2020年珠峰高程测量的关键设备是峰顶测量仪器和长测程测距仪器,包括峰顶雪深探测雷达、峰顶温度气压计、重力仪等,这些设备都实现了国产化。
“由于测区环境的特殊性,以及技术方案中对相关仪器设备的特殊要求,有些仪器设备是针对该项目特殊定制的,比如峰顶雪深探测雷达、峰顶GNSS接收机、长测程全站仪和峰顶觇标。”12月8日,自然资源部第一大地测量队(简称国测一大队)项目合作部主任柏华岗说道,峰顶觇标由6个棱镜组成,目的是让6个交会点可以看到同一个目标并可以同时测量距离。
觇标由南方测绘仪器有限公司常州分公司生产,当时,测量队提出的需求是,整体重量不大于5公斤;能在峰顶南北侧同时进行峰顶交会观测;觇标顶部可以安装GNSS天线,保证结构牢固;觇标底部必须固定到峰顶冰雪混合物中,并且深度不小于40厘米;花杆需要使用铝合金材料,其他部件可使用铝合金或钛合金材料,保证花杆强度高、重量轻;觇标整体便于携带运输,在峰顶方便安装架设。
首批觇标制作完成后便被拿回测量队组装,曾经在珠峰作业过的队员对设备提出了新意见,厂家收到反馈后,及时进行了改进。待第二批样品制作出来后,于2019年12月在拉萨进行了测试,主要是测距仪是否回光、安装是否简单、结构是否牢固等。通过在卡若拉冰川的现场实验,证明了由我国自主加工设计的觇标基座冰锥,完全可以满足钻冰要求。
队员谢敏、王战胜在海拔6000米的东绒3交会测量点架设GNSS接收机
“我们是一月份下的订单,正好赶上春节和新冠肺炎疫情暴发,很多工厂停产停工,我们着急,厂家也着急。等到复工复产后,他们加班加点生产,终于在3月底完成了觇标所有部件的生产。”柏华岗说道。
雪深探测雷达主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测地面雪深,通过雪深雷达观测获得珠峰峰顶冰雪层的厚度,从而获得珠峰峰顶岩石面海拔高度,及峰顶冰雪相关研究。
雪深探测雷达由国测一大队、南方测绘仪器公司与中国电子科技集团公司第二十二研究所联合研制。国测一大队提出需求,南方测绘仪器公司负责GNSS硬件提供及GNSS技术支撑,中国电子科技集团公司第二十二研究所主要负责雷达研制及整机系统集成。
雪深雷达要能够透过一定深度的冰雪混合物探测岩石界面,并对检测位置实时定位,探测精度达到厘米级,探测深度至少6米。研发雪深雷达需要解决3个核心问题,包括极端环境下北斗卫星观测数据和雷达数据存储问题及数据备份问题;北斗卫星定位信息和雷达探深数据同步问题;高精度北斗定位系统和雷达的集成,解决雷达信号和北斗卫星信号的屏蔽和干扰问题。
峰顶的GNSS接收机使用的是上海华测经过一系列抗低温测试改进后的仪器设备;重力仪是由北京奥地探测仪器有限公司和国测一大队在原Z400珠峰型重力仪的基础上,结合2005年相关操作经验进一步研发改装而成;长测程全站仪由国家光电测距仪检测中心为珠峰测量特别研发定制。
为了达到珠峰极端环境的各项需求,所有仪器设备生产厂家全力以赴、通力协作,严格按照技术要求设计制造仪器装备,为项目的顺利完成起到了至关重要的作用。
本报记者 赵院刚
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