從2020珠峰高度再測談測量技術(shù)飛躍式發(fā)展
越是艱難,越是迎難而上,人類對科學(xué)和自然的探索從未停歇。5月27日,珠峰測量登山隊登頂成功。時隔15年,中國再次測量珠峰高度。
珠穆朗瑪峰是由印度板塊和亞歐板塊碰撞擠壓而成的。隨著時間的推移,珠峰的高程隨著板塊變化不斷變動。新中國成立以來,我國測繪工作者已對珠峰進(jìn)行過6次大規(guī)模測繪和科考,1975年和2005年兩次成功測定并公布珠峰高程。
不同時期以不同方式測量珠峰以及對珠峰高程的多次測量,是人類了解和認(rèn)識地球、檢驗測量技術(shù)水平的重要方式。無論在大地測量領(lǐng)域還是在更為精密的計量測試領(lǐng)域,質(zhì)量人對技術(shù)的不斷突破和嚴(yán)謹(jǐn)精神是科學(xué)持續(xù)發(fā)展的不竭動力。

50年來伴隨著工業(yè)革命的滾滾浪潮測量人不斷刷新著精度記錄。大地測量領(lǐng)域,從leica公司在1977年推出了首款全站儀TC1,到如今可以實現(xiàn)更精準(zhǔn)測量的Leica激光跟蹤儀。在計量領(lǐng)域,從1963年DEA創(chuàng)造出業(yè)界公認(rèn)的第一臺三坐標(biāo)測量機(jī),到現(xiàn)在0.3μ的Leitz infinity超高精度測量系統(tǒng)。
今天,以大尺寸高難度為代表的天文臺、衛(wèi)星等和以高精度高復(fù)雜性著稱的航空發(fā)動機(jī)都可以輕松實現(xiàn)測量,甚至eTALON激光干涉儀能夠?qū)崿F(xiàn)對三坐標(biāo)的校準(zhǔn),精度更是高達(dá)0.2μ。

可靠的硬件質(zhì)量保證
諸如珠峰等極端條件對測量設(shè)備的可靠性和耐久性有著很高的要求。Leica的全站儀、經(jīng)緯儀、激光跟蹤儀等測量設(shè)備在對抗極端環(huán)境方面有著專業(yè)的技術(shù)和經(jīng)驗,具有超高的防塵/防水等級、超寬的工作溫度和濕度范圍,以及環(huán)境監(jiān)測功能,包括了對溫度、壓力、濕度變化的補(bǔ)償,實現(xiàn)精確的測量。
除珠峰外,leica的激光跟蹤儀還曾經(jīng)為北極圈內(nèi)兩臺超大型望遠(yuǎn)鏡的監(jiān)測和裝配提供了有力支持。在超大測量體積、不穩(wěn)定的地基、不良的光照條件和多變的天氣等嚴(yán)苛環(huán)境中,確保兩臺射電望遠(yuǎn)鏡中復(fù)雜裝置的所有組件都符合要求,并保證它們在后期裝配過程中得到調(diào)整。

據(jù)悉,珠峰高程測量已實現(xiàn)了由傳統(tǒng)大地測量技術(shù)到現(xiàn)代大地測量技術(shù)的轉(zhuǎn)變,主要利用衛(wèi)星觀測技術(shù),直接在峰頂利用衛(wèi)星定位接收機(jī)測量峰頂?shù)母叱?,精度有了明顯提高。
面對不同的應(yīng)用場景,測量手段也在不斷迭代。在城市領(lǐng)域,大地測量已經(jīng)從全站儀交會技術(shù)拓展到GNSS技術(shù)、航測技術(shù),實現(xiàn)了更為廣闊場景的測量。而在制造領(lǐng)域,除了計量室使用的三坐標(biāo)測量機(jī),關(guān)節(jié)臂、掃描儀、攝影測量系統(tǒng)等更多面向生產(chǎn)現(xiàn)場的測量手段也在日益發(fā)揮著重要的作用。

測量登山隊員在珠峰之巔豎立起測量覘標(biāo),開展全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)測量和雪深測量等工作。與此同時,位于大本營、中絨布冰川、西絨布冰川等6個交會點(diǎn)的測量隊員瞄準(zhǔn)峰頂覘標(biāo),同步開展測量。珠峰測量人員采用多種測量手段、反復(fù)多次測量,最終計算各類數(shù)據(jù)得出珠峰的新高程,以此保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
這種統(tǒng)計分析方法,也常常用在工業(yè)測量領(lǐng)域,例如QDAS軟件的MSA測量系統(tǒng)分析功能,通過若干個操作人員對若干個零件進(jìn)行重復(fù)測量的方法,計算出Cgk,%R &R,進(jìn)行測量評估和結(jié)果分析。

技術(shù)創(chuàng)新的力量不言而喻。通過使用這些更為先進(jìn)的測量設(shè)備和更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),2020版的珠峰高度將為珠峰地區(qū)板塊運(yùn)動和環(huán)境變化研究,提供翔實的多源數(shù)據(jù)支持。
我們相信,下一個15年,人類將會突破更多技術(shù)極限,航測、機(jī)器人等杰出測量手段將成為珠峰高程測量的中堅力量。