峰高程進(jìn)行測量時(shí),GNSS衛(wèi)星測量主要依賴美國的GPS系統(tǒng)。而此次測量,將同時(shí)參考中國北斗、美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),并且以北斗的數(shù)據(jù)為主。登頂測量時(shí),頂峰的GNSS接收機(jī)將依托北斗系統(tǒng)和珠峰地區(qū)以及外圍的GNSS監(jiān)測網(wǎng)聯(lián)機(jī)同步觀測,還可監(jiān)測相關(guān)地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)。
“能在世界最高峰的高程測量中應(yīng)用北斗系統(tǒng),這是我們中國測繪人的驕傲。”李國鵬說。
作為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一,北斗系統(tǒng)是我國重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施,可為全球用戶提供高精度定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。2018年底,北斗三號基本系統(tǒng)建成,開始提供全球服務(wù)。今年是北斗全球組網(wǎng)的收官之年:3月,第54顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射并進(jìn)入工作軌道。根據(jù)計(jì)劃,5月我國將組織最后一次北斗三號衛(wèi)星發(fā)射,從而全面建成北斗三號全球系統(tǒng)。
在此次新冠肺炎疫情防控中,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也發(fā)揮了重要作用。在武漢火神山、雷神山醫(yī)院建設(shè)過程中,北斗的高精度測量為“中國速度”提供了支持;利用北斗提供的精確位置和時(shí)間信息,讓人事物的溯源尋根和動(dòng)態(tài)管控成為可能。
航空重力測量亮相
珠峰高程測量是多種技術(shù)手段的綜合應(yīng)用過程。除了GNSS衛(wèi)星測量、雪深雷達(dá)測量外,還會(huì)采用精密水準(zhǔn)測量、光電測距、重力測量、天文測量、衛(wèi)星遙感、似大地水準(zhǔn)面精化等多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)。最終公布的海拔高度,也是對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的結(jié)果。
值得一提的是,此次測量將運(yùn)用航空重力測量技術(shù),以提升測量精度。這也是我國首次在珠峰區(qū)域開展航空重力和遙感綜合調(diào)查,將填補(bǔ)相應(yīng)數(shù)據(jù)資料的空白。
重力測量即測量地球表面的重力加速度值,是精確獲取高程測量成果的要素之一。通過航空重力測量數(shù)據(jù),能夠解算出更高精度的大地水準(zhǔn)面(即海拔高程系統(tǒng)的起算面),可以將珠峰地區(qū)大地水準(zhǔn)面精度從米級提高到厘米級,從而讓珠峰的“身高”更精確。
據(jù)了解,此次航空重力測量將一系列復(fù)雜的測量系統(tǒng)裝在飛機(jī)上,包括兩套自主研發(fā)的國產(chǎn)航空重力儀、兩套進(jìn)口重力儀、一套ADS100航空攝像機(jī)和一套激光雷達(dá)測量儀。除了重力測量外,航空遙感數(shù)據(jù)能夠獲得大范圍、高精度的珠峰及周邊區(qū)域三維地形測量結(jié)果,如同拍攝一張上億像素的珠峰全景高清大圖。
登頂測量確保準(zhǔn)確
專業(yè)測繪隊(duì)員的“腳步”+現(xiàn)代測量技術(shù)的“神器”——珠峰高程測量需要合力。如今,珠峰高程測量已實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)大地測量技術(shù)到綜合現(xiàn)代大地測量技術(shù)的轉(zhuǎn)變。專業(yè)測繪人員登頂,可使測量數(shù)據(jù)更可靠、更具說服力。
據(jù)專家介紹,早期進(jìn)行的珠峰測繪大多無人登頂。傳統(tǒng)的交會(huì)和三角高程測量在這種情況下有可能出現(xiàn)偏差。1975年,中國登山隊(duì)登頂珠峰,登山隊(duì)員首次將覘標(biāo)(設(shè)置在三角點(diǎn)或精密導(dǎo)線點(diǎn)上供觀測用的標(biāo)架)帶上了珠峰頂峰。測繪人員從珠峰附近選擇了9個(gè)測站點(diǎn),對準(zhǔn)覘標(biāo)觀測水平角和垂直角,確定珠峰的水平位置和各測站至珠峰的水平距離。根據(jù)三角高程測量原理,推算出珠峰高程為8848.13米。
目前的技術(shù)手段還無法確保無人機(jī)或機(jī)器人在峰頂作業(yè)。GNSS接收機(jī)、雪深雷達(dá)、氣象測量和覘標(biāo)等儀器都需要人攜帶至頂峰,以準(zhǔn)確地獲得數(shù)據(jù)。李國鵬說,珠峰峰頂氣流不穩(wěn)定、多大風(fēng)、氣溫低,測量型無人機(jī)目前尚無法在峰頂飛行,也尚無機(jī)器人頂峰作業(yè)經(jīng)歷。不過,這在以后可能會(huì)成為一種趨勢。
或許在不久的將來,無人機(jī)、機(jī)器人將代替人類,獨(dú)自踏上珠峰測高之旅。
國產(chǎn)設(shè)備擔(dān)當(dāng)重任
此次珠峰測量任務(wù)中,國產(chǎn)設(shè)備擔(dān)當(dāng)重任,其可靠性和精度相較于15年前的測量有了質(zhì)的提高。
在極端環(huán)境下進(jìn)行高度測量,對各類裝備的技術(shù)含量提出了很高的要求,很多裝備都需進(jìn)行特別改裝研制。尤其是在峰頂使用的裝備,必須能在低溫、低壓、低氧環(huán)境下使用。為此,多家國內(nèi)生產(chǎn)廠商與國測一大隊(duì)共同研制了多類特殊測量設(shè)備。
雪地雷達(dá)就是其中之一,這一設(shè)備能夠根據(jù)不同物質(zhì)對于頻率的不同反應(yīng),完成珠峰峰頂雪深和巖石高度的測量工作。和普通的地質(zhì)雷達(dá)不同,雪地雷達(dá)能夠在低溫、低能耗的惡劣環(huán)境下完成工作。
2005年,我國首先測得珠峰頂峰的巖面高程和雪深數(shù)據(jù),當(dāng)時(shí)使用的雪深雷達(dá)是意大利設(shè)備。當(dāng)雪深雷達(dá)運(yùn)到大本營之后,突然出現(xiàn)故障,無法正常使用。工作人員不得不緊急聯(lián)系意大利廠商,請其帶著新儀器火速飛往中國。
與15年前相比,此次珠峰測高對雪深雷達(dá)提出了更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),要求同時(shí)獲取位置信息和雪深數(shù)據(jù),兼具衛(wèi)星大地測量和雷達(dá)系統(tǒng)的功能,同時(shí)必須輕便、易攜。在多家國外企業(yè)無法研發(fā)的情況下,一家國內(nèi)廠商研發(fā)生產(chǎn)成功。此次登頂并再次分別測量頂峰雪深和巖面高程數(shù)據(jù)后,將為研究珠峰地區(qū)地質(zhì)和氣候變化提供更為精細(xì)的數(shù)據(jù)支撐。
此外,“出征”測高任務(wù)的天頂儀、重力儀、峰頂覘標(biāo)、用于三角交會(huì)測量的超長距離測距儀等設(shè)備均為國產(chǎn)儀器。我國最新的測繪基準(zhǔn)體系建設(shè)成果也將應(yīng)用于此次測量。李國鵬說,我國的測繪技術(shù)在國際上是一流的,能夠確保此次珠峰高程測量順利進(jìn)行。
5G信號覆蓋峰頂
日前,在珠峰海拔6500米前進(jìn)營地,中國移動(dòng)全球海拔最高的5G基站正式投入使用。5G信號對珠峰北坡登山線路及峰頂實(shí)現(xiàn)了覆蓋,首次登頂世界最高峰。
經(jīng)在珠峰大本營的現(xiàn)場實(shí)測,5G100兆赫獨(dú)立組網(wǎng)模式的下行峰值突破每秒1.6G,上行速率最高可達(dá)每秒215M,可有效滿足珠峰上4K和VR高清直播要求。如今,已有數(shù)百萬網(wǎng)友通過5G直播實(shí)時(shí)看白雪、觀星辰,欣賞珠穆朗瑪峰的壯美與險(xiǎn)峻。
據(jù)了解,經(jīng)過1個(gè)多月、百余名工程師的攻堅(jiān)克難,在海拔5200米的珠峰大本營、5800米的過渡營地以及6500米的前進(jìn)營地3個(gè)關(guān)鍵區(qū)域內(nèi),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5G信號的全覆蓋。其中,5300米處的基站為全球海拔最高的常態(tài)化5G基站,主要保障珠峰大本營區(qū)域的信號。待5G開通商用后,登山者、游客和當(dāng)?shù)鼐用窨稍诖蟊緺I區(qū)域使用5G服務(wù)。海拔5800米和6500米處的基站為臨時(shí)基站,主要保障攀登路線至峰頂?shù)男盘枺?020珠峰高程測量結(jié)束后將拆除。
此次5G基站的建設(shè)突破了多項(xiàng)技術(shù)和建設(shè)難點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)5G信號與復(fù)雜高山高寒場景的匹配,中國移動(dòng)選擇華為提供整體解決方案及主要設(shè)備。在海拔6500米的5G基站,由于距離珠峰峰頂存在2000多米落差,為了有效覆蓋峰頂,基站全部選用了華為極簡基站產(chǎn)品,可通過波束賦形技術(shù)提高在垂直維度的覆蓋范圍。
除了5G信號外,中國移動(dòng)還與華為、準(zhǔn)達(dá)在3個(gè)營地部署了千兆光纖網(wǎng)絡(luò),供測繪、登山和技術(shù)保障等人員使用。中國移動(dòng)相關(guān)人員表示,5G覆蓋珠峰峰頂及雙千兆珠峰全面覆蓋,實(shí)現(xiàn)了歷史性突破,這一耗資突破千萬量級的浩大工程,將為登山、科考、測繪、環(huán)保工作者在高峰上的用網(wǎng)速度和體驗(yàn)保駕護(hù)航。(記者 劉峣)
熱門
聯(lián)系我們:52 78 229 @qq.com
版權(quán)所有 重播新聞網(wǎng) www.hbmingxingmzc.cn 豫ICP備17019456號-13