“小明，测身高啦”

“恭喜你，都高过妈妈了，下次妈妈就量不到你的身高啦！”

小时候，妈妈总喜欢给我们量身高，家里墙壁上一条条“身高”的横线是我们成长的痕迹。

对于祖国妈妈来说，要给“高个子”珠穆朗玛峰量身高可是件难事，因为它太高了。今天就和“小测”我走近珠峰测量，了解它的身高测量过程吧。

珠峰照片

为什么要给珠峰测身高呢:为了更了解自己孩子。

珠穆朗玛峰(Mount Qomolangma)是世界最高峰，是世界“第三极”青藏高原上的明珠。它峰高势伟，地理环境独特，峰顶的最低气温常年在零下三四十摄氏度。而攀登珠峰是勇敢者的挑战，测量珠峰更是难上加难。藏语中“珠穆”是“女神”的意思，“朗玛”是“母象”的意思，“珠穆朗玛”理解为“大地之母”。

测量人员在树立觇标等待观测

从地质演变来说，喜马拉雅山地区原是一片海洋，经过漫长的地质年代，印度洋板块与亚欧大陆板块碰撞挤压，青藏高原逐渐隆起并形成如今的“世界屋脊”。长期来看，珠峰以每年4.4毫米的速度缓慢升高，这就意味着10年会升高4厘米左右，30年升高13厘米多。

重新启动珠峰高程测量，主要基于两个原因：珠峰高度一定发生了变化；珠峰测量技术也有了大的飞跃，新技术可以明显提升珠峰测量精度。雪深雷达等新设备能为峰顶雪深测量争议提供参考。同时精确测定珠峰高度，测量成果可用于冰川变化监测、地球动力学和板块运动等领域研究。

如何给“高个子”珠峰测身高呢？

如同阿基米德曾说“如果给我一个支点和站立的地方，我可以撬动整个地球。”科学事实也是惊人的相似，测量这高个子的身高，我们需要的东西也很简单：将尺子立在“0”点位置，然后摆直，在峰顶比尺读数就行。那我们就来分步拆解珠峰的测量过程吧。

尺子的“0”点在哪里？所谓高程，我们一般是以海平面起算的，以参考海面获得的高程被称为“海拔高”。大地测量学家经过常年累月的科研工作，以青岛港验潮站1952～1979年的验潮资料，定义黄海平均海面作为我国的水准基准面，水准原点位于青岛观象山。这就是1985国家高程基准，也是此次珠峰高程起算的参考。相较于1956年建立的高程基准，因水准基准面重新确定，56高程基准被停用。随着水准原点的建立，我们历时25年在辽阔的国土上布测了国家高程控制网。珠穆朗玛峰的高程测量，不需要从黄海海平面重新测到青藏高原，此次就是从国家一等水准点“日喀则基岩点北”起测。

水准原点雕塑

尺子怎么找？为了更精确的测定珠峰这个“高个子”的身高，我们使用了三把尺子。

●第一把尺子：3m长“水准尺”。尺子虽短，却十分精确。测量人员用脚步丈量祖国大地，利用精密水准仪从“日喀则基岩点北”起测，一站一站连续地将黄海高程基准值精确传递到珠峰脚下，一共完成了781.7公里的水准测量。

●第二把尺子：“激光测距”。在珠峰脚下布设6个测站，利用激光测距仪照准峰顶觇标反射棱镜进行观测，最长测距接近19公里。这个站间的距离测量也可以换算成高程测量。这把“激光测距”的尺子简单高效，但易受到大气折射等影响，精度要差于“水准尺”。

●第三把尺子就是“GNSS”啦，“国之重器”北斗系统再次发挥重要作用，测量获取的珠峰大地高结果精度经误差调整后能达到毫米级。在峰顶觇标点放置GNSS接收机，接收GPS和北斗卫星的信号，就可以获得觇标点高精度的三维空间坐标，即纬度、经度和大地高。GNSS的大地高减去大地水准面差距，就能获取精确的珠峰高程值，而水准测量和“激光测距”得到的交会测量结果也可以获得珠峰高程。

●第四把尺子是重力测量。地面点的重力值不仅随纬度和高度而变，也受测点周围及地下物质分布的影响。因它与高程的变化紧密相联，所以在计算珠峰高程中少不了它。地面上的高程受到重力场的影响，尽管用几何的方法（如水准测量和GNSS观测）测出的高程是地面高程的主要部分，但是如果不考虑重力场的作用，将会引起水从高程低的地方流向高程高的地方，显然这没有实际意义，为此在高程测点和测线上需加测重力。重力测量的结果可以帮助科学家了解冰川变化和板块运动，建立珠峰周围重力场，将其它几把尺子的数据进行统一和转换，同时让珠峰的高程具有了物理意义。

如何把尺子“摆直”了？

把尺子“摆直”的过程，是将三把尺子的测量成果统一的过程，通过严密的模型修正。不同测量手段得到的观测数据才能够放在一起计算和比较。第三把尺子GNSS获得的是“大地高”，而“大地高”并不是我们常说的“海拔高”，两者在参考起算面存在差异。“大地高”与“海拔高”的转换还需要确定大地水准面，就是测定大地水准面相对于地球参考椭球面的距离，即大地水准面差距。这需要利用区域内密集分布的重力资料，根据物理大地测量的理论和方法求定，因此需要进行重力测量。在珠峰峰顶的定点重力测量、北坡 1.25万平方公里的航空重力测量、国内外超高阶重力场模型数据、GNSS和水准观测资料的帮助下，大地测量学家获得了珠峰地区高精度似大地水准面模型及峰顶高程异常，大地水准面差距随之确定。就此，不同测量手段数据就被纳入了一个统一的模型之中，经过对不同观测资料进行修正和调整，这“三把尺子”才算摆直了。

几种用于珠峰测量的大地测量手段间相互关系

这个“高个子”身高被量过多少次？

测量和公布国家领土的重要地理数据，是国家政府行使领土主权的一种体现。早在1714年，清朝理藩院主事胜检、喇嘛楚格沁藏布和拉木赞巴受康熙帝的派遣，深入到珠穆朗玛峰山下, 采用经纬测图法和梯形投影法对珠峰进行初步测量，并在《皇舆全览图》上用汉文和满文明确标上了珠峰的位置和名称，这是人类第一次测绘珠峰。

在后来的近两百年里，印度多次对珠峰进行测量，他们观测获得的珠峰高程一度在出版的地图上使用。1954年印度获得比较精确的珠峰高程8847.6±1.5 m。

建国后，我国曾多次组织珠峰高程测量。1958年到1960年期间，我们的科学家就在珠峰开展气象观测和科学考察，为登峰建立科学保障和信息支持。1960年5月，我国登山队员贡布、屈银华和王富洲完成了世界上首次从珠峰北坡（我国领土内）登顶这一不可能完成的任务，电影《攀登者》还原的就是此次登山挑战。1966～1968年间，测绘人员对珠峰高程进行过一次测量，取得了第一手资料，但因未在珠峰顶端设立测量觇标，也未量取积雪厚度，测得的高程数据未予公布。

先辈记录的珠峰风速数据

我国后来于1975年、2005年两次登顶珠峰并公布高程精确数据。1975年6月，经严密计算得到以1956年黄海高程基准起算的珠峰冰面高程为8848.13米（已扣除珠峰峰顶积雪深度0.92米），测量中误差为±0.35米。采用我国的水准面得出珠峰高程，这宣示了我国对高程数据的主权。

我国公布的2020年珠峰新高程

2005年5月国家测绘局对珠峰高程进行了复测。此次复测得出以1985国家高程基准起算的珠峰岩面高程为8844.43米（已扣除珠峰冰雪厚度3.5米），测量中误差为± 0.21米。在人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年后，2020年珠峰高程测量任务综合利用多种测量手段，国产装备担纲测量任务，最终中国和尼泊尔合作确定了基于国际高程参考系统的珠峰峰顶雪面海拔高为8848.86ｍ±0.06ｍ（未公布冰雪厚度，来自文献^[1]）。几次珠峰测量的结果表明，我们的珠峰宝宝正在悄然变化长高高，我们只有对珠峰越发关注，珠峰高程测量更加科学和精确，才能对珠峰进行合适的身高管理。

科学一直处在人类认识的最前沿，测量和研究珠峰，是在加深我们对世界“第三极”的更深了解，就是在拓展我们对地球家园的认识和了解。科学没有国界，我们愿以开放的态度共享世界屋脊的研究和数据，推动科学研究共同守护我们的“大地之母”。但科学发现也有主权，我们对珠峰的精密测量，是我们对国家领土的重要地理数据主权的宣告，是在用实际行动证明中国人有愿望也有能力保证我们国内重要领土地理信息数据的有效和准确。

最后，珠峰是有高度的，但是人们对于科学、对于自己家园的认识是峰高无限，探索不止的。在数次登顶测量珠峰的挑战中，登山队员们展现出“世间无难事，只要肯登攀”的英雄气概，激励我们永攀科学高峰，在未来定义和发现科学新“极限”。

文中部分图片来自网络。

参考文献：

[1]党亚民,郭春喜,蒋涛,张庆涛,陈斌,蒋光伟.2020珠峰测量与高程确定[J].测绘学报,2021,50(04):556-561.

[2].珠峰测量：一部测绘科技进步史[J].今日科技,2021(02):39-41.

[3].珠穆朗玛峰最新高程获得精确测定[J].传感器世界,2020,26(12):36.

[4].一部测绘科技进步史 我们究竟是如何测量珠峰的?[J].计量与测试技术,2020,47(06):120-124.

[5]常吉庆.历次珠峰高程测量情况简介[J].测绘通报,2005(10):2-6.

[6]孙培仪,荆博. 珠峰高度为何会有不同数据？[N]. 北京日报,2020-06-03(013).

[7]兰圣伟. 珠峰高程测量，更是一场科普盛宴[N]. 中国自然资源报,2020-05-28(007).

[8]操秀英. 珠峰地区10年向东北方向移动40厘米上升3厘米[N]. 科技日报,2015-06-16(001).

[9]周豫,刘扬. 陈永龄 珠峰高程准 神州坐标精[N]. 南方日报,2013-07-03(A12).