歷史上，我們?cè)趺礈y(cè)量珠峰的“身高”？

5月27日11時(shí)，2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)8名攻頂隊(duì)員次落、袁復(fù)棟、李富慶、普布頓珠、次仁多吉、次仁平措、次仁羅布、洛桑頓珠克服重重困難，成功從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂，下午13時(shí)22分時(shí)，歷經(jīng)兩個(gè)小時(shí)，珠峰各項(xiàng)測(cè)量工作已經(jīng)完成，登山隊(duì)員們開始下山返回。

兩個(gè)小時(shí)的測(cè)量時(shí)間內(nèi)，隊(duì)員們?cè)诜屙敇淞⑵饻y(cè)量覘標(biāo)，使用GNSS接收機(jī)通過北斗衛(wèi)星進(jìn)行高精度定位測(cè)量，使用雪深雷達(dá)探測(cè)儀探測(cè)了峰頂雪深，并使用重力儀進(jìn)行了重力測(cè)量。據(jù)自然資源部介紹，此次登頂測(cè)量也一波三折，5月6日，測(cè)量登山隊(duì)第一次出征沖頂，但由于北坳冰壁有流雪風(fēng)險(xiǎn)而下撤；5月16日，測(cè)量登山隊(duì)第二次向頂峰發(fā)起突擊，但受氣旋風(fēng)暴“安攀”的影響，7790米以上區(qū)域積雪過深，不得不再次下撤。

為什么我們要測(cè)量珠穆朗瑪峰的高度，而我們究竟是怎樣測(cè)量山的高度的？在歷史上我們?cè)鯓訙y(cè)量，在徐永清寫作的《珠峰簡(jiǎn)史》中可以找到答案。徐永清為原國(guó)家測(cè)繪地理信息局測(cè)繪發(fā)展研究中心副主任，中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)理事、邊海地圖工作委員會(huì)副主任委員。著有《登峰造極·珠穆朗瑪峰測(cè)量記》《珠峰簡(jiǎn)史》《地圖簡(jiǎn)史》等。

5月27日，2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)向珠峰峰頂挺進(jìn)

珠穆朗瑪峰的高度，已經(jīng)有160多年的測(cè)量歷史

關(guān)于珠峰的測(cè)量歷史我們來(lái)看以下的這組數(shù)據(jù)：

1856年，英屬印度測(cè)量局首次宣布珠峰高度：8839.81米。

1954年，印度政府再次對(duì)珠峰進(jìn)行測(cè)量，得出的結(jié)果是8847.7344米。

1975年，中國(guó)首次進(jìn)行珠峰測(cè)量，測(cè)得珠峰高度為8848.13米。

1992年，意大利科學(xué)家喬治·普瑞迪帶隊(duì)登珠峰，測(cè)出珠峰高度為8846.50米。

1999年，美國(guó)探險(xiǎn)隊(duì)測(cè)出珠穆朗瑪峰積雪覆蓋的頂峰高度為8850米。

2005年，中國(guó)再測(cè)珠峰高度，測(cè)得珠峰峰頂巖石面海拔高程為8844.43米。

2020年，中國(guó)珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)登頂成功。

在《珠峰簡(jiǎn)史》中，作者介紹，這些珠峰測(cè)量小檔案中，包含許多知識(shí)點(diǎn)。1999年美國(guó)探險(xiǎn)隊(duì)測(cè)量出的8850米實(shí)際上是珠穆朗瑪峰積雪覆蓋的頂峰高度。而我們?cè)?005年測(cè)量的8844.43米則是珠峰峰頂巖石面海拔高程。

珠峰的高度究竟是怎樣測(cè)量的？我們?cè)囈?005年珠峰的復(fù)測(cè)來(lái)看，當(dāng)時(shí)國(guó)家測(cè)繪局組建了中國(guó)珠峰測(cè)量隊(duì)，40多名隊(duì)員被分成了GPS綜合測(cè)量分隊(duì)、水準(zhǔn)測(cè)量分隊(duì)、重力測(cè)量分隊(duì)及登山?jīng)_頂分隊(duì)等4個(gè)分隊(duì)，同時(shí)展開各自的測(cè)量工作。

根據(jù)周密擬訂的測(cè)量計(jì)劃，整個(gè)測(cè)量行動(dòng)按照下列路線圖展開：

第一階段，從3月17日到4月17日，進(jìn)行珠峰外圍地區(qū)的測(cè)量工作。GPS綜合測(cè)量分隊(duì)在青藏高原廣大地區(qū)的30個(gè)主測(cè)量點(diǎn)和40多個(gè)附測(cè)量點(diǎn)展開6輪聯(lián)機(jī)觀測(cè)行動(dòng)，這些測(cè)量點(diǎn)大都分布在藏北無(wú)人區(qū)和昆侖、唐古拉、喜馬拉雅、岡底斯等藏區(qū)大山中，都是被精心選擇的青藏高原板塊典型的地理標(biāo)點(diǎn)，聯(lián)機(jī)觀測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果將反映青藏高原地殼變化進(jìn)程的細(xì)節(jié)。重力測(cè)量分隊(duì)從拉薩開始向珠峰邊測(cè)量邊推進(jìn)。水準(zhǔn)測(cè)量分隊(duì)從已經(jīng)取得相對(duì)青島水準(zhǔn)原點(diǎn)精確高度的西藏拉孜縣起測(cè)，逐步向珠峰推進(jìn)。登山?jīng)_頂分隊(duì)在珠峰大本營(yíng)隨西藏登山隊(duì)開始適應(yīng)性訓(xùn)練。

第二階段，從4月到5月，在珠峰周邊地區(qū)進(jìn)行測(cè)量。GPS綜合測(cè)量分隊(duì)完成珠峰GPS控制網(wǎng)32點(diǎn)及峰頂GPS聯(lián)測(cè)網(wǎng)8點(diǎn)的布測(cè)。水準(zhǔn)測(cè)量分隊(duì)分別通過4條路線向珠峰推進(jìn)，選定珠峰下的交會(huì)測(cè)量點(diǎn)，預(yù)計(jì)完成二等水準(zhǔn)379.7千米、三等水準(zhǔn)17.3千米、測(cè)距高程導(dǎo)線20.5千米。重力測(cè)量分隊(duì)進(jìn)駐珠峰地區(qū)展開測(cè)量，預(yù)計(jì)完成二等重力點(diǎn)及引點(diǎn)5個(gè)、加密重力點(diǎn)86個(gè)、登山路線上重力點(diǎn)5個(gè)。登山?jīng)_頂分隊(duì)進(jìn)行高海拔適應(yīng)性訓(xùn)練和登山訓(xùn)練。

紅色的金屬覘標(biāo)豎起

2005年登頂成功

第三階段，珠峰登山測(cè)量隊(duì)5月?lián)駲C(jī)登頂珠穆朗瑪峰，在峰頂豎立覘標(biāo)，在6個(gè)交會(huì)點(diǎn)進(jìn)行珠峰峰頂交會(huì)測(cè)量，采用三角測(cè)量方法，從6個(gè)方向?qū)Ψ屙斶M(jìn)行前方交會(huì)，在5個(gè)測(cè)站對(duì)峰頂進(jìn)行電磁波測(cè)距。

第四階段，5月至6月，在西安的國(guó)家測(cè)繪局大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心和北京的國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析和計(jì)算，并匯總數(shù)據(jù)。

第五階段，6月至7月，在國(guó)家測(cè)繪局大地測(cè)量數(shù)據(jù)處理中心和國(guó)家測(cè)繪局基礎(chǔ)地理信息中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，獲得珠峰高程最終數(shù)據(jù)。并在北京組織召開2005珠穆朗瑪峰高程測(cè)量項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)議。項(xiàng)目驗(yàn)收后，報(bào)請(qǐng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)公布2005珠峰高程測(cè)量成果。

7月18日，國(guó)家測(cè)繪局和總參測(cè)繪局在北京組織召開了“2005珠穆朗瑪峰高程測(cè)量”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)議。驗(yàn)收委員會(huì)由來(lái)自科技部、教育部、國(guó)土資源部、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)氣象局、中國(guó)地震局、國(guó)家測(cè)繪局和總參測(cè)繪局等單位的20名院士、專家組成，他們對(duì)這一項(xiàng)目做出高度評(píng)價(jià)，一致同意通過項(xiàng)目驗(yàn)收。

10月，2005珠峰高程測(cè)量珠峰頂?shù)难┟娓吆蛶r石高成果經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)公布。

今天我們?yōu)槭裁匆巧綔y(cè)珠峰？

21世紀(jì)測(cè)量技術(shù)飛速發(fā)展，這樣是否必須登上珠峰頂端才能測(cè)高呢？測(cè)繪專家們的答案是肯定的。

2005年珠峰復(fù)測(cè)，采用了傳統(tǒng)的經(jīng)典測(cè)量方法，就是以常規(guī)的水準(zhǔn)測(cè)量加上三角高程測(cè)量來(lái)確定珠峰的高程。同時(shí)，采用了GPS衛(wèi)星大地測(cè)量法，把GPS帶到珠峰峰頂直接測(cè)量珠峰的位置坐標(biāo)和高程。而這個(gè)測(cè)量方法具體就是計(jì)算圍繞地球的衛(wèi)星到珠峰頂?shù)木嚯x。我們可以通過多個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，獲取珠峰相對(duì)于這個(gè)地球參考橢球的準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)，得到珠峰準(zhǔn)確的高程。

測(cè)繪專家們將這雙管齊下的方案稱之為“雙保險(xiǎn)”。實(shí)施這兩種測(cè)量方式，都需要登上珠峰頂峰。采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要在珠峰峰頂設(shè)立標(biāo)志，專業(yè)人員稱為覘標(biāo)，為下面的測(cè)距儀和經(jīng)緯儀服務(wù)。而GPS測(cè)量?jī)x的天線必須插到峰頂，才能測(cè)到珠峰的高度。

過去珠峰高程引起爭(zhēng)議的原因主要有兩個(gè)，一個(gè)圍繞高程測(cè)量技術(shù)和計(jì)算的精確性，一個(gè)是圍繞峰頂雪深。要解決這兩個(gè)問題，則必須利用先進(jìn)技術(shù)登頂實(shí)地測(cè)量。

采用現(xiàn)代GPS技術(shù)，要求必須將設(shè)備攜帶上峰頂。要測(cè)量雪深，必須利用雷達(dá)設(shè)備在峰頂實(shí)際操作，直接測(cè)量。采用常規(guī)技術(shù)必須攜帶覘標(biāo)，將覘標(biāo)立于峰頂最高處，確定三角交會(huì)的唯一目標(biāo)，提高精確度。同時(shí)，兩種技術(shù)互相補(bǔ)充，一旦GPS觀測(cè)技術(shù)出現(xiàn)故障，常規(guī)方法可以替代電子設(shè)備完成觀測(cè)。所以，登頂珠峰不僅必要，而且必須，而且是決定整個(gè)測(cè)量行動(dòng)成敗的關(guān)鍵所在。

本次測(cè)量，則又有了更先進(jìn)的技術(shù)，這次使用的設(shè)備是我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系列，國(guó)產(chǎn)測(cè)繪儀器裝備全面承擔(dān)本次測(cè)量任務(wù)。GNSS衛(wèi)星測(cè)量、雪深雷達(dá)測(cè)量、重力測(cè)量、衛(wèi)星遙感、似大地水準(zhǔn)面精化等多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，讓珠峰的“身高“更加精準(zhǔn)。

珠峰高程測(cè)量紀(jì)念碑

測(cè)量珠峰峰頂冰雪厚度

在海拔8800米以上的珠峰頂，常年覆蓋著一層厚厚的“冰雪鎧甲”，它的厚度到底是多少，由于測(cè)量技術(shù)手段的局限，在珠峰測(cè)量史上始終是一個(gè)謎團(tuán)。而“冰雪鎧甲”厚度的測(cè)定，又是精確測(cè)定珠穆朗瑪峰高程的一個(gè)非常重要的因素。

在2005珠峰高程測(cè)量中，中國(guó)測(cè)繪工作者首次采用雷達(dá)探測(cè)技術(shù)完成了珠峰頂冰雪層厚度的測(cè)量。

為了精確測(cè)出珠峰峰頂冰雪層的厚度，參加2005珠峰登山測(cè)量的國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心的技術(shù)人員，通過大量的市場(chǎng)調(diào)研以及實(shí)地的測(cè)試，選用了意大利IDS公司出產(chǎn)的500兆赫茲的冰雪探測(cè)雷達(dá)。選用這種產(chǎn)品很重要的原因，是2004年意大利登山測(cè)量隊(duì)曾攜帶這種冰雪探測(cè)雷達(dá)登頂珠峰并成功進(jìn)行了探測(cè)。為2005珠峰登山測(cè)量訂制的冰雪探測(cè)雷達(dá)根據(jù)用戶的要求進(jìn)行了改進(jìn)和完善，主要考慮了電源保溫、預(yù)加熱、可連接雙頻GPS接收機(jī)同時(shí)一鍵式操作雷達(dá)和GPS接收機(jī)的啟動(dòng)，以及可進(jìn)行時(shí)間同步數(shù)據(jù)、在特殊環(huán)境下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等問題。

雷達(dá)測(cè)量距離的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就如同機(jī)場(chǎng)雷達(dá)測(cè)量空氣中的飛機(jī)一樣，發(fā)射并接受電磁波，就可獲得到目標(biāo)點(diǎn)的距離；在雷達(dá)上安裝個(gè)高精度定位儀，就會(huì)知道雷達(dá)是在那里探測(cè)到的巖石深度，因此就能依據(jù)這些測(cè)出珠峰頂巖石地形與峰頂雪深。

2005年5月22日上午11點(diǎn)零8分，中國(guó)登山測(cè)量隊(duì)員成功登頂珠峰，并在珠峰頂啟動(dòng)峰頂雪深雷達(dá)探測(cè)儀，開始探測(cè)珠峰頂峰神秘的冰雪厚度。這也是我國(guó)首次在珠峰高程測(cè)量中嘗試測(cè)量峰頂冰雪高度。11點(diǎn)38分49秒，冰雪雷達(dá)探測(cè)儀開始工作，12點(diǎn)18分24秒結(jié)束，有效記錄數(shù)據(jù)38分55秒。

裝載著寶貴數(shù)據(jù)的珠峰峰頂測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備GPS接收機(jī)和雪深探測(cè)雷達(dá)，經(jīng)過37小時(shí)不間斷的傳遞，于5月24日凌晨送達(dá)珠峰大本營(yíng)測(cè)量營(yíng)地。經(jīng)過技術(shù)人員對(duì)雪深探測(cè)雷達(dá)數(shù)據(jù)緊張的計(jì)算、處理，終于獲得了珠峰峰頂冰雪深度為3.50米，珠峰峰頂“冰雪鎧甲”的謎團(tuán)由此破解。

珠峰水準(zhǔn)測(cè)量

為什么是高程，不是高度？

從2005年到今年，為什么我們?nèi)耘f要投入大量的人力物力測(cè)珠峰的身高？我們以2005年的測(cè)試來(lái)看，當(dāng)年的行動(dòng)策劃準(zhǔn)備的時(shí)間將近一年，國(guó)家投入了大量的資金。從2005年3月起開始實(shí)施的這一行動(dòng)，由國(guó)家測(cè)繪局組織50余名測(cè)量人員，克服環(huán)境、氣候惡劣等重重困難，在珠穆朗瑪峰地區(qū)開展了三角測(cè)量、水準(zhǔn)測(cè)量、重力測(cè)量、全球衛(wèi)星定位測(cè)量，并將在珠穆朗瑪峰峰頂進(jìn)行雪深雷達(dá)測(cè)量。僅僅是花在登山、測(cè)量和計(jì)算過程的時(shí)間，差不多要半年，而且到2005年10月才能向世界公布測(cè)量結(jié)果。

高度，在測(cè)量學(xué)中也叫高程，乍一聽，似乎是一個(gè)很簡(jiǎn)單的幾何概念，不少人以為，測(cè)量珠峰是一個(gè)幾何學(xué)上的問題，其實(shí)不然。比如一個(gè)人的身高是多少，某個(gè)地方的海拔高度是多少，都很好理解。但是往深了想，它并不簡(jiǎn)單，在科學(xué)上，高程其實(shí)是一個(gè)位置定義，說某地點(diǎn)的高程是多少，表達(dá)的是這個(gè)地球表面點(diǎn)，相對(duì)于地球的空間位置。而問題的復(fù)雜性就在于，地球并不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的橢圓，而是一個(gè)近似橢圓的不規(guī)則實(shí)體，其表面構(gòu)造非常復(fù)雜又各不相同。在這種情況下，要明確某個(gè)地球表面點(diǎn)的空間位置，要定義其高程，就必須要考慮到地球幾何形狀、地球物理性質(zhì)等諸多因素，而并不僅僅是一個(gè)幾何學(xué)的問題。

測(cè)量珠峰，所依據(jù)的基本原理仍然是立體幾何學(xué)原理，但是又不僅僅局限于此。珠峰涉及復(fù)雜的地質(zhì)學(xué)概念，涉及地球引力，涉及物理學(xué)意義上的高度概念，如果是單純的數(shù)學(xué)問題，所得到的高度只是表觀高度。而此次珠峰復(fù)測(cè)，所要測(cè)量的是珠峰和地球之間引力方向上的高度，就是說重心所在直線的高度，和表觀高度是有差別的。

要弄清楚測(cè)定珠峰的高程究竟是什么意思，意味著什么，有什么意義，最重要的是要明確兩個(gè)概念，首先是高程的方向，其次是高程的基準(zhǔn)。

在測(cè)量學(xué)中，高程的定義是某地表點(diǎn)在地球引力方向上高度，也就是重心所在地球引力線的高度。這句話的意思是，地球上每個(gè)點(diǎn)高程的方向都是不同的。這里有一個(gè)有意思的例子：人的眼睛其實(shí)總是在“忠實(shí)地欺騙”自己。你用眼睛看面前的珠峰，你看到的高度其實(shí)不是珠峰真正的高度，因?yàn)榈厍蚴菣E圓的，你的視線的起點(diǎn)是你腳下的那一點(diǎn)，而不是珠峰腳下的那一點(diǎn)，因此你看到的珠峰要比其真實(shí)高度低一些。那些光學(xué)的測(cè)量?jī)x器如果在遠(yuǎn)處測(cè)量珠峰，就像人的眼睛一樣，也是有偏差的。

明白了高程的方向，另外一個(gè)重要的概念就是高程的基準(zhǔn)是什么。通俗地說，就是珠峰腳下的海拔0米在哪里。這里就出現(xiàn)一個(gè)重要的概念——大地水準(zhǔn)面。測(cè)量學(xué)中的基準(zhǔn)面就是大地水準(zhǔn)面，是整體上非常接近于地球自然表面的水準(zhǔn)面。由于海洋占全球面積的71％，因此大地水準(zhǔn)面與平均海水面相重合，不受潮汐、風(fēng)浪及大氣壓變化影響，并延伸到大陸下方處與重力線相垂直。理論上，它是一個(gè)延伸到全球的靜止海水面，是一個(gè)地球重力等位面，也是一個(gè)沒有褶皺、無(wú)棱角的連續(xù)封閉面。由于地球質(zhì)量特別是外層質(zhì)量分布不均勻，使得大地水準(zhǔn)面形狀非常復(fù)雜。在目前不能唯一地確定大地水準(zhǔn)面的時(shí)候，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)往往選擇一個(gè)平均海水面代替它。我國(guó)使用的“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”中，采用的是青島驗(yàn)潮站的18年長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的平均黃海海水面，作為我國(guó)統(tǒng)一的高程起算基準(zhǔn)面，也就是海拔零起始面。所以，珠峰的高程實(shí)際上就是在珠峰的重力線方向上相對(duì)于青島黃海海平面的高度。

大致明白了上述道理，就可以理解，從科學(xué)的角度說來(lái)，測(cè)量珠峰高度，事實(shí)上是一件很復(fù)雜的工程，它涉及地理、地質(zhì)、測(cè)繪、光學(xué)、氣象等多種學(xué)科，需要采用多種先進(jìn)的測(cè)繪儀器。工作量也非常大，并且需要大量、艱苦和瑣碎的野外作業(yè)。

（以上節(jié)選自《珠峰簡(jiǎn)史》）