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给珠峰“量身高”,青岛科技 “从头到脚”发力 青岛仪器精准测出珠峰山顶冰雪厚度

青岛论坛 青岛资讯 2020-12-10 00:32:16 37 0

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给珠峰“量身高”,青岛科技 “从头到脚”发力

青岛仪器精准测出珠峰山顶冰雪厚度

□青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷

12月8日,中国、尼泊尔两国向全世界宣布,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珠峰山顶冰雪厚度,结合青岛观象山水准原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。

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,这相当于测量人体身高时,精准测出头发的“厚度”。

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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。

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”。

于景兰告诉记者,为了给登山队员“量身定制”最优化的设备,团队主要在设备“小、轻、简、稳”上下功夫。

“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,团队将雷达重量从8公斤减少到小于5公斤;“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,雷达无须设置参数即可一键开机、一键探测,自动存储采集数据;“稳”,也是最关键的,为保障数据存储,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。

据介绍,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。

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