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在珠穆朗玛峰最高点放一块一米高的石头,此时珠峰的高度该算上这一米吗?

Discussion in '知乎日报' started by 漂亮的石头, 2020-02-02.

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 Staff Member

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    [​IMG] 荆博,不想上热搜的日报不是好头条 阅读原文

    答案很简单,算

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    珠峰测量一直以来有三个难点,

    第一个就是大家都知道的登顶测量,这个需要扛着设备上山,登顶难度增加。

    因为我也没爬过这么高的山,不好说,但是一般的 RTK 流动站重量超过 2.5KG,全站仪的重量基本就得超过 7.5KG 了,基准站因为有脚架,重量还得翻一番,你回去找一袋 10KG 的面粉爬一下 20 楼试一下,这是在平原不缺氧的地方,看一看有多累。

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    第二个就是控制测量网架设,这个是决定最终的联测成果的精度高低的基础。

    这些稍微说一下,我们说一座山多高,喜欢用海拔这个词,为什么这么说呢,这里有一个基本的概念,就是海拔的起始点不仅是从海平面起算的,还是是从一个比较特殊的地点的平均海平面起算的,因为海平面既有涨潮落潮,不同地区因地球的 g 不同海平面高低也有差异,所以我国是以青岛验潮站为标准的。

    而将海平面的高程推到陆地和其他部分,则需要测量重力常数,设想存在一个平面同青岛起算点海拔高度的 g 值相等,这个平面就叫做大地水准面,因为我们不能处处测量,只能选择代表性的地点去测算,然后插值推算这个水准面的情况,所以叫似大地水准面,意思我们虽然做不到大地水准面,但是至少意思是那个意思,所以这个才是我们能做到和要做的测量事情,当我们需要测算海拔高度的时候,先要把大地水准面尽可能的推进打工区范围内,然后再实际测量,计算某一点的高程,也就是海拔高度。

    而我们熟知的 GPS 给出的数据,其实是一个三维空间 XYZ 数据,并非是一个我们熟知的经纬度和海拔高度,这个结果需要套到地球参考椭球模型中才能得出结果,而这个椭球模型的精度其实是不够高的,但在计算 XY,既经纬度因为大家都使用同一套地球椭球模型,结果还是非常吻合的,但在高度上这个数值则与海拔高度还是有一定的出入。

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    除此之外,无论是 GPS 还是全站仪等测量工具,有一个很重要的缺陷,就是单点不准,需要有基准站作为标准进行联测,然后测量结果再平差,这个结果才能更精确。举个例子,如果拿着同一款手持机(不能连 cors 站那种)你定完一个点,第二天按照这个数据重新定位,可能会有几米的差距,这个就是单点结果,有兴趣你可以试一下。

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    第三个就是峰顶冰雪厚度,这个一般有两个角度的研究方向,一个是对于冰层厚度的测量精度的,另一个就是这个冰层的厚度并不是固定的,而是变化的变化,也一直是学者关注的一个问题,因为珠峰峰顶的覆雪和冰层厚度是气候变化的一个重要的参数。但获得这个参数并不容易,我们回顾一下我国几次登顶测量的过程,重要内容看粗体:

    1966~1968 年,在中国科学院组织下对珠穆朗玛峰及周边地区进行了大规模的综合科学考察,并于 1966 年和 1968 年两次组队,不仅在珠穆朗玛峰地区建立了高水平高质量的测量控制网,从定日至绒布寺布设一条 60km 长 19 个点的二等三角锁,连接二等锁向南沿东绒布、中绒布、西绒布冰川又布设了 4 条三等三角锁,整个控制网 包括 9 个天文点、9 个重力点和 2 个天文方位角。观测珠峰设有 34 个测站,最大交会角 76°,观测站至珠峰距离 5~77km,各观测站的高程 4373-6617m,测站更多也更接近珠峰,并开展了三角、水准、天文、重力、物理测距、折光试验等测量工作,为后期的数据改正和平差做了充分的准备,控制网架设规格不低于此前印度测定,最终算得的珠峰高程为 8849.75m(未顾及峰顶的覆雪厚度),最大互差为 3.01m。

    1975 年我国再次对珠峰的进行测量,除了进一步加强和提升控制网,新增 5 个点,5 条三等导线边;新测 4 个天文点;新测 17 个重力点,最近点由原来距珠峰 4.2km 推进到距珠峰 1.9km。这些都不是重点,重点在于更是第一次在登山队员的协助下,把 3.51m 的红色金属测量觇标竖立在珠峰峰顶上,同时量测了峰顶的覆雪深度,堪称测定珠峰高程历史上的一项创举和突破。此次测定的最终结果为 8848.13m(峰顶标心处的覆雪深度约为 0.92m),中误差为±0.35m。

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    2005 年 5 月 22 日北京时间 11 时 08 分中国登山测量队成功登上世界最高峰珠穆朗玛峰峰顶,11 时 30 分测量觇标成功地树立在珠峰峰顶;珠峰峰顶的 GPS 接收机于 11 时 43 分开始工作,12 时 19 分结束,记录了约 36min 的数据;测量冰雪层深度的雷达探测仪(GPR)于 11 时 38 分开始工作,12 时 18 分结束,记录了约 39min 的数据。同 1975 年的珠峰测量,此次主要是将水准点、平高点都尽可能和 GPS 点结合起来,形成珠峰地区的 GPS 控制网,最终与珠峰峰顶 GPS 接收机联测的峰顶 GPS 联测网。

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    此次除了布设了 GPS 控制网,实现了峰顶同观测站实现联测,并使用雷达探测仪对冰雪层进行测量,峰顶冰雪深度 3.50m,测量精度±0.21m。中国此次向世界公布珠峰的高度 8844.43m,是去除峰顶冰雪层厚度的净身高。

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    对珠峰峰顶雪面到岩石面的厚度测量,过去一直采用人力探杆测深的方法。1975 年珠峰测高时,中国登山队员在珠峰峰顶采用端头为包铁的木质探杆插进冰雪层,测得厚度为 0.9m。1992 年中意合作进行珠峰测高,意大利登山队员在峰顶用钢质探杆插进冰雪层,测得厚度为 2.55m。2005 年珠峰测高时,中国登山测量队员采用雷达探测技术测定珠峰峰顶冰雪覆盖层的厚度,而无论使用什么测测量技术,都无法区别你搬来的岩石和原生岩石,而根据环境判定岩石是否为原生,这个则是属于岩矿鉴定的范畴,而在厚厚的冰层之下,考虑到峰顶恶劣的作业环境,采集岩样的危险指数不亚于在超过 300 米的深海中人工采集样品。

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    所以,如果你在峰顶放置一块石头,绝对是算到珠峰高度,只不过是是裸高还是含冰层高度的区别,至于是什么导致了高度变化,相信到时候一定会有专门文章讨论是人类的技术水平增高,可以空投石块恰好砸到峰顶,还是生产力提高,人民物质得到极大富足,总有些人闲的往珠峰顶上背水(大雾)。

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