給珠峰“量身高”，青島科技 “從頭到腳”發(fā)力

12月8日，中國(guó)、尼泊爾兩國(guó)向全世界宣布，珠穆朗瑪峰的最新高程為8848．86米。

給珠峰“量身高”不是個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)，這其中，青島科研力量發(fā)揮了關(guān)鍵作用。由中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所研制的雪深測(cè)量雷達(dá)精準(zhǔn)檢測(cè)出珠峰山頂冰雪厚度，結(jié)合青島觀象山水準(zhǔn)原點(diǎn)到山頂?shù)母叱虃鬟f測(cè)量，青島“從頭到腳”出力，還原了珠峰山體的真實(shí)高度。

據(jù)中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院研究員、2020珠峰高程測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長(zhǎng)黨亞民介紹，珠峰峰頂“會(huì)戰(zhàn)”分為三步：通過(guò)高精度衛(wèi)星定位方法，測(cè)量出珠峰雪頂?shù)奈恢?；在海?000米左右，利用交會(huì)和三角高程測(cè)量方法、測(cè)量隊(duì)員們登頂后插在峰頂?shù)囊棙?biāo)，確定珠峰高度；借助雪深測(cè)量雷達(dá)，測(cè)量峰頂一定范圍內(nèi)雪面到巖石面的距離，也就是峰頂冰雪厚度。

在這三步中，如何測(cè)量雪面到巖石面的距離對(duì)于還原珠峰“裸高”尤為關(guān)鍵，用中國(guó)電科22所探地雷達(dá)部主任于景蘭的話說(shuō)，這相當(dāng)于測(cè)量人體身高時(shí)，精準(zhǔn)測(cè)出頭發(fā)的“厚度”。

去年，受登山隊(duì)及國(guó)測(cè)一大隊(duì)委托，中國(guó)電科22所和廣州南方測(cè)繪公司一起，在原來(lái)探測(cè)技術(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，成功研制出了針對(duì)珠峰高程測(cè)量的雪深測(cè)量雷達(dá)。其中，中國(guó)電科22所承擔(dān)了該雷達(dá)研制及整機(jī)系統(tǒng)的集成調(diào)試，為精準(zhǔn)測(cè)量峰頂冰雪層厚度提供了關(guān)鍵技術(shù)。

于景蘭告訴記者，透過(guò)厚厚的山頂積雪，雪深測(cè)量雷達(dá)“摸”到了珠峰的山體高度，精確的峰頂雪深、氣象和風(fēng)速等數(shù)據(jù)，將為冰川監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供第一手資料。

雪深測(cè)量雷達(dá)主要由兩部分組成，分別是雷達(dá)控制單元和定位單元。兩個(gè)單元配合，雷達(dá)對(duì)雪深的探測(cè)精度可以達(dá)到毫米級(jí)。

具體工作時(shí)，雷達(dá)向地下介質(zhì)發(fā)射一定強(qiáng)度的高頻電磁脈沖，電磁脈沖遇到不同電性介質(zhì)的分界面時(shí)即產(chǎn)生不同的反射或散射，探地雷達(dá)會(huì)接收并記錄這些信號(hào)，再通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)一步處理、解釋，即可了解地下介質(zhì)的情況；在定位單元的配合下，通過(guò)計(jì)算電磁脈沖遇到不同反射面的時(shí)間，即可獲取每一道雷達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)，后期經(jīng)過(guò)科學(xué)、專業(yè)的數(shù)據(jù)處理及修正，就能獲得國(guó)際公認(rèn)的精確可靠的珠峰“裸高”。

于景蘭告訴記者，為了給登山隊(duì)員“量身定制”最優(yōu)化的設(shè)備，團(tuán)隊(duì)主要在設(shè)備“小、輕、簡(jiǎn)、穩(wěn)”上下功夫。

“小”，即設(shè)備集成度高，雷達(dá)主機(jī)、天線、供電單元及GPS集成在一個(gè)屏蔽殼內(nèi)；“輕”，即重量輕，團(tuán)隊(duì)將雷達(dá)重量從8公斤減少到小于5公斤；“簡(jiǎn)”，即操作簡(jiǎn)單，為了讓登山隊(duì)員減輕在“世界之巔”操作設(shè)備的壓力，雷達(dá)無(wú)須設(shè)置參數(shù)即可一鍵開(kāi)機(jī)、一鍵探測(cè)，自動(dòng)存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)；“穩(wěn)”，也是最關(guān)鍵的，為保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)算法優(yōu)化設(shè)計(jì)了“雙保險(xiǎn)”，采集數(shù)據(jù)可以在設(shè)備內(nèi)和外接USB存儲(chǔ)設(shè)備中同時(shí)存儲(chǔ)，保證了山頂測(cè)量數(shù)據(jù)的安全運(yùn)輸。

據(jù)介紹，自新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)測(cè)繪工作者對(duì)珠峰進(jìn)行過(guò)6次大規(guī)模的測(cè)繪和科考工作，測(cè)量高度的基準(zhǔn)都是位于青島觀象山上的中華人民共和國(guó)水準(zhǔn)原點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，對(duì)于給珠峰“量身高”這件事，青島“從頭到腳”都在發(fā)力。