12月8日,中國、尼泊爾兩國向全世界正式宣布,珠穆朗瑪峰的最新高程為8848.86米。
給珠峰“量身高”不是個簡單的任務(wù),這其中,青島科研力量發(fā)揮了關(guān)鍵作用——由中國電子科技集團公司第二十二研究所研制的雪深測量雷達(dá),精準(zhǔn)檢測出了珠峰山頂冰雪厚度,結(jié)合青島觀象山水準(zhǔn)零點到山頂?shù)母叱虃鬟f測量,青島 “從頭到腳”出力,還原了珠峰山體的真實高度。
青島科技還原珠峰“裸高”
據(jù)中國測繪科學(xué)研究院研究員、2020 珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長黨亞民介紹,珠峰峰頂“會戰(zhàn)”分為三步:通過高精度衛(wèi)星定位方法,測量出珠峰雪頂?shù)奈恢茫辉诤0?6000 米左右,利用交會和三角高程測量方法,測量隊員們登頂后插在峰頂?shù)囊棙?biāo),確定珠峰高度;借助雪深測量雷達(dá),測量峰頂一定范圍內(nèi),雪面到巖石面的距離,也就是峰頂冰雪厚度。
在這三步中,如何測量雪面到巖石面的距離對于還原珠峰“裸高”尤為關(guān)鍵,用中國電科 22 所探地雷達(dá)部主任于景蘭的話說,這相當(dāng)于測量人身高時,精準(zhǔn)測出頭發(fā)的“厚度”。
去年,受登山隊及國測一大隊委托,中國電科 22 所和廣州南方測繪公司一起,在原來探測技術(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,成功研制出了針對珠峰高程測量的雪深測量雷達(dá)。其中,中國電科 22 所承擔(dān)了該雷達(dá)研制及整機系統(tǒng)的集成調(diào)試,為精準(zhǔn)測量峰頂冰雪層厚度提供了關(guān)鍵技術(shù)。
于景蘭告訴記者,透過厚厚的山頂積雪,雪深測量雷達(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、生態(tài)環(huán)境保護等方面的研究提供第一手資料,對于地球動力學(xué)板塊運動等領(lǐng)域的研究也有極大的推動作用。
自新中國成立以來,我國測繪工作者對珠峰進行過6次大規(guī)模的測繪和科考工作,測量高度的基準(zhǔn)都是位于青島觀象山上的中華人民共和國水準(zhǔn)原點。可以說,對于給珠峰“量身高”這件事,青島“從頭到腳”都在發(fā)力。
小、輕、簡、穩(wěn),雷達(dá)為登山隊員“量身定制”
于景蘭介紹,雪深測量雷達(dá)主要由兩部分組成,分別是雷達(dá)控制單元和定位單元。兩個單元配合,雷達(dá)對雪深的探測精度可以達(dá)到毫米級。
具體工作時,雷達(dá)向地下介質(zhì)發(fā)射一定強度的高頻電磁脈沖,電磁脈沖遇到不同電性介質(zhì)的分界面時即產(chǎn)生不同的反射或散射,探地雷達(dá)會接收并記錄這些信號,再通過對信號進行進一步處理、解釋,即可了解地下介質(zhì)的情況;在定位單元的配合下,通過計算電磁脈沖遇到不同反射面的時間,即可獲取每一道雷達(dá)數(shù)據(jù)對應(yīng)的位置坐標(biāo),后期經(jīng)過科學(xué)、專業(yè)的數(shù)據(jù)處理及修正,就能獲得國際公認(rèn)的精確可靠的珠峰“裸高”。
珠峰登頂困難重重,要出色完成測量任務(wù),中國電科 22 所不僅要提供高精尖的技術(shù)和設(shè)備,更要為登山隊員“量身定制”最優(yōu)化的設(shè)備性能。于景蘭告訴記者,團隊主要結(jié)合登山的具體難度,在設(shè)備“小、輕、簡、穩(wěn)”上狠下功夫,實現(xiàn)了新的突破。
“小”,即設(shè)備集成度高,雷達(dá)主機、天線、供電單元及GPS 集成在一個屏蔽殼內(nèi);“輕”,即重量輕,通過加強器件研發(fā),團隊將雷達(dá)重量從8公斤縮減到小于5公斤,更便于攜帶和使用;“簡”,即操作簡單,為了讓登山隊員減輕在“世界之巔”操作設(shè)備的壓力,雷達(dá)實現(xiàn)了無需設(shè)置參數(shù)即可實現(xiàn)一鍵開機、一鍵探測,對采集數(shù)據(jù)進行自動存儲;“穩(wěn)”,也是最關(guān)鍵的,保障數(shù)據(jù)存儲,為此,團隊通過算法優(yōu)化設(shè)計了“雙保險”,采集數(shù)據(jù)可以在設(shè)備內(nèi)和外接USB存儲設(shè)備中同時存儲,保證了山頂測量數(shù)據(jù)的安全運輸。(青島日報/觀海新聞記者 耿婷婷)
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