记者:此次测量珠峰要使用那些测量方法?
回答:主要方法是两种。第一种方法是传统的经典测量方法,就是以三角高程测量方法为基础,配合水准测量、三角测量、导线测量等方式,获得的数据进行重力、大气等多方面改正计算,最终得到珠峰高程的有效数据。
通俗来说,就是分三步走:
第一步,先在珠峰脚下选定较容易的、能够架设水准仪器的测量点,先把这些点的精确高程确定下来。如何确定呢?要用水准测量、高程导线测量等方法逐级确定,就是以最多60米为一个测量站,在测量站的两端设立两个个标尺,通过水准仪的水平视线,可以测出两根标尺之间的高差。我们再以起算面为基准,把这一站一站的高差不断累加起来,就可以得到珠峰脚下测量点的高程。
在过去的几十年中,经过我国几代测量人员的不懈努力,已经取得西藏拉孜县相对青岛水准原点的精确高度。因此,在此次珠峰复测行动中,起算面就不必是青岛了,而是拉孜。测量队员们从拉孜开始,徒步向珠峰测量,路程约500公里,测量站最终可能超过10000个。
第二步,在珠峰峰顶架起觇标,运用三角几何学中“勾股定理”的基本原理,推算出珠峰峰顶相对于这几个点的高程差;
第三步,获得的高程数据要进行重力、大气等多方面的改正计算,最终确定珠峰高程测量的有效数据。我国1975年测定珠峰高程的时候就采用的就是这种方法。那年5月27日,我国首次将测量觇标立于珠峰之颠。从珠峰附近选择了9个测站点,它们分布在以珠峰为中心的69度的扇形区域内,至珠峰的距离为8.5~21.2公里,高程为5600~6240米。在9个测站上对珠峰觇标观测水平角和垂直角,根据水平角确定珠峰的水平位置和各测站至珠峰的水平距离。根据三角高程测量原理,由这些垂直角和水平距离确定各测站同珠峰之间的高差,在进行了天文、重力、气象测量等修正后,进而推得从我国黄海平均海面起算的珠峰高程为 8848.13米。
第二种方法是GPS卫星大地测量法,这种方法是近几十年才发展完善起来的,此次是我国首次使用这种先进的方法来测量珠峰的高度。在这种方法中,首先要建立一个能够与地球形状最大程度契合的参考椭球。众所周知,太空中有很多环绕地球飞行的卫星,通过这些卫星,我们可以利用GPS仪器比较容易的获得珠峰相对于这个地球参考椭球的准确的三维坐标。然后,只要我们确定了参考椭球与真实地球在珠峰最高点上的高程差,就能够得到珠峰准确的高程。
当然,珠峰最高点这个高程差的获得并不容易,需要在珠峰的周围地区选择大量的点进行GPS观测、水准观测、重力观测,同时建立精确的数学模型,通过对测量数据的分析、计算来获得“珠峰最高点的高程差”这个参数。
■测量如何进行
记者:此次测量珠峰的行动是如何具体实施的?
回答:由于此次测量珠峰的工作量很大,由国家测绘局组建的中国珠峰测量队的40多名队员被分成了GPS综合测量分队、水准测量分队、重力测量分队及登山冲顶分队等4个分队,同时展开各自的测量工作。按照测量计划,整个测量过程大约分为五个阶段:
第一阶段,从3月中旬到4月中旬,进行珠峰外围地区的测量工作。GPS综合测量分队在青藏高原广大地区的30个主测量点和40多个附测量点展开6轮联机观测行动,这些测量点大都分布在藏北无人区和昆仑、唐古拉、喜马拉雅、冈底斯等藏区大山中,都是被精心选择的青藏高原板块典型的地理标点,联机观测的数据结果将反映青藏高原地壳变化进程的细节;由于在过去的几十年中,我国已经由国家测绘局在全国范围内布设了高等级的水准网,因此我们在此次珠峰高程测量中已经取得西藏拉孜县相对青岛水准原点的精确高度,因此水准测量分队从拉孜起测,逐步向珠峰推进;重力测量分队从拉萨开始向珠峰边测量边推进;登山冲顶分队在珠峰大本营随西藏登山队开始适应性训练。
第二阶段,从4月中旬到5月,在珠峰周边地区进行测量。GPS综合测量分队布测珠峰GPS测量控制网,包括29个测量点,进行6轮联机同步观测;水准测量分队分别通过四条路线向珠峰推近,选定珠峰下的交会测量点;重力测量分队进驻珠峰地区展开测量;登山冲顶分队进行高海拔适应性训练和登山训练。
第三阶段,5月,登山冲顶分队冲击珠峰峰顶,在峰顶树立觇标,各组进行珠峰峰顶交会测量。
第四阶段,5月至6月下旬,各分队进行数据整理和补充测量,并汇总数据。
第五阶段,6月下旬至9月,数据的分析和计算,获得珠峰高程最终数据,报国务院批准。
记者:与前几次测量珠峰相比,此次测量珠峰有哪些创新之处?
回答:有四个方面的创新。
第一,随着测绘科技和测量技术设备的巨大进步,对珠峰测量的精确度将有明显的提高,这也是我国首次由专业测绘测绘人员和专业登山队员合作,携带测绘仪器,登上珠峰峰顶进行实地观测。
第二,要用测深雷达准确探测出珠峰峰顶的浮雪和永久冰层的厚度,为准确计算珠峰的“身高”提供科学依据。
第三,要在珠峰峰顶树立测量觇标。觇标是建在地面上或其他建筑物顶部的测量专业标架,作为观测照准目标和供升高仪器位置之用。此次觇标是用航空铝合金材料制成。而且设计更精巧以方便携带、安装。与以往觇标不同的是,珠峰觇标上还将安装上GPS天线和反射棱镜,以方便测量需要。
第四,将是首次在8000米以上进行重力测量,同时对珠峰周边地区开展大规模控制测量工作,通过分析研究近邻区域40年的观测资料,开展与珠峰高度位置变化密切相关的地球科研工作。