2005年中國對世界最高峰──珠穆朗瑪峰(以下簡稱珠峰)的高程再次進行瞭精確測定。5月22日,測量隊登頂測量成功。山下的6個觀測點對峰頂的覘標進行瞭連續兩天時間的觀測。精確確定珠峰的高程為8844.43米,實現瞭迄今為止對珠峰高程最為精確的測量。

  珠峰高程的第一次測定是印度測量局於1849~1850年進行的。當時該局從位於印度東北部的6個三角點進行這一測定工作,得出珠峰高程為8840米。這些點距離珠峰很遠,平均為180公公裡;它們的平均高程隻有70米,與珠峰的高差很大;測量中雖然考慮瞭大氣折射影響,但未考慮垂線偏差影響。在這種情況下,不可能得到珠峰的精確高程。

  1880~1883年和1902年,印度測量局從大吉嶺山區的6個三角點再一次測定珠峰高程,結果是8882米。這些點距珠峰平均為140公裡,高程平均為1000米;隻考慮大氣折射影響,未考慮垂線偏差影響。同第一次測定情況比較,事隔三十多年,觀測技術應有較大進步,各測站與珠峰的高差減小瞭很多,至珠峰的距離也縮短瞭,但其結果反不如第一次接近於精確值8848.1米。可見第一次測定結果接近於精確值帶有很大的偶然性。

  1952~1954年獨立後的印度在尼泊爾境內設瞭8個測站,對珠峰高程進行瞭一次新的測定,結果是8847.6米。這些測站的平均高程是3300米,至珠峰的距離平均為60公裡。這次測定周密地考慮瞭大氣折射的垂線偏差影響,其測算方案比前兩次測定要完備得多。

  1966~1968年期間,中國曾對珠峰高程作瞭兩次試測。1975年5月27日,中國對珠峰的高程進行瞭精確測定。中國首次將測量覘標立於珠峰之巔,測得從中國黃海平均海面起算的珠峰高程為8848.13米。此次對珠峰高程的測定以試測時建立的二等三角鎖為基礎,沿東絨佈冰川和西絨佈冰川分別佈設瞭一條三等三角鎖和一條微波測距導線,並增測瞭一些天文點和重力點(圖1)。在距珠峰13.6公裡、高程5680米處佈設瞭水準點III7,以此作為測定珠峰高程的起算點。在這一水準點附近選擇瞭9個測站。它們分佈在以珠峰為中心的69°的扇形區域內,至珠峰的距離為8.5至21.2公裡,高程由5600至6240米。先用三角高程測量方法,將а7點高程傳算至9個測站上,再對珠峰覘標觀測水平角和高度角(圖2)。根據這些水平角可以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,由這些高度角和水平距離確定各測站同珠峰之間的高差。整個測定中綜合利用瞭三角測量、導線測量、水準測量、三角高程測量、天文測量、重力測量、天文水準測量以及溫度垂直梯度測量的成果,經過各種改正,最後得出珠峰的正高。

圖2 對珠峰頂峰的覘標進行交會觀測

  同以前歷次進行的珠峰高程測定比較,中國1975年的珠峰高程測定有4個特點:①第一次在峰頂樹立瞭高3.52米的紅色金屬測量覘標,使照準誤差很小。過去歷次測定都是直接照準珠峰山頂,由於峰頂比較平坦,從不同測站觀測峰頂,有可能照準在不同位置,導致較大的照準誤差。②高程測定結果中扣除瞭覆雪厚度(0.92米),得到珠峰地面的高程。珠峰覆雪厚度隨季節和氣候而異,但歷次測定都未顧及這一因素,因而不能得出珠峰的精確高程。③大氣折射對於三角高程測量精度的影響一般同視線長度的平方成正比。這次測定中,視線長度平均隻有12.8公裡。因考慮到珠峰地區大氣折射情況比較復雜,所以除在各測站上測定氣溫和氣壓之外,還用探空氣球測定瞭測區上空的溫度垂直梯度值,這些措施有效地削弱瞭大氣折射對高程測定值的影響。而歷次測定中視線長度最短為60公裡,最長竟達180公裡,致使大氣折射成為影響高程測定精度的主要因素。④在嚴密的理論基礎上,另外還利用天文和重力測量數據,並以大地高程和正常高作為過渡來計算珠峰的正高。由於考慮到珠峰附近地勢陡峭,垂線偏差變化急劇,所以在一些三角點和導線點上進行天文觀測(其中最高的天文測站距珠峰5公裡),以便將以垂直方向為依據觀測的水平角和高度角加入精確的垂線偏差改正,化算到以橢球面法線方向為依據,從而得出以橢球面為基準面的珠峰的大地高程。其次,利用垂線偏差和重力值推算由水準點а7至珠峰的高程異常差,由珠峰的大地高程減去高程異常,就得出以似大地水準面為基準面的珠峰正常高。最後,為瞭求出以大地水準面為基準面的珠峰的正高,利用周圍各重力點的重力值推算珠峰頂的重力值(其中最高重力點的高程是7790米,距珠峰僅1900米),再根據珠峰附近的地形和地殼均衡假定,推算從峰頂至其下面的大地水準面之間沿垂線的平均重力值,據此計算由珠峰正常高化算為正高的改正數。

  國傢測繪局從2004年下半年開始,策劃2005珠峰高程測量項目及設計技術方案。2005年5月22日,測量隊登頂測量成功。山下的6個觀測點對峰頂的覘標進行瞭連續兩天時間的觀測。這次珠峰測量的技術方案,既有和1975年相同的,也有當代測繪發展的高新技術。與1975年相同的是傳統的三角高程測量,新的進展是采用瞭光電測距、當代最先進的連續GPS觀測,另外還采用瞭冰雪探測雷達,對珠峰峰頂近20平方米的范圍進行瞭掃描,獲得瞭用肉眼看不見的珠峰峰頂的雪層、冰層、混合層一直到巖石面的準確數據。這次測量其實是第一次準確得到峰頂巖石面的高程。這次珠峰測量綜合利用現代技術,精確確定珠峰頂的高程和平面位置,實現瞭迄今為止對珠峰高程最為精確的測量。這次測定的冰雪深度的精度是±0.1米,這也是當今技術所能達到的最精確的數據。(見彩圖)

中國測繪工作者使用石英彈簧重力儀在珠穆朗瑪峰地區(海拔6500米處)進行重力測量,為精確測定珠峰高程提供數據

世界最高點的覘標 1975年由中國登山隊樹立在珠穆朗瑪峰之顛的金屬覘標,高3米

珠穆朗瑪峰的高程測定 1975年5月27日,測繪工作者在海拔6120米的水準點觀測珠峰頂峰