一场50年的科技攀峰——珠峰高程测量见证中国测绘技术跃迁

摘要：1975年，我国首次将一个高3.5米的红色金属测量觇标矗立于珠峰之巅；2005年，珠峰测量首次采用卫星大地测量技术和雪深雷达测量技术，首次获得了珠峰岩面高程；2020年，北斗卫星和国产测绘装备担纲主力，我国首次在珠峰地区开展航空重力测量，并将重力测量推到顶峰。

1975年，我国首次将一个高3.5米的红色金属测量觇标矗立于珠峰之巅；2005年，珠峰测量首次采用卫星大地测量技术和雪深雷达测量技术，首次获得了珠峰岩面高程；2020年，北斗卫星和国产测绘装备担纲主力，我国首次在珠峰地区开展航空重力测量，并将重力测量推到顶峰。

8848.13米、8844.43米、8848.86米——三个数字记录着珠峰的“身高”变化，更镌刻着中国测绘科技半个世纪的跃迁轨迹。从模拟测绘时代的三角高程测量到数字时代的卫星遥感，从人工计算到智能解算，每一次数据修正的背后，不仅是测绘精度的量变，更是技术范式的质变。

丈量世界之巅

50年来，中国测绘工作者一次次挑战世界之巅，刷新珠峰测绘纪录，尝试用新技术量出更准确的珠峰高程。

新中国成立之初，中央人民政府提出了“精确测量珠峰高度，绘制珠峰地区地形图”的要求。1966年，我国珠峰高程测量拉开帷幕。1966年~1968年，国家两次组队在珠峰地区建立了高质量的平面坐标和高程控制网，开展三角、水准、天文、重力等测量工作，为此后的珠峰高程测量奠定了坚实基础。

“目前为止，我国官方珠峰高程测量共开展了三次，分别在1975年、2005年和2020年，这三次珠峰测量也都是测量技术发展的代表性台阶。”2020珠峰高程测量技术协调组组长、中国测绘科学研究院首席研究员党亚民说。

1975年珠峰高程测量是中国首次自主完成的珠峰精确测量。测量队员把大地控制网推向珠峰北麓，并在北坳完成了海拔7050米处的重力测量和航测调绘任务。5月27日，登山测量队员在珠峰顶峰设置了测量觇标——这是人类历史上首次将觇标带到珠峰峰顶。当时精确测得珠峰海拔高程为8848.13米，正式对外发布后获得国际社会认可，成为此后30年的珠峰海拔权威数据。

1975年珠峰高程测量登顶成功。

“这是全球传统大地测量方法测定珠峰高程的‘天花板’。”党亚民表示，1975年珠峰高程测量采用传统的经典测量法，以三角高程测量方法为基础，配合水准测量、三角测量、导线测量等方法获得有效数据，并在距珠峰极近的地区开展了充分的天文测量和重力测量，将测量结果精确地归算到大地水准面。此外，我国测绘科学家通过精密的计算和实地测量，计算出了大气折光系数，确保了珠峰高程测量的准确性。

20世纪90年代，全球定位系统（GPS）技术的兴起开创了卫星精准定位的新时代。此时我国正值从传统模拟测绘技术体系向现代数字化测绘技术体系转变的关键时期。测绘部门积极应用遥感、全球卫星定位和地理信息系统技术对传统测绘技术体系进行现代化改造。

2005年，为获得更为权威、精准的珠峰高程数据，我国决定再次对珠峰高程进行测量。在中国科学院院士陈俊勇的倡导下，此次测量综合利用以 GPS、雪深雷达、大地水准面精化为代表的现代大地测量技术，结合传统大地测量测高技术，不仅布设了 GPS控制网，实现了峰顶同观测站联测，并使用雷达探测仪对冰雪层进行测量，获得了历史上首个精确的珠峰岩石面海拔高程，实现了珠峰高程测量的重大历史突破。

这次时隔30年的珠峰高程测量，创下了多项纪录：第一次将现代大地测量技术与经典大地测量技术等多种技术集中展现在珠峰地区；第一次获得了珠峰峰顶长时间、高质量的 GPS观测数据；第一次使用雪深雷达探测仪取代人工插杆测量，精确测得峰顶冰雪深度……

进入新世纪以来，我国数字化测绘技术日臻成熟，开始向信息化测绘迈进。这一时期，2000国家大地坐标系投入使用，国家现代基准体系建成，极大提升了测绘生产效率；民用高分辨率立体测绘卫星——资源三号01、02星成功发射；自主研发的国内首套机载雷达测图系统、倾斜相机、无人机航摄等大批核心技术装备投入使用；研制了北斗卫星导航定位芯片，北斗导航卫星系统成功组网。

2015年尼泊尔发生8.1级大地震，珠峰高度再次引起全世界关注。2019年，中尼两国发表联合声明，明确提出“双方将共同发布珠峰高程并开展科研合作。”随后，中尼两国科学家团队制定了详细的珠峰高程测量方案，我国组织实施了2020珠峰高程测量工程。

此次珠峰高程测量不仅首次在北坡开展航空重力测量，填补了珠峰地区航空重力测量的空白，测量面积达到了1.25万平方千米，还实现了人类首次在珠峰峰顶开展重力测量，显著提升了珠峰地区大地水准面的精度，为珠峰高程测量提供了历史最好的海拔高程起算基准。

另一个重大突破是，这次测量运用我国自主研发的北斗卫星导航系统，并发挥了主力军作用。而且，中方团队首次全面启用国产测量装备，自主研发的国产北斗接收机、超长距离光电测距仪、雪深雷达探测仪、峰顶重力仪等仪器装备在此次测量中大显神威。

2020年，测量队员正在调试国产雪深雷达探测仪。

此外，2020珠峰高程测量不仅首次利用航空遥感和激光雷达获取了峰顶高精度三维地形，对珠峰测高进行有效检核，还将5G和北斗结合，实现了北斗二号、北斗三号卫星信号同时接收、实时解析和质量预评估。而北斗与 GPS数据融合，则有效提升了精度和可靠性。

据统计，2020珠峰高程测量收集了珠峰及邻近地区一百多万平方千米最新地形数据，总量达1.44亿条，远远超过2005年。为应对这一海量数据，数据处理技术团队创新性地引入新技术、新方法、新设备，在计算速度和准确性方面均有较大突破。

经综合评估，2020珠峰高程测量的科学性、可靠性、创新性较2005年明显提高。

1975年、2005年和2020年，珠峰的“身高”越来越精确。

党亚民告诉记者，1975年我国主要利用光学测量为代表的传统大地测量技术开展珠峰测量，综合考虑了各种误差影响，开展了各种测量和野外数据获取，通过严谨的数据处理，实现了±0.35米的测量精度。2005年，全球卫星定位技术的应用使峰顶大地高测量精度显著提升。但由于珠峰区域重力数据不足，大地水准面精度受限，整体精度提升主要体现在峰顶测量环节，测量精度为±0.21米。2020年则实现了全面突破，通过开展航空重力测量和峰顶重力测量，全面提升了珠峰高程测量海拔起算面精度，使整体测量精度达到历史最高的±0.05米。

筑牢科技之基

从±0.35米、±0.21米到±0.05米，珠峰高程精度提升的背后是测量技术的跨越式发展。

在党亚民看来，珠峰高程测量可谓测绘地理信息科技竞技最具挑战也是最残酷的实验场。

“这类国家任务包括符合珠峰特殊环境的专业技术方案设计，高质量的外业测量、可靠的内业数据处理、高精度仪器装备保障。其中许多仪器装备没有现成的，甚至国外进口也没有，迫使研发人员必须根据任务需要，在前期技术积累基础上，实现技术突破和创新。”他介绍，珠峰测量数据是一个综合大地测量系统，不同源数据、不同期数据需要融合，促使科研人员必须以创新为引领，构建新的软件处理平台，确保获取高精度的成果。

珠峰“身高”的每一次变化，同样离不开中国测绘“科技地基”的支撑。

50年来，我国从以光学仪器为标志的传统测绘技术体系，到以航空航天遥感、卫星导航定位、地理信息系统为核心的数字化测绘技术体系，再到建立信息化测绘技术体系、向智能化测绘转型升级，测绘生产力水平实现了质的飞跃，“工具箱”里可用的新技术和新装备越来越多。

我国自主研制的测量觇标。

50载风雨兼程，中国测绘科技工作者接续奋斗，在空间基准构建、卫星导航定位、智能测绘装备等关键领域实现系统性突破，为中国测绘科技发展打下了自主创新的桩基。

近年来，我国大地测量与空间定位技术取得重大成果，摄影测量与遥感技术体系基本形成，3S集成技术与地理信息产业蓬勃兴起，空间地理数据资源持续丰富。

在大地基准方面，我国建成了2000国家大地坐标系，达到世界先进水平，全球参考框架也实现“并跑”；国产航摄仪基本实现国产替代，无人机航空摄影系统、地理信息平台软件等产品步入国际先进行列；我国遥感卫星数量仅次于美国，居世界第二；2020年6月23日，北斗全球导航系统星座全面完成部署，已具备全球服务能力；2023年，全球首颗互联网智能遥感卫星——珞珈三号智能卫星升空……

中国工程院院士刘先林回忆，早期，我国航测仪器完全依赖进口，很长一段时间仅能开展正射影像采集工作，甚至连一幅图都难以完成测量。然而，从解析测图阶段开始，我国实现了重大突破，不仅完全摆脱对进口仪器的依赖，还将国产仪器大量出口国外。进入全数字摄影测量工作站时代，国内市场已完全由国产设备主导，出口范围进一步扩大。而到了实景三维倾斜摄影阶段，我国在该领域更是实现对众多国际知名企业的超越。

刘先林目前正在研究平流层无人机可见光对地观测、超低轨卫星对地观测以及混凝土坝的高精度、高频度变形监测。“这些研究成果将会处于全球领先水平。”他信心十足。

一路走来，从跟跑、并跑到领跑，中国测绘地理信息科技坚持自主创新，不断突破技术壁垒。

激活时空智能

珠峰高程测量无疑是国家测绘科技实力的综合展示。它既是科技创新的“磨刀石”，也是事业发展的“催化剂”。

随着人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术与测绘地理信息技术的深度融合，智能化测绘正迎来革命性突破。智能化测绘技术利用人工智能算法对海量的地理信息数据进行快速处理和分析，能够自动识别和提取地理要素，大大提高测绘工作的效率和精度。当前，智能化测绘技术已在实景三维中国建设、国土空间规划、应急测绘保障等领域展现出巨大潜力，未来还将为数字中国建设提供强大的时空信息底座。

“要努力推进和实现空天地海无所不在的时空智能。”中国科学院院士、中国工程院院士李德仁提出，在当今万物互联和人工智能时代，时空数据获取、处理、信息提取与知识挖掘需要走向智能。时空智能涵盖深空、空天、空地、水下、社会经济学、医学等领域，深空时空智能可服务月球与火星智能探测，空天时空智能表现为无所不在的 PNT（定位、导航、授时）和 PNTCR（通导遥一体化天基信息实时服务系统），空地时空智能包括无人机与移动测量机器人，水下时空智能包括无人摄影测量与遥感、地形测绘。

2024年上半年，自然资源部组织来自科研院所、高校和企业的专家，从时空基准技术、时空动态感知技术、时空建模技术、时空智能技术等方向，勾勒出我国测绘地理信息科技的发展图谱与未来走向。

针对关键技术存在的“卡脖子”等问题，科研团队在不同领域展开探索，取得了一系列突破性进展。

如在全域综合时空基准与位置服务方面，北京航空航天大学团队采用“北斗伪卫星相位差分定位+惯导辅助定位+位置校正”，实现室内精准亚米级定位。中国测绘科学研究院团队研发了“北斗+穿戴式”综合定位平台，并面向国家空间基准与全球位置服务体系建设重大需求，牵头研制了我国首套集定位、导航、授时、通信（PNTC）等功能于一体的海洋综合时空体系装备，建立了我国首个深海大地基准与水下 PNT试验网。在全域动态感知方面，武汉大学团队研制了自主飞行测量机器人。与此同时，产学研协同创新的实景三维技术，正在推动地理实体建模向自动化、智能化方向快速发展。

“我国测绘地理信息科技正朝着智能化方向加速转型，预计2035年前完成从数字化到智能化测绘的技术转型升级。”中国测绘科学研究院院长燕琴介绍，面向新时期国家高质量发展需求，未来测绘科技将聚焦建设完善更加泛在、融合、智能的综合时空体系、发展“空天地海网”多维空间全要素感知技术、构建权威统一的三维数字空间、建立以“大算力+大数据+大模型”为基础的时空基础设施、打造时空智能计算引擎（大脑）、完善时空信息全生命周期智能安全监管体系、聚焦国家重大需求开展前沿探索、加强与人工智能等学科的深度融合等开展重点攻关。

从“中国高度”到“世界精度”，中国测绘科技勇攀高峰的步伐永不停歇。

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记者：吕苑鹃

文字编辑：高悦、王希

新媒体编辑：曲冰洁