“最新珠峰高度是怎样测出来的”

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12月8日，中国和尼泊尔两国共同宣布，经过两国队扎实工作，珠穆朗玛峰的最新海拔为8848.86米。 这次珠峰高程测量也是中国对珠峰开展的第四次大规模测绘和科学试验。

最新珠峰的高度是怎么测量的？ 人类测量珠峰的技术手段经过怎样的进步迅速发展？ 本报特约珠峰高程测量技术协调小组成员、中尼珠峰测量联合技术委员会成员蒋涛向网民解答了这些问题。

珠穆朗玛峰，简称珠峰，是喜马拉雅山脉的主峰，是世界上海拔最高的山峰，位于中国和尼泊尔的国境线上，北部在中国西藏的定日县境内，南部在尼泊尔境内。

几千万年前，印度洋板块与亚洲大陆板块碰撞压迫，青藏高原逐渐隆起形成“世界屋顶”，其代表性的山峰是珠峰。

作为世界最高峰，珠峰的正确高度，本来就受到世界的关注。 那么，年珠峰高程测量是怎么进行的？ 其中的科学道理是什么呢

珠峰高程测量在中国是“gnss卫星测量、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、航空重力和遥感测量、大地水准面精化和实景三维建模等多种以前流传下来的，综合使用现代测绘技术，珠峰 具体的科学事业可以分为以下六个层次。

建立gnss坐标控制网

在珠峰地区建立了全球导航卫星系统( gnss )坐标控制网，测量队员逐步开展高精度gnss网观测，取得343网点的三维坐标，确立了高精度珠峰高程测量坐标的起算标准。

将黄海高程基准值准确地传播到珠峰脚下

珠峰和周边地区设立海拔控制网，开展水平测量，从位于西藏日喀则地区的国家一等水准点测量，测量队员利用精密水准器，将黄海海拔标准值逐一精确传播到珠峰脚下，一共完成780多公里的水平测量。

珠峰北侧首次进行航空重力测量

在珠峰和周边地区进行重力测量。 正确测量珠峰高程需要建立珠峰地区高精度的大地水准面模型，还需要分布均匀的高精度重力数据。 通常的重力测量使用地面重力测量的方法，测绘人员拿着重力计进行现场测量，把仪器放在某个测量点上，测量一段时间就能得到该点的重力数据。 珠峰地区平均海拔5000米以上，地形极端多且复杂，大部分地区无法开展地面重力测量，重力数据少，存在大量重力数据空北区。 因此，我们在世界上第一个珠峰北侧地区开展了航空空重力测量，处理了重力数据空白问题，提高了珠峰地区的高程计算面精度。

航空空重力测量顾名思义，是把航空空重力计安装在飞机上。 这相当于在飞机上安装感知地面重力的传感器，反映了地面重力的变化。 飞机按照预先设计的测量线往返空，形成多条飞行测量线密集的空中的重力数据面。 我们结合机载卫星的动态定位、惯性导航和重力计数据测量了空中的重力值。

这次珠峰北侧地区航空重力测量采用航空地质一号机，配备先进航空重力计，飞行高度超过1万米，合计航空重力测量线总长5635.2公里，展望面积1.27万 珠峰本身地形多而杂，数据资料不完整，飞机在高地起飞，风特别大，风险高，可以说是难度大的飞行。 我们在与空军队、民航、气象等部门的技术专家反复咨询后，决心在珠峰地区开展高风险、高难度的航空空测量。

登山队员登上山顶开展山顶测量

珠峰高程测量最重要的是测量登山队员的登顶进行山顶测量，取得山顶观测数据。 年5月27日11点，中国测量登山队成功登顶后，在山顶停留了创纪录的150分钟。 在山顶上进行了测量标架、gnss测量、雪深雷达测量、地面重力测量，采用了国产设备。

登山队员首次实现了顶部北斗卫星定位，观测时间超过40分钟，顶点和珠峰地区9个gnss地面测量局组成了顶部gnss联测网，进行了gnss同步观测。

登山队员利用国产重力计，世界上首次测量珠峰顶重力观测值，有助于提高珠峰高程计算面的精度。 另外，使用国产地质雷达探测器测量了顶部冰雪层的厚度。

此外，地面测量者从珠峰脚下的6个测量站，使用自主开发的测距计，照射峰顶的反射棱镜进行交叉观测，最长测距接近19公里，交叉观测数据主要为峰顶的gnss测量数据提供独立检查核

在珠峰顶这一极寒、极低气压的高地环境下测定成功，证明了国产测量仪的长足进步。

珠峰测量数据解决分析

完成所有测量数据的获取，经过质量检查后，进入珠峰测量数据的分析阶段。 一般来说，珠峰高程测量数据解决的核心是通过严密的计算得到珠峰的“顶”和“底”的正确位置。

解决gnss控制网、顶峰gnss联测网和交叉测量数据后，得到珠峰顶峰坐标点的三维空间坐标，即纬度、经度和大地高度。 数据解决的结果，用gnss测量数据计算的珠峰大地高度和交叉测量的明确结果，只有2.6厘米的差别，考虑到两种技术手段相互独立，这个水平的差别根据非常小的误差理论，用gnss测量得到的珠峰 这实现了珠峰“顶”的高精度测量。

其次精确计算珠峰“底”的位置，科学家根据物理大地测量的理论方法进行数据解决，结合联航空重力、地面重力、高分辨率地形和其他数据，结合gnss和水平测量数据，珠峰地区的大地水准面莫 结果表明，加上航空空重力测量数据，珠峰高程计算面精度达到4.8厘米，与没有航空空重力测量数据的情况相比，精度提高了近40%，珠峰高程精度也相应提高。

明确珠峰的“顶”和“底”，从珠峰顶上的大地高度减去大地水准面之差，就可以得到精确的珠峰海拔值。

中尼合作开展数据解决

珠峰高程测量的总体目标是执行中尼联合声明，实现中尼两国共同发表珠峰高程。 中尼双方成立了中尼珠峰测量联合技术委员会，合作开展了数据解决。

海拔标准是珠峰海拔测量的重要因素，中国和尼泊尔有本国的法定海拔标准，中国是黄海平均海面，尼泊尔是印度洋平均海面。 根据国际合作规则，国际合作通常使用共同的高程基准，而不使用一个高程基准。

中尼联合技术委员会经过技术会谈最终达成协议:根据国际大地测量协会公布的关于世界海拔标准( ihrs )的定义和参数，联合地面重力、航空重力及其他数据建立珠峰地区的重力大地水准面。 这是世界高程基准在珠峰地区具体实现，作为中尼共同发表珠峰高程的计算方面。

选定高程基准后，中尼在数据解决阶段，对每个项目仔细检查了中间数据和结果，双方数据和结果一致性良好，最终双方技术团队共同明确了基于世界高程基准的珠峰雪面高程为8848.86米。

另外，在珠峰高程测量事业中，中国开展了珠峰地区航空遥感测量、实景三维模型构建和冰川变化监测等事业。 珠峰测量获得的丰富观测数据成果，将为珠峰地区生态环境保护修复、自然资源管理、地质研究和调查等行业提供宝贵的第一手观测资料。

延伸阅览

测量珠峰高度的历史回顾

三角测量示意图。

人类对珠峰的认识最初是从测量其高度开始的。 历史上，珠峰高度测量的技术也迅速发展。

无人登顶的三角高程测量

从1714年到1715年，在清朝康熙帝的派遣下，清朝测量者深入珠峰脚下，利用铜镀金矩全圆仪、铜控制方矩象限仪(现藏故宫博物院)等仪器，初步测量珠峰的位置和高度，“皇舆全览 这是人类第一个测绘珠峰。

1847年，英属印度测量局在距离珠峰300公里以上的恒河平原上，采用三角高程测量法首次测量珠峰高度，海拔为8778米。 三角高程测量法是指在脚下的地面测量站设置光学测量仪器，专业测量人员照射珠峰顶部雪面，测量从地面测量站到顶部的距离，测量顶部的高度角，即视线和水平面之间的角度，最后按照三角函数的关系

在人类还没有攀登珠峰的时期，三角高程测量珠峰高度是非常巧妙的遥测技术。 但是，由于从地面测站到山顶的距离很远，即使是很小的高度角测量误差也会带来很大的高度误差。 另外，大气层是上面稀疏的包围层，在光通过不同密度的介质时发生折射。 从地面气象站看山顶时，视线通过3000米左右厚度的大气层，反射光线产生显着的折射，产生大气的折射差，导致珠峰高度的测量误差。

从1921年到1954年，英属印度测量局在改进测量仪器、技术和做法后，多次展开测量，通过加权计算得到了比较准确的珠峰海拔8847.6米，约8848米。

人员登上珠峰制定测量标准

从地面测站照射珠峰顶雪面，不同测站观测的目标不一致，产生较大的误差，这是三角高程测量方法的缺陷。

1975年，中国开展了大规模珠峰测量，登山队员首次在山顶最高点建立测量标，从10个地面测量站进行观测，保证所有地面测量站达到标准的是山顶最高点，而且是同一个点。

在我国科学家的努力下，采用改进的理论方法，结合气象参数观测数据，很好地处理了大气折射误差的课题。

这次也使用人力插棒的方法，测量了山顶雪的厚度0.92米(不含结冰层)。 另外，珠峰地区进行的三角网测量、水平测量、重力测量，相关数据为珠峰高程提供了计算标准。 取得所有测量数据后，最后算出珠峰海拔为8848.13米。

卫星精密定位技术测量珠峰高程

从1987年开始，随着全球导航卫星系统( gnss )的应用，珠峰高程测量进入了卫星精密定位时代，中外各国多次利用gnss技术测量珠峰高度。

gnss测量利用人造卫星实现地表点的精确测量，利用地面gnss观测设备接收卫星信号，根据信号传输速度和传输时间，测量卫星到地表测量点的距离。 从卫星到地心的距离可以通过精密明确卫星的轨道来知道，所以可以得到从地表测量点到地球基准椭圆体的距离。 这个距离被称为“大地的高度”。

另外，“大地高度”不是我们常说的“海拔高度”，为了得到“海拔高度”，需要明确大地层面，即与平均海面重叠，延伸到大陆内部，包围地球的所有水平面。 大地水准面表示平均海面，是海拔的起算面或基准面，我们平时说的海拔是相对于该起算面的高度值，这也是被称为海拔的原因。

大地水准面是测量大地水准面相对于地球基准椭圆体的距离，即大地水准面的差，这需要利用区域内密集分布的重力数据，根据物理大地测量的理论和做法求出，因此需要重力测量。 我国1975年和2005年的两次大规模珠峰测量都利用水平测量和重力测量技术，将位于青岛的黄海高程基准值传播到珠峰地区，实现珠峰高程计算方面的明确化。

明确了精密珠峰顶上的大地高度和大地水准面差的值后，从前者中减去后者就得到珠峰顶上的海拔，在测量学上被称为正高。

珠峰顶上冰雪层厚度测量

珠峰顶上常年被冰雪复盖，珠峰顶上雪面到岩石面的冰雪层厚度，到2005年为止使用人力插条进行了深入测量。 我国2005年珠峰测量时首次使用便携式雷达探测器精确检测珠峰顶部冰雪层的厚度，得到顶部坐标点的冰雪层厚度值为3.50米，测量精度为±0.1米。 (蒋涛)