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揭秘8848.86!北斗等7项创新测出“世界之巅”新高度

日期:2020-12-11 / 人气:

8848.86米——2020年12月8日,国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函,共同宣布珠穆朗玛峰最新高程。

 

图源丨新华社

 

珠峰高程测量的核心,就是精确测定珠穆朗玛峰高度,这同时也是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程。新中国成立以来,我国珠峰高程测量经历了从传统大地测量技术到综合现代大地测量技术的转变。每次珠峰测量,都体现了我国测绘技术的不断进步,彰显了我国测绘技术的最高水平。

 

据自然资源部大地测量数据处理中心主任郭春喜介绍,与2005年相比,本次的珠峰高程测量在科学性、创新性以及可靠性方面均有显著的提高,主要有7方面的创新。

 

 

01

 

 

首次应用北斗卫星导航系统

 

这是我国自主研制的北斗卫星导航系统首次应用于珠峰峰顶大地高的计算。GNSS卫星测量作为珠峰测高的重要一环,在2005年主要依靠的是GPS系统,而本次测量以北斗卫星导航系统的观测数据为主,并同时参考了美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯的观测数据。

 

 

图源丨中国经济网

 

北斗与GPS等系统的观测数据相融合,获得了峰顶雪面精度±0.9cm大地高成果,与2005年成果相比,精度提高了2.1cm,北斗与GPS数据融合有效提升峰顶大地高精度和可靠性。北斗同GPS大地高成果一致性较好,精度均为±2.0cm,验证了北斗系统在珠峰地区能够获得同GPS精度相当的大地高结果。

 

 

“北斗卫星本次在珠峰测量过程中的投入使用,使数据时长极大增加,精度大幅提升。”多元GNSS融合计算组组长蒋光伟,“很多现有的研究可能都是阶段性的成果,所以我们做了很多准备。从去年五月开始,科室就已经开始进行技术攻关,主要就是研究如何把北斗系统用在珠峰区域进行特殊的数据处理。

 

 

 

02

 

 

国产仪器成为测高主力

2020年珠峰高程测量中,国产测绘仪器装备全面担纲本次任务。据了解,国产长测程全站仪、峰顶觇标集成GNSS接收机、北斗高精度定位设备等的使用,使得三角高程测量的大地高与GNSS成果的差异由2005年的29cm缩小至2.6cm;国产重力仪首次登顶实测峰顶重力值,同时融入国产航空重力仪1.25万平方公里的重力测量数据,建立了精度为±4.8cm的珠峰地区重力似大地水准面模型。与仅用地面重力数据建立的模型相比,这个模型使精度提高了3.0cm。

 

 

03

 

 

立了珠峰地区高精度似大地水准面精化模型

在本次珠峰测量的数据处理中,数据资料更加丰富,基础数据分辨率、质量、时效性都有较大程度提升,利用超高阶次的地球重力场模型,采用科学先进的似大地水准面精化理论技术,试算模型更具多样化,根据不同数据特点,排列组合出上千种重力水准面模型,进行试算并结合实测值优中选优,大幅度提升了珠峰地区似大地水准面模型精度,实现珠峰及周边地区重力水准面精度(±4.8cm)比2005年(±14.6cm)提升了2倍,似大地水准面模型分辨率从2.5′提升到1.5′。

 

 

 

04

 

 

多层面成果对比

本次测量数据处理工作进行了多个层面的成果比对工作,保证最终发布成果的可靠性,包括国内外不同GNSS数据处理软件的成果比对;不同观测技术的成果比对;2020年计算成果与2005年计算成果的比对;数据中心计算成果与中国测绘科学研究院检核成果的比对;我国计算成果与尼泊尔计算成果的比对。

 

 

05

 

 

中尼两国数据首次融合

这是中国和尼泊尔首次联合构建了珠峰地区全球高程基准,峰顶大地水准面差距仅相差7.2cm,成果符合性好,为两国联合发布基于全球高程基准的珠峰新高度奠定了坚实的基础。

 

此前,由于中尼双方的大地水准面分别在黄海和印度洋两个不同的海平面,起算点不同,因此以往两国珠峰高程测量的数据都分别发布。

 

 

 

06

 

 

大量采用自主研发软件

2020珠峰高程测量数据处理中,基于陕西局地理空间大数据中心资源与云计算技术,研发出适应不同环境、具有不同区域特点的数据处理软件。自主研发了精密水准网平差软件、三角高程网平差软件、重力场精细结构确定与大地水准面精化软件、基于多源GNSS结果的融合软件、加密重力点快速评定与质检软件等。

 

 

07

 

 

北斗与5G的首次结合

 

测绘队员在珠峰高程测量中,首次使用5G技术,并与北斗卫星导航系统相结合,利用通信专网和北斗数据信息化管理平台,在登顶测量前对大本营、二本营以及前进营的北斗/GNSS观测数据进行多次在线采集、数据预分析实验,实现了高寒、高海拔环境下北斗二号和北斗三号卫星信号的同时接收、实时解析和质量预评估,验证分析了高寒、高海拔环境下的北斗观测质量。

 

 

图源丨新华社

 

 

“试验应用5G技术,给我们收集了更多数据,提高了数据处理精度和效率。”郭春喜说。

 

 

在北斗等多项技术加持下,可以说本次珠峰高程测量的精度将是史上最高的一次。与此同时,本次对珠峰地区进行科学考察获得的数据成果,为珠峰高程的精确测定提供重要的数据支撑,为珠峰地区的生态环境保护、地质调查、地壳运动监测、地形测绘、基础建设等方面提供重要数据和技术支撑。

编辑:河南北斗


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