给珠峰量“身高”,青岛科技从头到脚发力,精准检测珠峰山顶冰雪厚度

12月8日,中国、尼泊尔两国向全世界正式宣布,珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。

给珠峰“量身高”不是个简单的任务,这其中,青岛科研力量发挥了关键作用——由中国电子科技集团公司第二十二研究所研制的雪深测量雷达,精准检测出了珠峰山顶冰雪厚度,结合青岛观象山水准零点到山顶的高程传递测量,青岛 “从头到脚”出力,还原了珠峰山体的真实高度。

青岛科技还原珠峰“裸高”

据中国测绘科学研究院研究员、2020 珠峰高程测量技术协调组组长党亚民介绍,珠峰峰顶“会战”分为三步:通过高精度卫星定位方法,测量出珠峰雪顶的位置;在海拔 6000 米左右,利用交会和三角高程测量方法,测量队员们登顶后插在峰顶的觇标,确定珠峰高度;借助雪深测量雷达,测量峰顶一定范围内,雪面到岩石面的距离,也就是峰顶冰雪厚度。

在这三步中,如何测量雪面到岩石面的距离对于还原珠峰“裸高”尤为关键,用中国电科 22 所探地雷达部主任于景兰的话说,这相当于测量人身高时,精准测出头发的“厚度”。

去年,受登山队及国测一大队委托,中国电科 22 所和广州南方测绘公司一起,在原来探测技术优化的基础上,成功研制出了针对珠峰高程测量的雪深测量雷达。其中,中国电科 22 所承担了该雷达研制及整机系统的集成调试,为精准测量峰顶冰雪层厚度提供了关键技术。

于景兰告诉记者,透过厚厚的山顶积雪,雪深测量雷达“摸到”了珠峰的山体高度,精确的峰顶雪深、气象和风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料,对于地球动力学板块运动等领域的研究也有极大的推动作用。

自新中国成立以来,我国测绘工作者对珠峰进行过6次大规模的测绘和科考工作,测量高度的基准都是位于青岛观象山上的中华人民共和国水准原点。可以说,对于给珠峰“量身高”这件事,青岛“从头到脚”都在发力。

小、轻、简、稳,雷达为登山队员“量身定制”

于景兰介绍,雪深测量雷达主要由两部分组成,分别是雷达控制单元和定位单元。两个单元配合,雷达对雪深的探测精度可以达到毫米级。

具体工作时,雷达向地下介质发射一定强度的高频电磁脉冲,电磁脉冲遇到不同电性介质的分界面时即产生不同的反射或散射,探地雷达会接收并记录这些信号,再通过对信号进行进一步处理、解释,即可了解地下介质的情况;在定位单元的配合下,通过计算电磁脉冲遇到不同反射面的时间,即可获取每一道雷达数据对应的位置坐标,后期经过科学、专业的数据处理及修正,就能获得国际公认的精确可靠的珠峰“裸高”。

珠峰登顶困难重重,要出色完成测量任务,中国电科 22 所不仅要提供高精尖的技术和设备,更要为登山队员“量身定制”最优化的设备性能。于景兰告诉记者,团队主要结合登山的具体难度,在设备“小、轻、简、稳”上狠下功夫,实现了新的突破。

“小”,即设备集成度高,雷达主机、天线、供电单元及GPS 集成在一个屏蔽壳内;“轻”,即重量轻,通过加强器件研发,团队将雷达重量从8公斤缩减到小于5公斤,更便于携带和使用;“简”,即操作简单,为了让登山队员减轻在“世界之巅”操作设备的压力,雷达实现了无需设置参数即可实现一键开机、一键探测,对采集数据进行自动存储;“稳”,也是最关键的,保障数据存储,为此,团队通过算法优化设计了“双保险”,采集数据可以在设备内和外接USB存储设备中同时存储,保证了山顶测量数据的安全运输。(青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷)

责任编辑:杨海涛


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