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喜玛拉雅测量150年

二十世纪九十年代利用徕卡仪器进行的测量会战表明，珠穆朗玛峰与K2峰是地球上的最高峰和第二高峰。在整整150年前，詹姆斯尼科尔森测量了这一世界上最高的山峰，后来，这座最高峰便被命名为“B”峰，后被改为XV峰，再后为则被称为珠穆朗玛峰（Mt.Everest）。以后，英属印度测量局对这一测量数据进行了分析，将其海拔高度定为29002英尺（8840米）。这次测量开展于1847至1849年间，是从相距150公里以上的六个点，利用（垂直）三角高程测量方法完成的。需要引起注意的是，这次测量忽略了喜玛拉雅山脉造成的垂线偏差和大土水准面与椭球面的偏距，对大气折光也只进行了粗略的估计。大约十年后，印度测量局的地形测量学家在喜玛拉雅山脉西部了现了一组很高的山峰，他们将其中的最高峰标为K2，高程为8611米。 Bradford Washburn在1988年编制出精确的珠峰地区国家地理图，该图是他在瑞士利用徕卡摄影测量仪器，对由徕卡航空摄影仪拍摄的像片进行量测和分析研究后制成的。它显示的珠峰高度为8848米，这与几十年为官方给出的数据完全一致。关于K2峰也许比珠峰更多一些传闻，导致了1987年以Ardito Desio教授为首的EV-K2-CNR（珠峰-K2峰-国家研究委员会）委员会的成立。Ardito Desio教授是首次登上K2峰的意大利登山考查队的队长。那次考查的目的是重测珠穆朗玛峰与K2峰的高度，以澄清事实。近年来，随着高精度电子测距仪与卫星定位系统的发展，珠穆朗玛峰顶的高程测量精度和峰顶在WGS84坐标系中的坐标测量精度已得到大大提高。 1992年的珠峰重测会战为利用最现代化的技术证实珠峰的高度，中国国家测绘局（NBSM）从西藏一侧实施了测量。与此同时，意大利国家研究委员会（CNR）也同意组织登山考查队携带必要的测量仪器到达峰顶，并与意大利测量人员一起在尼泊尔一侧进行测量。登山考查队的活动安排在1992年9月。由于这次联合考查行动是徕卡GPS系统第一次在零下40度的气温环境下工作，因此，考查组还同时安排了利用测距仪和经纬仪进行地面测量工作。这项工作需要在山顶安置一厦反射棱镜，以便山脚下的测距仪观测，并用它作为经纬仪的照准目标。在本次测量中，徕卡ME5000测距仪即当时市场上可以习到的精度最高的仪器（0.2mm+0.2ppm），与徕卡DI3000测距仪，这种测距仪精度稍低，但操作简便。对于10至12公里距离的测量，使用这两台仪器与3个棱镜就可以完全满足需要。这次测量使用了两个棱镜组，其中一组朝向尼泊尔另一组朝向位于西藏一侧的绒布寺，在那里由陈俊勇教授带领的中国测量人员已准备好测距仪和T2经纬仪实施测量。当两个棱镜在竖直面内以倾斜角12度安置好后，从地图上可算出其水平夹角为76度。瑞士徕卡测量系统股份有限公司测量系统部制造了严格测绘要求的棱镜三脚架。该三脚架总重量小于10公斤，并可分成两部分。其中一部分三脚架除最底部的能使三脚架在雪中稳固的锥子是用不锈钢制成的以外，其余部分完全由铝合金制成。而另一个锥子则用以支起GPS天线。在珠峰会战中记录的数据 Benoit Charmoux与Oswald Santin两位登山者，于1992年9月29日10点30分于是达山顶，测量了当时的大气温度（零下15度），并打开了徕卡GPS200接收机。该接收机已于前一天放置在山顶附近，在世界屋脊上零下30度的温度下放置了一夜。与此同时，其他四台徕卡GPS200接收机也开始工作；两台位于尼泊尔的Khumbu峡谷里，两台被安置于西藏的绒布冰川源头。准备工作结束后，位于山脚下的测量人员安装好三脚架、测距仪和经纬仪，并使这些仪器瞄准棱镜。当时他们看到从峰顶反射回来的红色激光束点时，他们立即意识到此次测量必将以成功告终。两位登山队员琿将在峰顶停留两个小时，直到确定位于尼泊尔一侧的两个站和们于珠峰北坡的中国人已经用测距仪收到了较好的信号。这次测量会战综合了近十年来最现代化的技术: a) 距离和角度的测量峰顶由尼泊尔境内的三个点和西藏境内的三个点内同观测。在每组点上，都观测了所有的角度和距离，并构成了有同一目标（珠峰顶）的两个三角网。位于尼泊尔一测的大地测量风作为基本三角形的各个端点向珠峰顶瞄准；在西藏一侧，中国测量队员从三个点Ｒ、|||７及Ｗ１观测峰顶，两个大地测量网都有一个共同的目标Ｃ——珠穆朗玛峰峰顶。 b) GPS测量我们在峰顶上安装了徕卡GPS200接收机，记录了采样率为2秒的54分钟的观测数据。在尼泊尔一侧，GPS接收机被安置在Kala Pattar和Pyramid附近的G点上，同样每隔2秒钟记录一次数据。在西藏一侧，GPS接收机每15秒钟记录一次。所有的观测数据（三角测量/距离测量和GPS测量）分另在意大利和中国处理，结果也同时考虑到了以下观测值和技术的结果。 c)气象数据为了精确测定影响经纬仪和测距仪观测值精度的大气折射率和折射系数，我们在峰顶安放了一个特殊的传感器，它能测量空气的温度和气压，并把这些信息传输至山谷中的接收机和记录设备。在观测期间，峰顶的垂直温度梯度由从两站发射的高空探测气球给出，温度、湿度和气压每隔15秒记录一次。 d) 垂线偏差 Alessandro Gaporali教授（Padua 大学）测量了Lukla和珠峰脚下营地之间四点的垂线偏向。天文坐标由连有ETH（Zurich Switzeland）制造的时间数字化器的徕卡T1600经纬仪测得，而大地坐标由GPS接收机给出（Caporali 1992）。 e) Doris站尼泊尔一侧的一个DORIS站（综合集成的卫星多普勒定轨和无线电定位系统），已通过地面测量的方法将G点连接到该系统。 f) 雪深 1992年9月30日，两个登山队员到达峰顶，他们的任务是测定雪深。通过穿透三脚架附近许多地方的冰盖，并将测量结果归算到三脚架的主杆。在三脚架主杆处绘制了以毫米为单位的雪深图，峰顶的雪深被确定为2.55米。 g) 摄影测量我们付出了极大的努力去比较地面测量与GPS测量的结果，并以厘米级的精度仔细地确定了棱镜和GPS天线之间的相对位置。因此，我闪不仅在GPS包装箱中装入了卷尺、水准仪和罗盘，并且还培训当地人学会了使用这些设备；应用摄影测量方法，我们从登山队员地峰机拍摄的照片中选出了两张，以制作峰顶的三维立体重现。由所有的数据得出的珠峰雪面相对于WGS84椭球面的高度为8823.51米。雪深测量值为2.55米，故应减去该值，以得到实际的峰顶岩石顶部的高度。珠峰高程在中国方面，水准网从黄海测到了R点和|||７点。1974年，用联测到高达7900米的重力观测值计算出大地水准面的差距（陈俊勇和D.S.Gum,1980），水准面和椭球面间差距的计算值为25.14米。珠峰相对于中国高程基准的高程，由GPS数据和地面测量数据平均得到。这是有史以来第一次有GPS接收机在珠峰顶进行测量，并给出了一套珠峰峰顶的新坐标和基于WGS84椭球的高程。本世纪的这次观测，同时在中国和尼泊尔两边进行，由中国、意大利、尼泊尔和法国的研究人员与登山队员共同完成。同时，这次测量也是首次利用大地测量方法，用激光测距仪和经纬仪采用南亲联测的方式测定的珠峰的高度。下表是1992年珠峰GPS和大地测量会战数据珠峰椭球面高程 8823.51 (雪面上) 椭球面与大地水准面差值 25.14 雪深 -2.55 大地水准面高程 8846.10 ±0.35m a.s.l.

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