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为什么非要人力给珠峰测身高?_珠峰测量为什么不能用无人机

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-06 09:22:31

2020珠峰高程测量登山队8名队员从北坡登上珠峰顶峰了

这是时隔15年年后我国再次测量最高峰高度实现了人类首次从珠峰北坡登顶让五星红旗在世界之巅飘扬。

登顶后并不会马上公布珠峰的身高,科学家需要通过复杂的计算消除误差已得到精准的高程。

以前测量所所有的数据都是靠测量队员带回来但这次是5G就架到6000多米了可以实施把数据传下来这样就更精确了。要是用飞机测量的话珠峰顶上的地方非常小飞机是不能降落的在运行中飞机的螺旋所引起的风可能引起雪崩,所以还是人力测具有重要的价值。

测量珠峰为什么一定要靠人登顶,测量的意义何在?

测量珠穆朗玛峰的高度需要人工测量一是因为测量精度要在厘米级,遥感卫星测量高程精度只有2米级,二是因为珠穆朗玛峰顶部有积雪,测量高度须测峰顶基岩的高度。

关于珠穆朗玛峰的高程测量,2020珠峰高程测量技术协调组组长、中国测绘科学研究院研究员党亚民在接受媒体采访时表示,在制定珠穆朗玛峰高程测量的技术方案时,对多种不需要人工登山的方案也进行了论证,比如直升机送人登顶、航天飞机测量等方案都因技术原因被否决了。

最终2020年珠穆朗玛峰的高程测量的技术方案是测绘队与登山队一起登山,综合运用全球导航卫星系统卫星测量、精密水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感、似大地水准面精化等多种测绘技术来精确测出珠穆朗玛峰的高度。

全球导航卫星系统卫星测量

需要测绘队登至珠穆朗玛峰顶部后,找到雪层下的基岩,安装导航卫星接收器。与以往依靠GPS不同的是这次测量同时参考全球四大导航系统(我国北斗、美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo),并且这次测量以北斗导航系统的数据为主。

安装导航卫星接收器就可以建立珠穆朗玛峰在地球数字化模型中的三维坐标,通过计算即可得到珠穆朗玛峰高度的数据。

精密水准测量和光电测距

水准测量法是目前工程中最常用的测绘方法。珠穆朗玛峰高程的测量理论上从最初的基准点青岛海拔基本面开始,每35米设立标杆,用水准测量仪计算标杆尺度的变化,在水平视线内测标尺之间的高差,然后将高差累加,直到珠穆朗玛峰。

实际上不用如此麻烦,1997年就测出了拉孜县的海拔,2005年测绘出了珠穆朗玛峰5600米处测绘站的海拔。这次测量可能是测量队员峰顶后放置觇标,从观测站观测觇标,利用三角函数计算珠穆朗玛峰的高度。

光电测距应该是辅助水准测量,利用光电测距仪测出珠穆朗玛峰顶与山腰观测站的直线距离,相当于在三角函数运算中知道了一条斜边长,使运算更简便准确。

雪深雷达测量

测量队峰顶后在珠穆朗玛峰的峰顶设置雪深雷达,以后珠穆朗玛峰顶的积雪深度会实时监测传输给地面观测站。这些监测数据就可以为以后无人机或航天测绘,或者精度提高之后的遥感卫星测绘消除因积雪厚度变化带来的误差。

重力测量

根据万有力公式 F=(GMm)^2 ,我们知道海拔越高,r越大,理论上物体所受引力越小。所以物体在地面与高山重力测量会表现出差异,根据相对差值,我们可以计算出高度。

图为1965年,我国科考队在珠穆朗玛峰6500米处进行重力测量

2005年珠穆朗玛峰高程测量时,重力测量实验最高在珠穆朗玛峰海拔7790米处进行。这次的2020年珠穆朗玛峰高程测量计划在安全允许的条件下在峰顶进行重力测量实验。

以上测量手段所得数据与未详细提到的天文测量、似大地水准面精化等确定的数据进行对比校正,预计会在测绘队成功登顶的2 3个月后公布此次珠穆朗玛峰高程测绘的数据。

综上所述,要想精确测定珠穆朗玛峰的高度,以目前的 科技 水平,人力登山是非常有必要的,卫星遥感测绘高度精度太低。当然人力登山测绘也是借助先进的现代仪器,并不代表技术原始落后。

它测量的是从峰顶到大地的高度,是以地球椭圆球体算的身高,而不是以我国的海平面基准线为基准线,要知道,全球各国的海平面基准线并不相同,我国的海平面水准零点位置在青岛地区,这意味着珠穆朗玛峰的高度是从青岛地区的水准零点作为起点,山顶高度作为终点来计算。

其次,卫星遥感测量无法减去冰雪的高度,而人工测量则有效避免了冰雪因素,另外,卫星遥感测量的精度在高程方向是1-2米,而人工测量的精确度可以达到厘米级,测绘结果更为科学、严谨、有说服力!

此外,珠峰峰顶气流不稳定,大风多,气温又低,再猛的汉子站那上面都得冻得嗷嗷的,更何况是脆弱的测量型无人机呢?

怕是还没起飞就坠落了,那看起来坚强一点的飞机呢?

它倒是不会坠落,但它的螺旋桨引起的风极有可能引起冰雪的崩塌,就跟冰雪奇缘艾莎公主的大招一样,面对极寒风暴吧朋友们!

既然如此,那该怎么测呢?

首先我们要知道,珠峰高程即珠峰海拔高,作为世界第一高峰,珠峰仍在不断地长高, 只需要板块运动就行了,果然是大自然的宠儿真是令人羡慕!

于是受地球板块运动和地震等因素的影响,珠峰地区的环境持续发生变化,这也是为什么要不断测量珠峰高程的原因。

对测绘 科技 工作者而言,珠穆朗玛峰有“雪面大地高”“雪面正常高”,“雪面海拔高”“岩石面海拔高”四个高程,珠峰高程数据处理即围绕这四个高程进行精确计算。

地球表面地形起伏巨大,科学家们假设静止的海水面向大陆延伸,把地球包裹起来形成“大地水准面”,珠峰海拔高就是指峰顶到大地水准面的距离,然而,大地水准面无法直接测量,需要珠峰地区现实性强、分辨率高、数据庞大的,水准数据、重力数据、地形数据和卫星定位数据综合计算得到。

此次的水准测量就是从日喀则的国家一级水准点出发的,以这个点为起点,向珠峰脚下布测了数条水准线路,并且首次将我国国家高程基准传递至中国和尼泊尔边界。

此外还有个值得骄傲的点就是,这次测量是人类首次实现了实测珠峰峰顶的重力值,还采用航空重力测量,连片测量了人类无法涉足区域的重力值。

要不怎么说每次珠峰测量都是国家最高 科技 水平的体现呢?

不容置疑的就是,与2005年相比,此次珠峰高程测量的科学性、可靠性、创新性都有了明显提高!

既然是如此大规模的一次测量,那么数据就可想而知的庞大了!

这次收集了 100多万平方公里最新地形数据,总量达到了1.44亿条 ,这是个什么概念呢?

光是面积就相当于5个陕西省

根据公开资料显示,2020年5月27日11时,测量登山队员在珠峰峰顶架起红色觇标,同时珠峰脚下6个交会点的测量队员,实测了交会点到峰顶觇标点的斜边距离及垂直角度,由此可以计算出峰顶觇标点相对交会点的高度差。

此时,加上已知交会点的大地高就得到珠峰雪面大地高

这个时候,我国小骄傲北斗卫星也没闲着,峰顶GNSS接收器接收以北斗卫星为主的各卫星导航系统数据,再用专业数据处理软件算出峰顶平面位置和大地高,将这一成果与前面说到的传统交会测量取得的成果进行校验与融合,再把这数据汇交到自然资源部大地测量数据处理中心,就有近50名专业技术人员经过一系列严密计算,获得精准的峰顶雪面大地高,从而建立起珠峰地区1万平方公里的大地水准面模型,这就得到了基于我国国家高程基准的珠峰峰顶雪面海拔高。

珠峰高程测量已实现了由传统大地测量技术到综合现代大地测量技术的转变。专业测绘人员登顶,有助于GNSS (全球卫星导航系统)等多种测量技术更准确地获得数据。

觇标必须由人带上峰顶,有了它,在山脚下布设的观测点,就能更精确地照准峰顶的测量目标,从而测得精确的角度和距离。

GNSS接收机、雪深雷达、气象测量和觇标等仪器都需要人携带至顶峰。

珠峰峰顶气流不稳定、多大风、气温低,测量型无人机目前尚无法在峰顶飞行,也尚无机器人顶峰作业经历。

没有卫星测量技术以前,只能是人力测量。现在卫星测量完全可以进行,但是卫星测量的精度可能没有人力测量的精度高。卫星测量也必须要人力参与,必须在珠穆朗玛峰最高点安装一个卫星信号接收测量和测量结果发射装置,还需要有一个风能和太阳能发电存电设备,供测量设备电能需要,这样卫星测量就可以在任何时间进行测量,比纯人力测量要省力。

GPS与北斗测量的是大地高,也就是相对于标准椭球面的高度(也就是几何高),不是相对于水准面的高度,珠峰测量是从黄海高程引过去的水准点相对测量,需要依靠人工去完成,测得的是水准高程,这也是物理上克服重力做功的高度,因而更有现实意义与价值。

为什么非要人力给珠峰测身高?

测量珠峰一定要靠人登顶的原因是专业测绘队员登顶,可使测量数据更可靠、更具说服力,并且目前的技术手段尚无法确保测量型无人机或机器人在峰顶作业。测量珠峰的意义在于精确测定珠峰高度,测量成果可用于地球动力学板块运动等领域研究。

早期的珠峰测绘多在无人登顶的情况下进行,传统的交会测量和三角高程测量有可能出现偏差。其实珠峰峰顶并不是一个点,而是一个20多平方米的平面。从山脚下的各观测点瞄准峰顶测量,目标点难以一致。因此,必须由人将觇标带上峰顶。有了觇标,我们在山脚下布设的观测点就能更精确地照准峰顶的测量目标,从而测得精确的角度和距离。

当前利用卫星遥感技术测量峰顶高程的精度,远低于大地测量方法,而且只能测出雪顶的高程。另外就是它测的也是雪面的高度,因为没有人工到峰顶上去,它就没有雪深的测量,这样也不能作为一个很准确的结果来发布。所以就目前情况来看,用卫星遥感影像来测量珠峰是不够的。珠峰峰顶大风多,气流不稳定,气温低,测量型无人机目前尚无法在峰顶恶劣环境飞行。此外,目前为止还没有使用机器人操作精密测量仪器的先例,峰顶作业更无可能。

我们需要掌握青藏高原以及周边区域的地质活动情况,从而制定科学应对策略。精确的峰顶雪深、气象、风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。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。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。

珠峰新身高8848.86米,珠峰新身高怎么算出来的?

因为卫星遥感并不够精准,仅仅只能够将雪面的高度测出来,而峰顶的空间非常小,所以直升机无法停在峰顶,也就没有办法用直升机来进行测量,所以只有人力测珠峰身高最适合。二零二零年登高队前往珠峰顶峰进行珠峰身高的测量。

珠峰的登山环境是非常恶劣的,登山队必须要克服登山过程中的各种困难。一般下午的时候珠峰上的风特别大,所以登山队必须提前返回。珠峰凌晨的雪无法粘脚,所以登山队队员们必须穿着4斤重的靴子在凌晨登峰。为了要将珠峰的身高测量精准,登山队还必须要携带雪深雷达、重力仪等等各种仪器设备,在峰顶由专业人员操作这些仪器设备。

之所以不使用卫星遥感和直升机的原因有很多,其中包括天气、环境等方面的问题。卫星遥感在测量珠峰的时候精度不够高,所以测量的珠峰身高也就不够准确。直升机没有办法降落在珠峰顶部,因为珠峰顶部的空间十分小。另外直升机的螺旋桨旋转时风力极大,可能会让珠峰上的冰雪发生崩塌。珠峰峰顶上的气流非常不稳定,因此对于直升机的要求也会相对比较高,直升机在驾驶的时候也很难保证能够适应珠峰峰顶的环境条件。

所以不管是遥感卫星还是直升机,都不适合对珠峰的身高进行测量。虽然人力测珠峰身高非常困难,但是相较于其它两种方法会更稳妥一些,也可以测量的更精准。

为什么人们每隔一段时间,就要去测量珠峰的高度?

珠峰的新高度是经过人工测量之后,最后经过科学的计算得出的,这个结果需要经过进一步的核算,关于题主问的这个问题,我会通过以下几点做详细解答。

一、关于测量珠穆朗玛峰的新高度。

我们都知道珠穆朗玛峰是全球第一大高峰,上一次测量珠穆朗玛峰的高度还是在2005年的时候,那个时候珠穆朗玛峰的高度是8848.43米。现在隔了15年,我们为什么还要再一次测量珠穆朗玛峰的高度呢?其实通过测量这么大风的高度,可以帮助我们更好地理解亚欧板块和印度洋板块的地质运动,同时也能够帮助我们加深对于地球的理解和认识,甚至可以帮助我们理解地震运动的一些原理。

二、珠峰的新高度是怎么算出来的?

首先可以明确的是以人类目前的颗粒水平来看,还没有办法通过无人机等设备来测量珠峰的新高度,所以我们只能通过人工测量的手段来测量。在人工测量数据之后,会通过一系列的数据对比来得出中锋的新高度,同时出生的新高度并不是一成不变的,具体也要根据海平面的基准来定,以我国的测量基准来看,我们是以黄河的海平面来计算珠峰的起始高度的。

三、珠峰的高度是怎么样进一步测量的?

上面提到了珠峰的高度,需要经过人工测量之后进行数据核对,才能够得出新的数据。在测量珠峰的过程中是通过登山勇士来完成的,而登山队员在登山的过程中,也会通过我们的北斗用卫星导航系统,来得到实时的观测数据。所以实际的自然过程是一个人力与科技的结合,它是一个综合的测绘工程,最后经过精密的数据计算,得出最新的珠穆朗玛峰的高度。

为什么珠峰需要反复的测量?而且必须要人工登顶测量呢?

其一,珠峰作为世界上第一高山峰,它的一举一动无疑牵动着世界的心,它的高度增减都会给地球带来不小的影响,测量它的高度,对地球的整个气候变化和地壳运动都有着十分重要的深远意义。

其二,众所周知,珠峰表面常年被冰雪覆盖,如果地球气温升高,它即使降低一厘米,那其他地方冰雪覆盖的山峰自然而然也跟着降低,那整个地球上的海平面就有可能会升高,海平面升高,那对人类的居住环境就造成极大的威胁;同样的道理,如果珠峰高度在升高,那说明地球气温在降低,过低的温度同样不利于人类生存和居住。

所以珠峰几乎每隔数年都要对它进行测量,以便实时的掌握相关气候变化和地壳运动的数据,最大限度的能较早的及时的能采取有效应对措施,尽可能的减少地球灾害灾难发生的可能。既然珠峰的测量意义如此重大,那为什么又要人工测量而不采用无人机之类的测量呢?

一是,因为全球卫星导航系统对于测量人员的专业度要求十分高,只有十分专业的测量人员才能参与测量,而无人机之类的显然无法做到。

二是,觇标必须由人工带上去,觇标是一种测量标志,标架用几米到几十米高的木料或金属等制成,架设在观测点上,作为观测、瞄准的目标。有了它,在山脚的观测点就能找准封顶的测量目标,从而测得更精确的角度和距离,而无人机显然无法更精确的找准位置并能固定住测量标志。

三是,由于珠峰气流不稳定,多大风,气温低,况且测量型无人机目前无法在封顶飞行,也没有机器人在顶峰作业的经历。

总之,中国珠峰登山队能成功登顶测量数据并且创下停留时长最长的记录,不仅是我们国家实力强大的有力象征,也是人类自然科学历史上的重大创举。

为什么非要人力给珠峰测身高?_珠峰测量为什么不能用无人机