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珠峰“身高”怎样量?

来路:中国天然资源报  公布日期:2020年05月12日  阅读次数:

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  作为天下第一顶峰,珠穆朗玛峰“身高”要想准确测得并非易事。2020珠峰高程丈量综合运用了环球导航卫星条理丈量、水准丈量、光电测距、交会和三角高程丈量、雪深雷达丈量、重力丈量、地理丈量、卫星遥感、似大地水准面精化等多种传统和古代测绘技能,准确测定珠峰高程。此中,水准丈量、重力丈量是紧张丈量手腕,它们是怎样停止的呢?请看本报特派记者从现场发回的报道。

  水准丈量:用脚步通报高程

  水准丈量是珠峰高程丈量的紧张手腕。水准丈量是用水准仪和水准尺测定空中上两点间高差的办法。在空中两点间安顿水准仪,观察直立在两点上的水准标尺,按标尺上读数推算两点间的高差。通常由水准已知点动身,沿选定的水准道路逐站测定各点的高差。

  2020珠峰高程丈量的水准丈量是从日喀则国度深层基岩水准点动身。客岁12月,天然资源部第一大地丈量队的水准丈量组就离开西藏,经拉孜县不断推到定日县和聂木拉县,复测了珠峰地域的一等水准网。然后,以此一等水准网为基准,从定日县和岗嘎镇分红两条干线,停止珠峰地域的二等水准丈量,不断通报到珠峰大本营的水准基点。再以此为已知点,经过三等水准丈量、高程导线、三角高程丈量、跨河水准丈量等方法通报到珠峰脚下6个交会点。待到觇标树立在珠峰峰顶,各交会点经过三角丈量,并和其他丈量手腕所得后果综算计算,确定珠峰的精准高程。

  一等水准的精度高于二等,二等高于三等。但即便是三等水准丈量,每公里的偶尔偏差也是毫米级的。水准丈量对偏差要求极端严厉,以包管水准数据的准确。

  在珠峰脚下的扎西宗乡和曲当乡之间,记者目击了水准丈量操纵进程。下战书4点,水准组开端预备丈量了。他们找到观察的间歇点,这是他们上午测到的地位。水准丈量要避开中午,太阳直射倒霉于观察,他们的任务日期通常是上午8点到12点,下战书4点到8点,每半天被他们称为一个光段。在这里,他们每个光段能测3公里多。每段道路,都必需一步一步去走。

  丈量队员金良把电子水准仪从仪器箱里取出来,让其顺应情况温度,以最大限制防止热胀冷缩能够带来的影响。颠末复杂的调试,丈量就开端了。一个担任测距的工人,手持推轮测距仪,从点位动身,量12米,画出一个标志,再量12米,再画出一个标志。金良扛起测距器,把三脚架架设在第一个标志正上方。别的一名工人扛着标尺快步走过第二个标志处,先把一个金属的尺台放在地上,再把标尺牢固在尺台上。如许,水准仪间隔前后两个标尺的间隔都是12米,用他们的专业术语说便是前后视距要相称。

  金良先把水准仪瞄准前方的标尺,观察、对准,读取并记载数据,再转过头,瞄准后方的标尺,异样的流程,就得出了这两点之间的高差。等前后都丈量好了,他一挥手,扛起仪器就走,牢固前方两个标尺的工人扛起标尺就走,后方的标尺坚持不动。金良把仪器扛到方才后方标尺之前第一个标志处架设,而工人则把标尺扛到第二个标志处牢固住。这时,方才位于后方的标尺就成为前方的,而方才前方的标尺则成为后方的,水准仪仍然位于两个标尺两头。就如许再反复方才的丈量流程,一站一站测下去。

  在水准丈量中,有些路段很风险,路边是峻峭的山崖,堆满乱石。常常队员们正测着测着,一块石头就滚落上去。有的是被风吹落,有的是被山上的岩羊踩落。丈量队员们就如许克制种种倒霉要素,一步一步将高程通报到珠峰脚下。

  重力丈量:为了珠峰“身高”更准确

  “重力丈量对珠峰高程丈量具有严重意义,用于珠峰地区大地水准面精化、构建高精度的重力场模子等,为准确测定珠峰高程起到极为紧张的作用。”天然资源部第一大地丈量队四中队(重力中队)队长康胜军说,重力丈量效果也可用于冰川变革、地动、板块活动等题目的研讨。

  重力丈量是测定地球外表的重力减速度值。测定重力值可以应用与重力有关的物理景象,比方在重力作用下的自在落体活动、摆的摆动、弹簧伸缩等。重力丈量分相对重力丈量和绝对重力丈量。相对重力丈量是测定重力场中一点的相对重力值。比年因由于激光干预条理和高波动度频率规范的呈现,使自在落体着落间隔和日期的测定精度大大进步,现在广泛接纳激光相对重力仪停止相对重力丈量。天然资源部第一大地丈量队总工办副主任何志堂引见说,相对重力丈量对温度、湿度等外界情况要求苛刻,丈量难度较大,在高原地域测得一点的相对重力值偶然乃至需求一周的日期,这次珠峰高程丈量在珠峰周边测得两个点的相对重力值。相对重力值相似于水准丈量中的基准点,在珠峰高程丈量中,更多的照旧停止绝对重力丈量。

  相似于水准丈量是测定两点间的高程差值,绝对重力丈量是测定两点的重力差值。何志堂引见,如今广泛接纳弹簧重力仪停止绝对重力丈量,在差别的地位,受重力影响,弹簧伸缩的水平差别,依据两点弹簧的变革差别取得重力差值。

  康胜军引见说,天然资源部第一大地丈量队曾经在珠峰周边停止加密重力丈量190点。经过对各重力丈量点数值的盘算,可取得此地域重力场信息。

  “重力场信息的紧张性,直白地说便是可以给传统大地丈量手腕所得的数据和古代大地丈量手腕所得的数据搭建一个桥梁。”何志堂说,传统大地丈量手腕比方水准丈量、三角高程丈量,可以测得珠峰高程数据。而基于电子、卫星等的古代大地丈量手腕,比方GNSS(环球卫星导航定位条理)也可测得珠峰高程数据。但这是两个条理,测得的数据怎样无效相互校正、互为增补,这时就需求依托重力场信息。

  2005年珠峰高程丈量,队员任秀波和柏华岗曾把重力丈量推进到7790米,创下了重力丈量最高海拔的天下记录。这次,天然资源部第一大地丈量队在确保平安的条件下,方案在珠峰峰顶展开重力丈量。康胜军引见,爬山道路重力丈量可取得真实、准确的道路和峰顶的重力数据,为前期精化大地水准面及地球重力场的构建提供珍贵的数据。

  “这次珠峰高程丈量重力仪选用根本与1975年、2005年范例靠近的国产高精度重力仪。在原有仪器的根底上,我们与仪器厂商一同,针对珠峰地域特有的天然情况停止了进一步改装,从而确保更适合珠峰地域运用。”康胜军说。

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  2020珠峰高程丈量技能一览

  精细水准丈量:其作用起首是将我国黄海高程基准,从青岛原点准确通报至珠峰地域。这次珠峰丈量,精细水准从位于日喀则的国度一等水准点(也是深层基岩点)起测,将珠峰高程基准通报到珠峰交会点上。除此之外,精细水准与环球导航卫星条理(GNSS)联合,同时应用珠峰地域的空中重力和航空重力材料,失掉与 1985 国度高程基准相分歧的珠峰似大地水准面模子,作为珠峰海压低程的起算面。

  卫星定位技能:应用环球导航卫星条理(GNSS),用于准确确定地球外表任何一点的多少地位。GNSS包罗我国斗极卫星导航条理(BDS)、美国环球定位技能(GPS)、俄罗斯GLONASS卫星导航条理和欧洲伽利略卫星导航条理等。

  卫星导航定位基准站:对卫星导航信号停止临时延续观察,并由通讯设备将观察数据及时或定时传送至数据中央的空中牢固观察站。这些基准站由于延续观察日期长、定位精度高,普通都作为古代大地丈量的控制点。卫星导航定位基准站包罗临时基准站和暂时基准站。国度和省市的测绘基准都接纳临时基准站,而一些严重工程,如海岛礁测绘、珠峰高程丈量等,则依据需求,树立暂时基准站,以进步定位精度。

  交会丈量:依据多个已知点的立体坐标(或高程),经过测定已知点到某待定点的偏向或(和)间隔(或测定其竖直角),以推求此待定点立体坐标(或高程)的丈量技能和办法。以确定待定点立体坐标为目标,称为立体交会丈量;以确定待定点高程的,称为高程交会丈量。

  三角高程丈量:经过观察(已知)控制点与(未知)待定点的程度间隔和高度角,求定两点间高差,并确定待定点高程的办法。它的特点是观察办法复杂,受地形条件限定小。

  似大地水准面精化:大地水准面是指与环球均匀海立体(或运动海水面)相重合的水准面,它是描绘地球外形的一个紧张物理参考面,也是海压低程条理的起算面。大地水准面确实定是经过确定它与参考椭球面的间距——大地水准面差距(关于似大地水准面而言,则称为高程非常)来完成的。

  雪深雷达丈量:应用雪深雷达仪可以准确丈量珠峰峰顶的冰雪层深度,从而将峰顶雪面高程换算为峰顶岩面高程。

  卫星遥感:应用卫星遥感技能监测珠峰地域的冰川变革,研讨当时空变革特性,关于珠峰地域的天然资源办理、生态情况维护也具有紧张意义。

  

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