高质量定义--地球之巅珠峰身高

来源：温州科协

2020年12月8日，中华人民共和国主席习近平与尼泊尔总统班达里互致信函，共同宣布了珠穆朗玛峰（珠峰）的最新高程为8848.86m，达到历史最高测量精度，这是珠峰的新高度，是地球之巅的新高度，是人类真正始于足下的新高度，也是人类精神和梦想的新高度！

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2020珠峰高程测量工作是如何开展的？

由于我国实施的 2005年珠峰高程测量已过去15年了，在此期间的地壳运动，可能会对珠峰高程变化产生影响；特别是2015年4月，尼泊尔发生了震中距珠峰仅有220千米的8.1级地震，对珠峰高程的影响在国际上引发争议，作为珠峰主权国家之一，中国有责任和义务平息这种争议。2019年10月12日至13日习近平主席对尼泊尔进行国事访问期间，两国发布了《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》，“考虑到珠穆朗玛峰是中尼两国友谊的永恒象征，双方愿推进气候变化、生态环境保护等方面合作。双方将共同宣布珠峰高程并开展科研合作。”为落实联合声明，自然资源部会同外交部、国家体育总局和西藏自治区政府组织了2020珠峰高程测量工作。2020年4月30日，2020珠峰高程测量正式启动，最终于5月27日成功登顶完成测量；这是继2005年公布8844.43m的珠峰峰顶岩石面海拔高程后，我国时隔15年再测量世界最高峰。

2020珠峰高程测量开展了许多工作：

首先，在准备阶段，利用精密水准测量原理从青岛观象山上的水准原点施测至日喀则一等水准点[我国目前法定的海拔高程起算点（起算面）是由国家1985国家高程基准规定，该高程起算面是根据青岛大港验潮站1952年—1979年的验潮资料计算确定的，并通过位于青岛市观象山的“中华人民共和国水准原点”实现]，自然资源部国土卫星遥感应用中心利用高分七号、资源三号等卫星获取遥感图像，绘制了1∶10000比例尺地形图，为登山队成功登顶提供了地形参考。2020年珠峰高程测量是从珠峰地区的日喀则一等水准点起测，将高程传递至珠峰脚下的6个交会点（东绒3、东绒2、Ⅲ7-1、大本营、中绒、西绒），在交会点上对准峰顶架设的测量觇标进行三角高程测量和交会测量。登顶队员在峰顶架设GNSS接收设备，接收中国北斗卫星导航系统（BDS）、美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟伽利略卫星导航系统（GALILEO）的信号，获得峰顶几何位置GNSS观测数据。受到地球内部质量分布不均匀和地球自转等因素的影响，地球表面各点的重力方向不同，表面重力场不是一个标准的圆球，在不同重力场中，海平面高度并不一样，开展了重力测量最大程度地提高高程精度。为准确测定珠峰峰顶岩石面高程，在峰顶利用冰雪探测雷达设备，对冰雪层厚度进行准确探测，完成外业测量。

其次，由于温度、气压、大气折射、地球重力、天气等因素会对测量造成误差，为得到珠峰的精确高度，要采用合理的模型消除这些误差影响因素；结合外围开展的珠峰周边的重力测量和航空重力测量，为珠峰区域重力场模型构建和似大地水准面精化提供重要基础数据；外业测量队员需要将直接采集经检查后合格的各类原始观测数据，基于大地、高程、重力测绘基准网等我国长期维护数据基础上进行了科学严密的改正与归算。本次着重处理了343个GNSS点数据、约780多千米的一、二、三等水准网数据、约210个不同等级重力点数据、12个峰顶交会点数据以及重力似大地水准面确定、峰顶冰雪探测雷达测量等数据。工作步骤有GNSS控制网数据处理、高程控制网数据处理、峰顶交会数据处理、重力测量数据处理、雪深雷达测量数据处理、珠峰地区重力场及似大地水准面精化、珠峰高程的综合确定。在数据处理阶段，还包括数据整理分析、数据解算和融合处理、数据质量控制、多期数据结果比对分析、技术文档编写等工作。

最后，计算平差后获得初步的珠峰高程结果，还要经过测绘单位的两级检查一级质量检查验收程序；同时组织联合尼泊尔方面、中科院以及专家学者成立验收团队，进行珠峰高程综合确定，组织开展成果验收。

2020珠峰高程测量综合运用北斗/GNSS定位、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、卫星遥感、三维建模等多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰新高度。

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珠峰位置与高度为什么会一直变？珠峰高度整体的变化趋势如何？

珠峰位于中国西藏自治区与尼泊尔交界处的喜马拉雅山脉中段，北纬27°59′15.85″N，东经86°55′39.51″E，北部在中华人民共和国西藏自治区的定日县境内（西坡在定日县扎西宗乡，东坡在定日县曲当乡，有珠峰大本营），南部在尼泊尔联邦民主共和国境内。公元1714年中国清政府从北京派楚儿沁藏布、胜住等测绘人员专程进入西藏测绘地图，1719年在《皇舆全览图》（铜版）中，珠峰以山形符号标出，定名为“朱母郎马阿林”。1852年英属印度测量局测量珠峰高度为8840m，1856年英属印度测量局使用三角测量的方式测得珠峰高程8839.2m，1870年英属印度测量局采用1852年计算出来珠峰高程8839.8m，1902年印度测量珠峰高度为8888m，1907年印度测量珠峰高度为8882m，1921年印度测量珠峰归算到大地水准面高程为8863.3m，1954年印度测量珠峰高度为8847.6m。1958-1960年中国用水银气压计测定珠峰高度为8882m，1968年中国测量珠峰高度为8849.75m。1975年5月27日中国测绘科技工作者首次将测量觇标带上峰顶，在10个观测点用10部经纬仪同时瞄向了珠峰峰顶在高3.52 m的觇标上的红色圆笼（瞄准点），连续三天，进行了四个不同时段、16个测回的水平、导线、天文、气象、重力、三角等测量，5月29日，9个测站完成交会观测，中国登山队不仅留下了360度的全景影像资料，当时由于没有轻便的雪深雷达，登山家潘多用冰镐测得峰顶冰雪深度为0.92m，最终确定，测量珠峰高度为8848.13m。1987年意大利采用全球定位系统技术，求得珠峰高度为8872m，1992年中国测绘科技工作者同意大利登山队合作，对珠峰高程进行了复测，这次测量除开展平面控制测量、水准测量、天文重力测量、珠峰交会测量外，还在大本营、Ⅲ7点和珠峰峰顶用GPS接收机同步进行了GPS测量，这次测量使用了先进的GPS测量、激光测距、电磁波测距等先进测量技术测取珠峰高度为8848.82m。1998年中国测量珠峰高度为8848.58m，1999年美国测量珠峰高度为8849.87m，1999年中国测量珠峰高度为8848.45m。2005年珠峰高程复测，5月22日中国采用了传统大地测量与卫星测量结合的技术方法，并首次在珠峰峰顶测量中利用冰雪雷达探测仪测量冰雪厚度，冰雪雷达探测仪和装在上面的GPS接收机进行测量，同时用6个交会点（东绒3、东绒2、Ⅲ7-1、大本营、中绒、西绒）观测红色的金属觇标，经过严密计算，测量珠峰高度为8844.43m（峰顶岩石面高度，精度控制在±0.21m之内，峰顶冰雪厚度为3.5m）；2010年尼泊尔测量珠峰高度为8847.11m。

目前包括尼泊尔在内的大多数国家，仍然沿用8848m这个数据。还有一些国家，比如英国、澳大利亚等，用的是美国1999年“千禧年计划”测量所得的8850m。中国和尼泊尔，作为珠峰南北两侧的国家，竟然没有一个得到国际公认的珠峰高程数据。

根据1994年5月在珠峰地区测定的数据及资料统计分析，由于印度板块和欧亚板块挤压，珠峰每年上升1.27cm。2005年至2015年期间，珠峰地区以每年约4cm的速度向东北方向移动，以每年约0.3cm的速度上升，10年位移40cm、上升3cm。中国测绘科学研究院王虎副研究员（2016年）利用“国家基准一期工程”“中国大陆构造环境监测网络”以及原国家测绘地理信息局在珠峰周边所观测的GNSS观测资料，中国珠峰区域以每年约4 cm的速度向东北方向移动，垂直方向以每年约0.2 cm的速度上升。基于UPD模糊度固定技术高精度解算2015年4月25日尼泊尔Ms8.1级地震对我国珠峰地区及周边地震同震位移影响，2015年6月15日，原国家测绘地理信息局称，产生了约33 mm的西南方向水平位移，垂直方向下沉约20 mm；西藏南部及珠峰地区的地壳整体向西南方向运动，运动方向基本指向地震破裂区域，其地震同震位移分布特征也反映了青藏高原内部存在逆冲应变释放现象，符合逆冲断裂破裂的形变特征。

5000万年前，印度板块向亚欧板块发起俯冲，挤压作用使青藏高原隆升为世界屋脊，两个板块交界处的“缝合线”就是喜马拉雅山脉，珠峰就在其中，珠峰本身是印度板块与欧亚板块发生碰撞导致喜马拉雅山脉和青藏高原隆升的产物。珠峰还处于“幼年期”，是地球上上升最强烈的地区之一。印度板块还在持续向北推移，珠峰也还在以每年0.3cm以上的速率持续抬升，珠峰高度整体的变化趋势应该是升高的，这种推断是根据百万年为时间单位的地质事件实现的，但这种增长并非无限制，因为它还有风化破坏这个“强大敌人”。

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珠峰高度为8848.86m是雪面高度还是岩面高度？准确性如何？

2020年12月8日，国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函，代表中尼两国向全世界正式宣布，最终确定了“基于全球高程基准的珠穆朗玛峰雪面高程”，共同宣布珠穆朗玛峰最新雪面高程为8848.86m。

2020珠峰高程测量，是我国对珠峰展开的第四次大规模测绘和科考，相关数据达到了历史最高测量精度。珠峰峰顶并不是一个点，而是一个20多平方米的面，GNSS接收机、雪深雷达、气象测量和觇标等仪器必须由人携带至顶峰，才能确保目标点一致，精确测得角度和距离。

在珠峰高程数据处理中，珠峰的高程并不是只有一个，而是有“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。珠峰高程数据处理也是围绕这四个高程的精确解算进行的。中国和尼泊尔共同向全世界宣布珠峰“身高”，无疑具有里程碑意义。它告诉世界：科学探索及测量总有误差，但秉持科学精神的国际合作，在命运共同体的努力之下，我们可以使误差降到最低。

1.2020年珠峰高程测量是将我国自主研制、拥有完全自主知识产权的北斗卫星导航系统首次应用于珠峰峰顶大地高的计算，通过北斗与GPS数据融合，获取了峰顶雪面精度±0.9cm大地高成果，与2005年成果相比，精度提高了2.1cm，北斗与GPS数据融合有效提升峰顶大地高精度和可靠性。北斗同GPS大地高成果一致性较好，精度均为±2.0cm，验证了北斗系统在珠峰地区能够获得同GPS精度相当的大地高结果。

2.获得了珠峰地区高精度似大地水准面精化模型，利用超高阶次的地球重力场模型，采用科学先进的似大地水准面精化理论技术，实现珠峰及周边地区重力水准面精度（±4.8cm）比2005年（±14.6cm）提升了2倍，似大地水准面模型分辨率从2.5′提升到1.5′。

3.2020年珠峰高程测量采用国产长测程全站仪，使得三角高程测量的大地高与GNSS成果的差异由2005年的29cm缩小至2.6cm，大幅度提高了峰顶三角高程大地高的精度及其与GNSS大地高的一致性；国产重力仪首次登顶实测峰顶重力值，同时融入国产航空重力仪测量数据，大幅度提升珠峰地区重力似大地水准面模型精度，建立了精度为±4.8cm的珠峰地区重力似大地水准面模型，同仅用地面重力数据建立的精度为±7.8cm的模型相比，航空重力数据的加入使精度提高3.0cm。

4.2020珠峰高程测量数据处理工作通过国内外不同GNSS数据处理软件（GAMIT/GLOBK、BERNESE、GPAS、PANDA）的成果比对、不同观测技术（三角交会测量、峰顶GNSS）的成果比对、2020年计算成果与2005年计算成果的比对、自然资源部大地测量数据处理中心计算成果与中国测绘科学研究院检核成果的比对、我国计算成果与尼泊尔计算成果的比对等检核工作，全面保证最终发布成果的可靠性。

5.中国与尼泊尔首次联合构建了珠峰地区全球高程基准，峰顶大地水准面差距仅相差7.2cm，成果符合性好，为中尼两国联合发布“基于全球高程基准的珠峰新高度”奠定了坚实的基础。

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精测珠峰的重大历史意义

2020珠峰高程测量的核心，就是精确测定珠穆朗玛峰新高度，这同时也是一项代表我国测绘科技发展水平的综合性测绘工程。本次测量可以给地球动力学和板块运动等领域提供研究的数据，也能够给冰川监测、生态环境保护等方面提供第一手资料。将用于研究印度洋板块和亚欧板块的相互作用，对今后地震预报和防灾减灾有重要的实际意义。

2020年珠峰高程测量关键仪器设备（国产）主要指峰顶测量仪器设备及长测程测距仪器设备。主要包含峰顶雪深探测雷达、峰顶GNSS接收机、峰顶觇标、峰顶温度气压计、长测程全站仪、重力仪等。首次在将5G和北斗结合，利用通信专网和北斗数据信息化管理平台，实现了高寒、高海拔环境下北斗二号和北斗三号卫星信号的同时接收、实时解析和质量预评估，验证分析了高寒、高海拔环境下的北斗观测质量。是对我国测绘科技水平的检验，彰显了我国综合实力与测绘技术的进步，对于我国测绘技术的积累和发展具有重要意义。

 2020年珠峰高程测量可以说是对测绘技术综合运用的又一次大检阅，既涉及传统的水准、三角、天文、重力，又有GNSS、探测雷达等现代技术。为珠峰地区的生态环境保护、地质调查、地壳运动监测、地形测绘、基础建设等方面提供重要数据和技术支撑；珠峰高程的精确测定，可以结束国际上珠峰高程不统一的混乱局面，为世界地球科学研究做出贡献。

2020年是人类首次珠峰从北坡成功登顶珠峰60周年，也是中国首次精确测定并公布珠峰高程45周年，是人类认识地球、了解自然、检验测绘科技水平和探索科技的发展史，更是人类挑战自身、突破技术极限的过程，地球之巅高程测定是人类认识地球的关键之一，因此开展2020年珠峰高程测量具有十分重要的历史意义。

作者：项谦和

版面编辑：王玲玲