快讯：最新珠峰高度是怎样测出来的

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蒋涛

12月8日，中国和尼泊尔两国共同宣布，经过两国队的扎实工作，珠穆朗玛峰的最新海拔为8848.86米。 此次珠峰高程测量也是中国对珠峰展开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得到了迅速的发展？ 本报特约珠峰高程测量技术协调组成员、中尼珠峰测量联合技术委员会成员蒋涛向网友解答了这些问题。

珠穆朗玛峰，简称珠峰，是喜马拉雅山的主峰，是世界上海拔最高的峰，位于中国和尼泊尔的边境线上，北部在中国西藏定日县境内，南部在尼泊尔境内。

几千万年前，印度洋板块与亚欧大陆板块碰撞受压，青藏高原逐渐隆起，形成世界屋脊，其代表峰为珠峰。

作为世界最高峰，珠峰的准确高度本来就备受世界瞩目。 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

珠峰高程测量是我国运用gnss卫星测量、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、航空重力与遥感测量、大地水准面精化和实景三维建模等多种原有现代测绘技术，精确测量珠峰高程的技术路线，与尼泊尔稳步开展技术合作， 具体的科学事业可以分为以下六个层面。

建立GSS坐标控制网

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

准确地将黄海高程基准值传播到珠峰脚下

在珠峰和周边地区布设高程控制网，开展水平测量，从位于西藏日喀则地区的国家一等水准点进行测量，测量队员利用精密水准仪，将黄海高程基准值逐一精确传播到珠峰脚下，共完成780多公里的水平测量，这都要靠测量队员徒步测量的方法完成

在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。 准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。 常规的重力测量使用的是地面重力测量的方法，测绘人员拿着重力计进行现场测量，将仪器放置在某个测量点上，测量一会儿就可以得到该点的重力数据。 珠峰地区平均海拔在5000米以上，地形极端多而复杂，大部分地区无法开展地面重力测量，重力数据少，存在大量重力资料空白区。 为此，我们世界上首次在珠峰北侧地区开展航空重力测量，以处理重力数据空白问题，提高珠峰地区高程计算面的精度。

从字面上看，航空重力测量相当于在飞机上安装航空重力计，从而在飞机上安装感知地球重力的传感器，反映了地面重力的变化。 飞机沿着预先设计的测量线在空中往返，多条飞行测量线形成密集的空中重力数据面。 我们结合机载卫星的动态定位、惯性导航和重力仪数据测量了空中重力值。

此次珠峰北侧地区航空重力测量采用航空地质一号机，搭载先进的航空重力仪，飞行高度超过1万米，航空重力测量线总长度5635.2公里，覆盖面积达1.27万平方公里。 珠峰本身地形多而复杂，数据资料不完整，飞机在高地起飞，风特别大，风险很高，可以说是高难度飞行。 我们在反复咨询空军、民航、气象等部门的技术专家后，决心在珠峰地区开展高风险、高难度的航空测量。

登山队员登上山顶展开山顶测量

珠峰高程测量最重要的是测量登山队员的攀登进行山顶测量，获取山顶观测数据。 年5月27日11时，中国勘测登山队成功登顶后，在山顶上创纪录地停留了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，采用了国产仪器。

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

登山队员利用国产重力仪，世界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，利用国产地质雷达探测器测量了顶部冰雪层的厚度。

另外，地面测量人员从珠峰脚下的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测核。

在珠峰顶这种极寒、极低气压的高地环境中成功测量，证明了国产测量仪的长足进步。

珠峰测量数据解析

所有测量数据的获取完成，经过质检后，进入珠峰测量数据的分析阶段。 概括地说，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顶底的准确位置。

通过解决gnss控制网、顶部gnss联测网和交叉测量数据，可以得到珠峰顶部坐标点的三维空间坐标，即纬度、经度和大地高度。 数据求解结果表明，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厘米的差距，考虑到两种技术手段相互独立，该水平的差距根据非常小的误差理论，gnss测量得到的珠峰大地的高结果精度为毫米 这实现了珠穆朗玛峰顶的高精度测量。

其次为了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，将航空重力、地面重力、高分辨率地形和其他数据结合，将gnss和水准测量数据结合，建立珠峰地区的大地水准面模型。 这相当于精确地搞清楚了计算珠峰高程的面，也就是黄海高程基准面这个底。 结果表明，加上航空重力测量数据，珠峰高程计算面精度达到4.8厘米，与没有航空重力测量数据的情况相比精度提高了近40%，珠峰高程的精度也相应提高。

准确地明确珠峰的顶和底，珠峰顶的大地高度减去大地水准面的差，就可以得到准确的珠峰海拔值。

中尼合作开展数据解决

珠峰高程测量的总体目标是落实中尼联合声明，实现中尼两国共同发布珠峰高程。 中尼双方成立了中尼珠峰测量联合技术委员会，合作开展数据解决。

高程基准是珠峰高程测量的重要因素，中国和尼泊尔有本国的法定高程基准，中国是黄海平均海平面，尼泊尔是印度洋平均海平面。 根据国际合作规则，国际合作一般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发布的有关世界高程基准( 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重力大地水准面，这是世界高程基准在珠峰地区具体实现的，作为中尼计算珠峰高程

选定高程基准后，中尼在数据解决阶段，逐项仔细审查了中间数据和结果，发现双方数据和结果一致性较好，最终双方技术团队共同确定基于全球高程基准的珠峰雪面高程为8848.86米。

此外，在珠峰高程测量工作中，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工作。 珠峰测量取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发展很快。

无人登顶的三角高程测量

1714年至1715年，在清朝康熙帝的派遣下，清朝勘测者深入珠峰脚下，利用铜镀金力矩全圆仪、铜控方力矩象限仪(现藏故宫博物院)等仪器，初步测量珠峰的位置和高度，《舆皇全览图》 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，利用三角高程测量法首次测量珠峰高度，海拔8778米。 三角高程测量法是在脚下的地面测量站设置光学测量仪，由专业测量者照射珠峰顶雪面，测量从地面测量站到顶的距离，测量顶的高度角，即视线和水平面之间的角度，最后根据三角函数的关系计算珠峰高度。

在人类还没有攀登珠峰的时期，三角高程测量珠峰高度是一项非常巧妙的遥测技术。 但是，由于从地面测量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，大气层是向上稀疏的包围层，光通过不同密度的介质时会发生折射。 从地面气象站看山顶时，视线通过3000米左右厚度的大气层，反射光线产生明显的折射，产生大气的折射差，导致珠峰高度的测量误差。

1921年至1954年，英属印度测量局在改进测量仪器、技术和做法后，多次开展测量，通过加权计算得到了较为准确的珠峰海拔8847.6米，约8848米。

人员登珠峰制定测量标准

从地面测站照射珠峰顶雪面，不同测站观测到的目标不一致，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立起测量标，从10个地面测量站进行观测，保证了所有地面测量站符合标准的都是山顶最高点，而且是同一个点。

经过我国科学家的努力，采用改进的理论途径，结合气象参数观测数据，较好地处理了大气折射误差的课题。

这次也用人力插棒的方法，测量了山顶雪的厚度0.92米(不含结冰层)。 另外，珠峰地区正在进行的三角网测量、水准测量、重力测量，相关数据为珠峰高程提供了计算标准。 在取得所有测量数据后，最后计算出珠峰海拔为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，根据信号的传输速度和传输时间，测量卫星与地表测量点的距离。 从卫星到地心的距离可以通过精密地明确卫星的轨道得知，因此可以得到从地表测量点到地球基准椭圆体的距离，该距离被称为大地高度。

另外，大地的高度不是我们常说的海拔，而是指为了得到海拔，与平均海面重叠，延伸到大陆内部，囊括地球一切的水平面。 大地水准面表示平均海面，是标高的起算面或基准面，我们平时所说的标高是相对于这个起算面的高度值，这也是被称为标高的原因。

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，这需要利用密集分布在区域内的重力数据，根据物理大地测量的理论和做法来求出，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，都利用水准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，实现了珠峰高程计算面的明确化。

在弄清楚了珠峰顶上的大地高度和大地水准面差的值之后，前者减去后者，就得到了珠峰顶上的标高，在测量学上被称为正高。

珠峰顶冰雪层厚度测量

珠峰顶常年被冰雪覆盖，从珠峰顶雪面到岩石面的冰雪层厚度，到2005年一直使用人力插棒进行深入测量。 我国2005年珠峰测量时首次利用便携式雷达探测器精确检测珠峰顶部冰雪层厚度，得到顶部标点的冰雪层厚度值为3.50米，测量精度为0.1米。