精算珠峰“新身高”

王少勇

12 月8 日，中國和尼泊爾共同宣布珠穆朗瑪峰新高程，舉世矚目。8848.86 米，這一世界之巔的新高度將寫入未來的教科書。

5 月底，2020 珠峰高程測量完成了外業測量任務，轉入數據處理階段。珠峰的“新身高”是怎樣算出來的？背后有怎樣的故事？本文為您揭秘。

方法嚴謹確保成果可靠

2020 珠峰高程數據處理任務由自然資源部大地測量數據處理中心（以下簡稱數據中心）承擔。數據中心主任郭春喜說：“數據處理是珠峰高程測量不可或缺的關鍵環節，需要綜合運用全球導航衛星系統（GNSS）測量、水準測量、三角測量、雪深雷達測量、重力測量、似大地水準面精化等多種傳統和現代測繪技術，通過對外業采集與收集的各類數據進行科學嚴謹的解算，才能得出精準數據?！?/p>

在前期對已有數據資料收集處理的基礎上，今年6 月，珠峰峰頂及珠峰地區數據傳送至數據中心，他們又著重處理了包括343個GNSS 點數據、約780 多公里的一二三等水準網數據、約210 個不同等級重力點數據、6 個峰頂交會點數據以及重力似大地水準面確定、峰頂冰雪探測雷達測量數據等。 “整個珠峰高程測量數據處理工作，在數據整理分析、數據解算和融合處理、數據質量控制、多期數據結果比對分析、技術文檔編寫等方面，都有相當大的工作量?！惫合舱f。

● 遠眺珠峰 王少勇 /攝

珠峰高程是怎么一步步確定的呢？郭春喜介紹說，通過對GNSS測量、三角測量、三角高程測量數據的計算，可獲得珠峰地區基準網、區域框架網、局部控制網及峰頂聯測網的平面位置與大地高。大地高是垂直于參考橢球面的高度，不是我們所說的海拔。

然后，利用精密水準測量與測距高程導線獲取上述各級GNSS 控制網點正常高。利用珠峰地區高分辨率的數字高程模型數據、歷年來加密重力測量數據、本次新測的航空重力數據、國內外超高階重力場模型數據，構建珠峰地區高精度重力似大地水準面。再通過GNSS 水準融合，獲得峰頂高程異常。峰頂大地高減去高程異常就是峰頂正常高。

郭春喜說：“珠峰地區地形復雜，現有基礎資料相對較少。這次航空重力測量和地面加密重力測量，采集到豐富、現勢性更好的重力數據，對我們似大地水準面精化起到了重要作用?！?/p>

“最后我們通過推算峰頂到峰底的平均重力與平均正常重力，經過嚴密的正常高與正高轉換，就得出了峰頂的雪面正高，也就是我們說的海拔。這時再減去雪深雷達測出的峰頂雪深數值，就能得到巖石面高程?！惫合舱f，2020 珠峰高程測量首次在峰頂獲取了重力值，顯著提升了這一環節的精度和可靠性。

中國和尼泊爾都有自己國家法定的高程基準，中國是以黃海平均海水面作為高程基準，而尼泊爾以印度洋平均海水面作為高程基準。為實現中國和尼泊爾兩國共同宣布珠峰高程，最大難題是珠峰高程基準的選取和建立。

中尼聯合技術委員會經過多輪技術會談，共同咨詢多位國際知名大地測量學家，最終商定：基于全球高程基準（IHRS）的定義和參數，聯合地面重力、航空重力及其他數據建立珠峰高程起算面。

“中尼聯合技術委員會專門成立了高程基準工作組。雙方技術專家提出了新的理論和方法，實現了兩國多種類型觀測數據的最優融合。”中國測繪科學研究院大地測量與地球動力學研究所所長黨亞民如是說。

科技創新提升數據精度

“和15 年前相比，2020 珠峰高程測量有不少創新點。我國的北斗衛星導航系統在測量中起到了很大作用。從GNSS 接收器獲取的數據來看，珠峰峰頂的天空上，北斗衛星占了絕大多數，比GPS 要多得多。2005 年，我們獲取的只是單一的GPS 數據?！惫合仓鞒至?005 年珠峰高程數據處理。談到我國測繪科技的發展，他頗有感慨 ：“此外，高精度、高可靠性國產儀器的使用，提升了峰頂三角高程網成果與GNSS 成果的一致性。”

●自然資源部大地測量數據處理中心王文利給年輕技術人員講解技術方案 張忠輝 /攝

“在似大地水準面精化方面，無論是基礎資料的豐富程度還是分辨率、精度，都有很大提高?！惫合舱f，在這次數據處理過程中，基礎資料比以往用得更多，現勢性更好。除了這次新測的重力測量數據，數據中心還從中國地質調查局等單位搜集了近幾十年在珠峰周邊地區獲得的重力測量資料。更豐富的重力資料加更高分辨率的地形資料，大幅度提高了重力似大地水準面精度。

“這次數據計算所用的軟件系統也是以我國自主研發的軟件為主體?！惫合舱f，比如GNSS 測量數據處理就使用了多種軟件，以國內軟件為主，有時會使用國外軟件配合檢驗計算結果。

數據中心項目人員還專門針對這次珠峰高程數據處理需要，開發了許多實用軟件，提高了數據處理效率。比如多源GNSS 定位融合軟件，具有數據質量診斷與異常誤差剔除的功能，確保融合結果的可靠性。邊角網間接平差軟件可對交會測量獲得的水平角和距離進行邊角網間接平差，獲得珠峰的平面位置。

除了珠峰的“新身高”，2020珠峰高程測量獲得了大量數據成果，主要包括GNSS 基準站、地殼運動監測網、珠峰局部GNSS 控制網、高程控制網、重力測量、似大地水準面模型等成果。

“這些數據成果，將為珠峰地區的生態環境保護、地質調查、地殼運動監測、地形測繪、基礎建設等方面提供重要數據和技術支撐。還將為做好全國現代測繪基準體系維護與更新奠定堅實的基礎，為服務自然資源管理提供基礎測繪保障。此外，使用我國自主研發的北斗等國產化儀器裝備，是對我國測繪科技水平的檢驗，彰顯了我國綜合實力與測繪技術的進步，對于我國測繪技術的積累和發展具有重要意義?！惫合舱f。

眾志成城打造精品項目

如果你在珠峰高程數據處理期間來到數據中心，會看到每個辦公室門口都掛著倒計時的牌子，技術人員爭分奪秒地工作。將2020 珠峰高程數據處理打造成精品項目，是他們每個人共同的目標。

珠峰高程數據處理工序多且復雜、工作量大、技術難點多，為確保項目順利實施，數據處理中心成立了珠峰測量專項任務實施領導小組，郭春喜擔任組長。

郭春喜有似大地水準面精化的“獨門絕技”，他曾建立厘米級似大地水準面精化技術體系與軟件系統，推進我國大地水準面精化在精度及分辨率上實現跨越。

數據處理中心抽調46 名技術骨干，分別組成高程控制網計算組、多源GNSS 融合計算組、峰頂交會測量計算組、珠峰局部重力場和似大地水準面精化組、珠峰高程綜合確定組、項目協調組、后勤保障與宣傳組等7 個專項任務實施小組，明確進度安排，全力推進項目實施。

“珠峰高程數據處理期間，我們組織召開項目周例會、技術協調會50 多次，各任務實施小組的組長以及主要成員參加。大家交流最新進展，互相啟發，共同解決難題。中心黨委以及4 個在職黨支部組織開展項目相關黨日活動9 次，進一步激發大家的工作熱情?！睌祿幚碇行狞h委書記魏亮亮說。

數據中心還開展了“2020 珠峰高程數據處理百日大會戰”勞動競賽，鼓勵技術人員多出創新性成果；編輯了6 期圖文并茂、彩色印刷的《2020 珠峰高程測量簡報》內部交流，里面有最新動態、項目進展，還有項目參加人員的風采展示和寄語等。

數據中心的辦公室，幾乎每晚都燈火通明到深夜。各小組人員還主動放棄節假日休息時間，周六正常上班，加班加點推進數據處理工作。為了數據更加精確，每一個小組都采取對算的方式，即不同人用不同軟件分別計算，再比對結果。數據中心還將質檢工作關口前移，做完一批，檢查一批，及時提交陜西測繪地理信息局質檢站檢驗。

多源GNSS 融合計算組的技術人員，從去年開始就進行相關技術研究和攻關，相繼完成了相關數據處理方案編寫、數據模型建立、軟件編程測試、數據比對分析及驗證等工作。為了方案更科學、結果更精確，大家在數不清的夜晚，反復討論技術環節，經過大量的實驗、演算、分析，最終形成了GNSS 數據處理方案。

水準數據處理工作主要技術負責人王建文，帶領小組采取三人獨立對算方法，經核對，三套計算結果甚至各項改正數等過程數值都分毫不差，確保了數據結果的質量。

剛剛參加工作才一年的小伙子王盼龍加班加點編寫程序，實現數據質量和數據解算結果的批量可視化，不但減少了人為檢查存在的誤差，更大大提高了分析工作的效率。

參加過2005 年珠峰高程數據處理的馬新瑩這樣寫道：2005 年夏夜的星空似乎還歷歷在目，當年作為年輕技術人員，在日日夜夜的加班加點中，第一次感到從事測繪工作的光榮和使命。2020 年的珠峰測量數據處理仍然有新的技術需要學習，不忘初心，牢記使命，永遠在路上……