新快报·ZAKER广州 06-13
院士科普“珠峰测量” 广州中小学师生看了这样一场直播
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6 月 12 日上午,广州车陂小学、昌乐小学等多所学校的师生们今天都在同一时间,聚精会神盯着教室中的大屏幕,屏幕上正以 " 视频直播 " 的方式播放着中国科学院广州地球化学研究所所长徐义刚院士主讲的一堂别开生面的科普课:珠峰高程测量。

活动由广州市科学技术协会、广州日报社主办,广州市科学技术普及中心、广东广播电视台珠江经济台、广州喜扬扬传媒、新快报 ZAKER 广州承办,广州科普大讲坛第 174 期特别节目《珠峰测量——中国科技 " 定义 " 世界新高度》。节目预告发出后,引发了市内多所中小学校关注,并组织学生观看直播。

珠穆朗玛峰位于世界 " 第三极 " 青藏高原,是全球最高峰,精确高度历来受到人们关注,2020 年珠峰高程测量无疑是全世界瞩目的热点事件。继 1975 年测得珠峰海拔高度 8848.13 米后,2005 年人们又测得了 8844.43 米的岩面高度。随着时间推移,珠峰高度会随着板块运动不断变化。此外,以往的很多测量技术都来自国外,而这次测量,则是采用了中国自主的技术和国产设备。例如北斗卫星导航系统,GNSS 接收机、超长距离光电测距仪、雪深雷达、峰顶重力仪、峰顶觇标等关键测量装备等均由我国自主研制,而且许多是广州的产品。本次测量被认为将产生 " 有史以来最精确的测量结果 "。同时,测量珠峰高程使用我国自主测绘数据,既是综合国力和科技水平的体现,更是国家主权的重要象征。

徐义刚从本次珠峰测量的背景和意义、测什么、怎么测、使用了哪些国产技术和设备测等方面,详细讲述了有关珠峰测量的科学知识。讲述过程图文并茂,深入浅出,其中包括展示大地水准面、测量各点连线、卫星导航技术示意等等,不但让师生们知晓了珠峰高程测量的真正含义和科学原理,更让人们感受到国产技术和设备在此次测量中的担当。

珠峰高程测量的准确性取决于两个关键因素:珠峰的山顶高度位置、海拔高度的起算面位置。峰顶一年四季都在变化,而测量是短时间内完成的。所以不能用雪顶来限定珠峰的高度。珠峰高程测量测的是岩面高,需要利用冰雪深雷达探测仪测量峰顶冰雪厚度,这样才能确定岩面高。

为什么一定要人力背着设备登顶去测?不可以坐直升机登顶或者通过遥感卫星和无人机完成吗?

徐义刚院士表示:" 需要人员登顶去测,这跟我们追求的测量质量有关。早前印度测量局就是通过三角测量获得的,没有登顶,但他们的那批数据现在看来有很多缺陷。2020 珠峰高程测量活动的定位是要获得历史最高精度的珠峰高程测量结果,这就必须攀登上去测量。卫星遥感影像目前主要用于地表的监测,它可以获得地表的一些信息,但就目前来说精度还是不够,珠峰的山顶高度和海拔高度的起算面位置是珠峰高程测量的两个关键因素。如果没有人工到峰顶上去,就不能放置觇标,也不能测量雪深,不能精确地测定岩面高。而 GNSS 测的是大地高,需要校正,而峰顶的重力测量是进行这种校正所必需的,也是大幅提高精度的有效办法。至于飞机、无人机,珠峰峰顶气流不稳定、大风多、气温低,测量型无人机目前还无法在峰顶飞行,也没有机器人顶峰作业的经历,直升机登顶也存在巨大的风险。"

直播现场还与本次珠峰高程测量峰顶设备负责人、自然资源部第一大地测量队项目合作部主任柏华岗,做了视频连线,柏华岗给师生们讲述了登上过程中的艰辛和测量开展中的困难,也称赞了广州提供的技术和设备。

柏华岗表示,测量登山队这次是三次冲顶,最后一次才成功。前两次包括第三次气候还是不正常。往年好天气一个窗口期可能能持续 3~5 天,这次窗口期基本上都是最多 2~3 天,这对登山计划的周密性要求很高。登山的整个过程也很曲折,尤其是当时在 7790 大营地搭帐篷的时候,风很大,如果搭不起帐篷的话,人就没法休息,就不能继续停留,再往上攀登也是个麻烦事,登山队顶住压力,不畏艰难,用了 2 个小时才把帐篷搭起来,最后在营地休息一晚上,第二天才能上到峰顶。

" 这次珠峰测量也使用了广州提供的技术和设备(部分),在高寒的条件下,对于设备的要求非常高,要求在低温、低压、高海拔能正常工作,特别是电子设备,一般电子设备的电池都在零度以下就不放电了,我们所有的设备都要求零下 10 ℃要正常能工作,而且根据设备性能的不同,工作时长也不一样。像监视设备要求工作最少 4 个小时,雷达设备至少工作 2 个小时,然后我们的峰顶的其他的电子产品最少要求工作 1 个小时以上。我们这次在峰顶的设备都是工作正常,数据质量良好,获得了可靠的峰顶的测量数据。"

节目还邀请到了广州南方测绘集团南方卫星导航副总工程师丁永祥,介绍了 2020 珠峰测量雪深雷达南方 GNSS 模块集成技术概况,以及在相关科技领域的国际地位和技术应用等内容。

【小科普】

三种测量方法:

(1)水准测量:测定两点间高差的主要方法,也是最精密的方法,主要用于建立国家或地区的高程控制网。

(2)三角高程测量:确定两点间高差的简便方法,不受地形条件限制,传递高程迅速,但精度低于水准测量。

(3)GNSS 水准测量法:确定测量点的大地高,再通过大地水准面精化技术,将 GNSS 大地高,转换为我国高程系统的正常高。

新快报记者吴晓娴 通讯员刘威 周秋洪

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