5月27日11時，2020珠峰高程測量登山隊攜帶國産測量儀器，克服重重困難，成功從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂。登頂後，測量登山隊員(yuán)在峰頂樹(shù)立起測量觇标，使用GNSS接收機通過北鬥衛星進行高精度定位測量，使用雪深雷達探測儀探測了峰頂雪深，并使用重力儀進行了重力測量。随着測量數據順利采集，本次珠峰測量任務外業測量圓滿完成。

這是(shì)我國首次在珠峰高程測量中全程使用自主研發的高精度測量儀器。

珠峰高程測量尤其是(shì)峰頂測量，既是(shì)對測量登山隊員(yuán)身體極限的挑戰，也是(shì)對測量設備性能指标的挑戰。測量設備除了具備高精度的計量特性外，還要能适應極限自然條件，具有攜行安全性。

“新中國成立後直到2005年，在我國進行的曆次珠峰高程測量中，進口測繪設備都是(shì)主角。黨的十八大以後，中國制造以前所未有的廣度和深度參與國際社會的方方面面，國際領先的産品在各行各業不斷出現(xiàn)。在這樣的大背景下，用國産測量設備測量珠峰高度水到渠成。”2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員(yuán)黨亞民表示，成功登頂珠峰，意味着我國自主測繪裝備經受住了重重嚴苛考驗，體現(xiàn)出國産測繪技術裝備強大的研發能力、先進的技術水平。

質量性能關：

自主創新瞄準更高精度

2020珠峰高程測量綜合運用全球導航衛星系統（GNSS）測量、精密水準測量、光電測距、雪深雷達測量、重力測量、天文測量、衛星遙感、似大地水準面精化等多種傳統和現(xiàn)代測繪技術，精确測定珠峰高程。

按照上述技術路線(xiàn)，本次珠峰測量充分利用北鬥衛星導航系統、資源三号（ZY-3）等遙感衛星系統，設備主要包括全球導航衛星系統（GNSS）接收機和天線(xiàn)、長測程全站儀、峰頂觇标、雪深雷達測量儀、珠峰重力儀等。

應用北鬥衛星導航系統進行高精度定位，是(shì)本次珠峰高程測量的一項重要技術創新。GNSS接收機則是(shì)關鍵設備。

據了解，2005年珠峰高程測量，測量登山隊員(yuán)攜帶衛星導航定位儀登頂進行了測量。但(dàn)當時我國北鬥系統處于試驗階段，無法解決高精度測量需求，衛星導航定位儀測量主要依賴美國GPS，高精度衛星導航定位測量設備都是(shì)進口産品。

15年來，随着北鬥衛星導航系統的發展，我國國産高精度GNSS接收機經曆了OEM闆、天線(xiàn)、芯片“從無到有、從有到優”的發展曆程。國産産品的市場占有率具有絕對優勢。射頻(pín)芯片、基帶芯片、天線(xiàn)等基礎類産品已經完全國産化。經過多年積累，從近幾年GNSS接收機新産品型式評價實驗情況來看，國産GNSS接收機以及核心元器件不僅實現(xiàn)了國産化，性能和質量也不遜于進口産品。

精度是(shì)測繪的生命。早在2019年11月初，中國測繪科學研究院國家光電測距儀檢測中心對珠峰測量儀器設備選型檢測時，依據相(xiàng)關國家和行業标準，同時考慮珠峰測量工作環境的特殊性，就明确了GNSS接收機高程測量的準确度要求從每公裏5毫米提高到3.5毫米。

本次登頂測量采用國産GNSS接收機由上海華測導航技術股份有限公司提供，具備接收多星系統數據的功能，以北鬥衛星數據接收爲主,同時可以接收處理美國GPS、俄羅斯的格洛納斯（GLONASS）和歐洲的伽利略（Galileo）衛星導航系統信号，使測量更爲準确。得益于使用北鬥三代數據，有效消除誤差，GNSS接收機水平測量精度已達了2.5毫米。

水準測量是(shì)珠峰高程測量的重要手段。測量時，需要在地面兩點間安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準标尺，按标尺上讀數推算兩點間的高差。珠峰高程測量中，水準儀是(shì)無法直接測量至峰頂，需要在海拔6000米左右架設長測程測距儀器觀測峰頂的觇标進行三角高程測量，以此測量峰頂高程。

但(dàn)在選擇長距離(lí)測距儀器時，難題出現(xiàn)了。由于現(xiàn)在超長距離(lí)測距都是(shì)使用GNSS，世界範圍内已經沒有廠家研發生産超長距離(lí)測距儀，但(dàn)是(shì)在珠峰測量中無法提前在峰頂架設衛星接收站。“珠峰最遠的測量點距離(lí)峰頂約爲18.3千米。目前世界上沒有任何一款儀器可以滿足需要，隻能自己研制。”國家光電測距儀檢測中心主任齊維君說。

爲此，該中心與自然資源部第一大地測量隊（以下簡稱國測一大隊）等單位合作，專家團隊聯合攻關，在短短2個月的時間裏，研制出了滿足珠峰高程測量的長測程、高性能全站儀。這款全站儀的測距測程超過19千米，反射目标爲六棱鏡組，距離(lí)測量精度優于（2+2×10-6D）毫米（D 爲測量距離(lí)，單位千米）。

據了解，這款長測程全站儀的成功研制，實現(xiàn)了我國在該裝備制造領域零的突破，不僅解決了珠峰峰頂交會測量的問題，還解決了常規大地測量中超遠距離(lí)測距的問題。

在峰頂測量中，還要使用雪深雷達探測儀來探測峰頂冰雪的厚度。2005年，珠峰高程測量使用的是(shì)國外的設備。這次國測一大隊找到了南方測繪等廠家，提出了需求。普通的雷達探測隻能探測到下方是(shì)什麽物質，并且是(shì)靜止的探測，而峰頂探測要探測冰雪深度，還要在冰雪面上移動。

“我們的隊員(yuán)把創新寫在野外實踐中，中隊長柏華崗從去(qù)年7月開始就和廠家對接，用了四五個月的時間不斷修改方案，把衛星定位設備加上去(qù)，把時間系統加上去(qù)，反複測試并改進。這次在7028米營地，測量登山隊員(yuán)們再次進行了測試，把冰雪的介質參數求出來，保證峰頂測量的準确。”國測一大隊隊長、2020珠峰高程測量現(xiàn)場總指揮李國鵬說。

低溫低壓關：

裝備經受住極限考驗

低溫低壓低氧，是(shì)珠峰地區特殊的自然環境。研究表明，海拔高度每升高100米，大氣壓下降5.9毫米汞柱、溫度下降0.6度、氧含量下降0.16%。海拔8800米以上，最低氣溫可達零下45°C，氣壓隻有30kPa，而正常情況下是(shì)101kPa。

“低溫、低壓對設備的要求都是(shì)非常嚴苛的。”齊維君告訴記者，針對珠峰地區環境特點，要求儀器在零下40度，海拔9000米的環境條件下仍可以正常工作，另外防塵防水也達到了當前測繪儀器最高要求的IP68标準，儀器必須能嚴格防止灰塵進入儀器，即使儀器完全浸沒在水中也不會發生損壞。

曾參加2005年珠峰高程測量的國家基礎地理信息中心高級工程師張江齊，談起極限條件對設備的考驗，至今仍記憶猶新：“盡管當時選用的全是(shì)進口設備，但(dàn)在對峰頂的測量中幾乎所有設備都或多或少的出現(xiàn)了問題，幸虧所有設備都帶了兩套，才保證了最終測出峰頂高度。”

爲了确保GNSS測量設備在低溫環境下能正常工作，華測導航按照珠峰高程測量要求，從元器件到配套的線(xiàn)纜、配件均選用高質量等級的寬溫産品，工作溫度範圍從-45°C到+85°C；定制了專用接口的耐低溫锂電池，能在低溫條件下工作12小時；天線(xiàn)線(xiàn)纜選用耐低溫材質，确保在低溫條件下不會開裂，傳輸信号不會衰減。同時，反複進行各種環境測試：産品整機和所有配件在-55°C環境下低溫貯存48小時，在-45°C環境下低溫工作24小時。

爲了确保設備在低氣壓環境下穩定工作，在器件選型上，華測導航提供的GNSS接收機選用的元器件避免存在液态或密閉有腔體的情況；在産品設計上，整機裝有防水透氣閥，保證内外壓力一緻，不會因氣壓快速變化導緻按鍵異常；在質量控制上，對元器件和整機開展二次篩選工作，并在最低25kPa的低氣壓環境（對應10000米高度）下進行不同低溫和低壓的組合測試，确保設備能在峰頂的惡劣環境下正常工作。

樹(shù)立在峰頂的測量觇标一直是(shì)珠峰高程測量标志性的設備。觇标的制造過程并不容易，要結合光學測距、測角的需求，還要考慮峰頂的溫度、濕度。材質如何選擇既要考慮到硬度，還要考慮到堅固性、韌性和重量，還必須耐零下幾十度的低溫。國測一大隊和南方測繪合作，先後嘗試了碳纖維、鋁合金等材質，經過反複溝通、測試，最終做出了符合要求的鋁合金觇标。

在珠峰峰頂開展重力測量是(shì)本次珠峰高程測量的一大突破。據悉，2005年珠峰高程測量中，國測一大隊隊員(yuán)任秀波和柏華崗曾把重力測量推進到7790米，創下了當時重力測量最高海拔的世界紀錄。爲了将重力測量推向峰頂，國測一大隊在選用基本與1975年、2005年類型接近的國産高精度重力儀基礎上，與生産廠商國機集團一起，針對珠峰地區環境進行了進一步改裝。

珠峰高程測量開始前，國家光電測距儀檢測中心經過嚴格模拟環境條件檢測後，将入選設備送到黑龍江的漠河地區實際高寒環境、西藏地區的高海拔環境進行了多次野外實地試驗，确保測量設備能适應低溫低壓環境。

安全便攜關：

讓測量人員(yuán)操作簡單可靠

有人曾做過測算，在海拔5000米左右時人徒步行走相(xiàng)當于平地負重30公斤。

在珠峰地區極端環境中，測量隊員(yuán)要徒步從大本營到峰頂，期間既有嚴寒，還會遇到冰川、裂縫、雪崩等。他們穿着厚厚的防寒服、戴着厚厚的手套。如何讓測量設備輕便易攜帶，操作最簡單可靠，是(shì)面臨另一大挑戰。

“登山隊員(yuán)和測量人員(yuán)防護裝備加氧氣瓶就近30公斤，因此所有測量裝備都必須控制在5公斤以下。”張江齊說，高寒缺氧，每增加1克對測量登山隊員(yuán)來說都是(shì)沉重的負擔。

（圖/旦增羅布）

據了解，在輕便易攜方面，國産測量儀器已經領先于同類型的進口裝備。以華測導航提供的GNSS接收機爲例，其主機重量爲2.2千克，天線(xiàn)重量爲400克。而同類型的美國天寶的設備主機重量達2.34千克，天線(xiàn)重量爲590克。

這是(shì)如何做到的呢？華測導航硬件研發總監張沛堯告訴記者，一方面，設備從芯片到模塊的集成度較高；另一方面他們在選材用料時下了很多功夫，選用鋁鎂合金，既保障設備的強度又(yòu)減輕了重量。此外，針對這次珠峰高程測量任務，他們優化了主機的功耗，使電池的重量也減輕了。

爲了讓GNSS接收機更加便于測量人員(yuán)操作，确保設備在攀登過程中不受跌落影響，在操作過程中不會出錯，華測導航對提供的設備前、後面闆采用加固防護設計，減少多餘的接口，這也讓設備減輕了部分重量。

“中國制造能登頂珠峰，是(shì)因爲所有參與單位都有這樣的決心，要利用這次珠峰測量将中國制造的測繪設備推到一個新高度。”黨亞民說，爲了這一目标，技術支撐單位、實施單位緊密配合，提出更新更高的要求，各廠家根據這些特殊要求積極對産品進行了優化、改進。

“在2020珠峰高程測量整個組織過程中，自然資源部始終堅持自主創新、科技引領的理念，不斷推動我國測量裝備邁向更高水平。”自然資源部國土測繪司司長武文忠表示，“成功登頂測量向世界證明了，我國自主研發的測量裝備完全有能力、有實力承擔這樣的國家任務，國産測繪裝備總體技術和産品已經達到世界級先進水平，中國測繪人隻能依賴進口裝備測量珠峰高程的曆史将一去(qù)不複返！”