珠峰是國際測量技術的競技場。在測量世界最高峰“身高”的艱苦探索中，科技的力量總是與人類的腳步同行。在先進測繪技術、通信技術等“隊友”的撐腰下，珠峰測量正在變得更加精確和順利。
首次應用北斗系統(tǒng)
此次珠峰高程測量首次運用了我國自主建設、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供的數據。這也是北斗衛(wèi)星繼在抗疫中顯露威力之后，再度發(fā)揮重要作用。
自然資源部第一大地測量隊（國測一大隊）隊長、2020珠峰高程測量現場總指揮李國鵬說，全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）衛(wèi)星測量是此次測高中的重要一環(huán)。在珠峰峰頂，GNSS接收機能通過衛(wèi)星獲取平面位置、峰頂雪面大地高等信息，并將大地高程換算成海拔高程。
2005年我國對珠峰高程進行測量時，GNSS衛(wèi)星測量主要依賴美國的GPS系統(tǒng)。而此次測量，將同時參考中國北斗、美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯四大全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)，并且以北斗的數據為主。登頂測量時，頂峰的GNSS接收機將依托北斗系統(tǒng)和珠峰地區(qū)以及外圍的GNSS監(jiān)測網聯(lián)機同步觀測，還可監(jiān)測相關地區(qū)的地殼運動。
“能在世界最高峰的高程測量中應用北斗系統(tǒng)，這是我們中國測繪人的驕傲。”李國鵬說。
作為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一，北斗系統(tǒng)是我國重要的空間基礎設施，可為全球用戶提供高精度定位、導航和授時服務。2018年底，北斗三號基本系統(tǒng)建成，開始提供全球服務。今年是北斗全球組網的收官之年：3月，第54顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射并進入工作軌道。根據計劃，5月我國將組織最后一次北斗三號衛(wèi)星發(fā)射，從而全面建成北斗三號全球系統(tǒng)。
在此次新冠肺炎疫情防控中，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)也發(fā)揮了重要作用。在武漢火神山、雷神山醫(yī)院建設過程中，北斗的高精度測量為“中國速度”提供了支持；利用北斗提供的精確位置和時間信息，讓人事物的溯源尋根和動態(tài)管控成為可能。
航空重力測量亮相
珠峰高程測量是多種技術手段的綜合應用過程。除了GNSS衛(wèi)星測量、雪深雷達測量外，還會采用精密水準測量、光電測距、重力測量、天文測量、衛(wèi)星遙感、似大地水準面精化等多種傳統(tǒng)和現代測量技術。最終公布的海拔高度，也是對多種數據進行綜合處理的結果。
值得一提的是，此次測量將運用航空重力測量技術，以提升測量精度。這也是我國首次在珠峰區(qū)域開展航空重力和遙感綜合調查，將填補相應數據資料的空白。
重力測量即測量地球表面的重力加速度值，是精確獲取高程測量成果的要素之一。通過航空重力測量數據，能夠解算出更高精度的大地水準面（即海拔高程系統(tǒng)的起算面），可以將珠峰地區(qū)大地水準面精度從米級提高到厘米級，從而讓珠峰的“身高”更精確。
據了解，此次航空重力測量將一系列復雜的測量系統(tǒng)裝在飛機上，包括兩套自主研發(fā)的國產航空重力儀、兩套進口重力儀、一套ADS100航空攝像機和一套激光雷達測量儀。除了重力測量外，航空遙感數據能夠獲得大范圍、高精度的珠峰及周邊區(qū)域三維地形測量結果，如同拍攝一張上億像素的珠峰全景高清大圖。
登頂測量確保準確
專業(yè)測繪隊員的“腳步”＋現代測量技術的“神器”——珠峰高程測量需要合力。如今，珠峰高程測量已實現了由傳統(tǒng)大地測量技術到綜合現代大地測量技術的轉變。專業(yè)測繪人員登頂，可使測量數據更可靠、更具說服力。
據專家介紹，早期進行的珠峰測繪大多無人登頂。傳統(tǒng)的交會和三角高程測量在這種情況下有可能出現偏差。1975年，中國登山隊登頂珠峰，登山隊員首次將覘標（設置在三角點或精密導線點上供觀測用的標架）帶上了珠峰頂峰。測繪人員從珠峰附近選擇了9個測站點，對準覘標觀測水平角和垂直角，確定珠峰的水平位置和各測站至珠峰的水平距離。根據三角高程測量原理，推算出珠峰高程為8848.13米。
目前的技術手段還無法確保無人機或機器人在峰頂作業(yè)。GNSS接收機、雪深雷達、氣象測量和覘標等儀器都需要人攜帶至頂峰，以準確地獲得數據。李國鵬說，珠峰峰頂氣流不穩(wěn)定、多大風、氣溫低，測量型無人機目前尚無法在峰頂飛行，也尚無機器人頂峰作業(yè)經歷。不過，這在以后可能會成為一種趨勢。
或許在不久的將來，無人機、機器人將代替人類，獨自踏上珠峰測高之旅。
國產設備擔當重任
此次珠峰測量任務中，國產設備擔當重任，其可靠性和精度相較于15年前的測量有了質的提高。
在極端環(huán)境下進行高度測量，對各類裝備的技術含量提出了很高的要求，很多裝備都需進行特別改裝研制。尤其是在峰頂使用的裝備，必須能在低溫、低壓、低氧環(huán)境下使用。為此，多家國內生產廠商與國測一大隊共同研制了多類特殊測量設備。
雪地雷達就是其中之一，這一設備能夠根據不同物質對于頻率的不同反應，完成珠峰峰頂雪深和巖石高度的測量工作。和普通的地質雷達不同，雪地雷達能夠在低溫、低能耗的惡劣環(huán)境下完成工作。
2005年，我國首先測得珠峰頂峰的巖面高程和雪深數據，當時使用的雪深雷達是意大利設備。當雪深雷達運到大本營之后，突然出現故障，無法正常使用。工作人員不得不緊急聯(lián)系意大利廠商，請其帶著新儀器火速飛往中國。
與15年前相比，此次珠峰測高對雪深雷達提出了更高的技術標準，要求同時獲取位置信息和雪深數據，兼具衛(wèi)星大地測量和雷達系統(tǒng)的功能，同時必須輕便、易攜。在多家國外企業(yè)無法研發(fā)的情況下，一家國內廠商研發(fā)生產成功。此次登頂并再次分別測量頂峰雪深和巖面高程數據后，將為研究珠峰地區(qū)地質和氣候變化提供更為精細的數據支撐。
此外，“出征”測高任務的天頂儀、重力儀、峰頂覘標、用于三角交會測量的超長距離測距儀等設備均為國產儀器。我國最新的測繪基準體系建設成果也將應用于此次測量。李國鵬說，我國的測繪技術在國際上是一流的，能夠確保此次珠峰高程測量順利進行。
5G信號覆蓋峰頂
日前，在珠峰海拔6500米前進營地，中國移動全球海拔最高的5G基站正式投入使用。5G信號對珠峰北坡登山線路及峰頂實現了覆蓋，首次登頂世界最高峰。
經在珠峰大本營的現場實測，5G100兆赫獨立組網模式的下行峰值突破每秒1.6G，上行速率最高可達每秒215M，可有效滿足珠峰上4K和VR高清直播要求。如今，已有數百萬網友通過5G直播實時看白雪、觀星辰，欣賞珠穆朗瑪峰的壯美與險峻。
據了解，經過1個多月、百余名工程師的攻堅克難，在海拔5200米的珠峰大本營、5800米的過渡營地以及6500米的前進營地3個關鍵區(qū)域內，已經實現了5G信號的全覆蓋。其中，5300米處的基站為全球海拔最高的常態(tài)化5G基站，主要保障珠峰大本營區(qū)域的信號。待5G開通商用后，登山者、游客和當地居民可在大本營區(qū)域使用5G服務。海拔5800米和6500米處的基站為臨時基站，主要保障攀登路線至峰頂的信號，2020珠峰高程測量結束后將拆除。
此次5G基站的建設突破了多項技術和建設難點。為了實現5G信號與復雜高山高寒場景的匹配，中國移動選擇華為提供整體解決方案及主要設備。在海拔6500米的5G基站，由于距離珠峰峰頂存在2000多米落差，為了有效覆蓋峰頂，基站全部選用了華為極簡基站產品，可通過波束賦形技術提高在垂直維度的覆蓋范圍。
除了5G信號外，中國移動還與華為、準達在3個營地部署了千兆光纖網絡，供測繪、登山和技術保障等人員使用。中國移動相關人員表示，5G覆蓋珠峰峰頂及雙千兆珠峰全面覆蓋，實現了歷史性突破，這一耗資突破千萬量級的浩大工程，將為登山、科考、測繪、環(huán)保工作者在高峰上的用網速度和體驗保駕護航。
