澎湃新聞資深發文人 趙實 實習生 俞倩瑋
12月8日，2021珠峰（珠穆朗瑪峰）高程測量結果發布_雪面高程8848.86米，這是世界第一高峰的最新高度。
珠峰高程即珠峰海拔高，就是指峰頂到大地水準面的距離。然而，大地水準面無法直接測量，需要珠峰地區現勢性強、分辨率高、數量龐大的水準數據、重力數據、地形數據和衛星定位數據綜合計算得到，珠峰高程的確定需要外業進行登山測量并完成珠峰區域數字的傳輸，和內業的測量數據處理等多方面共同完成。
從今年5月27日我國2021珠峰高程測量登山隊的8名攻頂隊員成功登頂實現峰頂測量，到測算工作全面展開，再到如今新高數字問世，歷經近半年的時間。
為何測量登山隊員不能直接測得珠峰高程？珠峰高程是由哪些人計算的？新高數字背后有著怎樣的計算歷程？近日，澎湃新聞發文人走進自然資源部大地測量數據處理中心，探秘珠峰高程測算背后的數據基地。
來自珠峰的1.44億條數據
珠峰測高，測算出來的結果，有測也有算。數據處理中心的主要任務，就是算。
位于陜西省地理信息測繪局的自然資源部大地測量數據處理中心，參與了包括本次在內的歷次珠峰高程測量數據處理任務。
“要想得到珠峰的精確高度，我們需要將外業測量隊員直接采集到的各類原始觀測數據，進行改正與歸算。”自然資源部大地測量數據處理中心（以下簡稱數據處理中心）主任郭春喜告訴澎湃新聞，此次的珠峰水準測量，從日喀則國家一等水準點向珠峰腳下布測了數條水準線路，并且首次將國家高程基準傳遞至我國與尼泊爾邊界，而且在本次測量過程中，人類首次實現了實測珠峰峰頂重力值，還采用航空重力測量，連片測量了人類無法涉足區域的重力值。
正是因此，這次的珠峰測量數據處理收集了珠峰及鄰近地區一百多萬平方公里最新地形數據，總量達1.44億條之多，遠遠超過2005年。
如此海量的數據，由身處珠峰的測量登山隊員完成操作，從極高海拔之地傳輸到位于西安的數據處理中心，交由內業數據處理人員進行計算。
郭春喜介紹，數據處理中心投入了46名專業技術人員，經過一系列嚴密計算，獲得了珠峰峰頂到橢球面的精準距離，建立起珠峰地區1萬平方公里的大地水準面模型，計算出珠峰地區大地水準面與橢球面的差距，得到了基于我國國家高程基準的珠峰峰頂雪面海拔高。將這一成果與尼泊爾測量結果進一步融合，最終得到基于全球高程基準的珠峰峰頂雪面海拔高。
“這也是中尼首次聯合構建了珠峰地區全球高程基準，峰頂大地水準面差距僅相差7.2cm，成果符合性好，為兩國聯合發布基于全球高程基準的珠峰新高度奠定了堅實的基礎。”他說。
七組人馬協同作戰，三個月完成數據處理
1.44億條數據，處理完成需要花費多少時間？郭春喜說，數據處理中心從2021年4月份起，就開始著手收集了大量珠峰地區已有的高程、GNSS和重力等數據并進行初步的整理分析，為后續工作做準備。
“今年6月以來，在珠峰峰頂及珠峰地區數據傳送至我中心后，我們又著重處理了包括_343個GNSS點數據、約780多公里的一二三等水準網數據、約210個不同等級重力點數據、12個峰頂交會點數據以及重力似大地水準面確定、峰頂冰雪探測雷達測量數據處理等等。“他介紹，此次珠峰高程測定可以說是對測繪技術綜合運用的又一次大檢閱，既涉及傳統的水準、三角、天文、重力，又有GNSS、探測雷達等現代測量技術。
在數據處理中心的諸多辦公室門口，都懸掛著與2021珠峰測量緊密相關的項目牌，每個內容都不同。GNSS控制網數據處理、高程控制網數據處理、峰頂交會數據處理、重力測量數據處理、雪深雷達測量數據處理、珠峰地區重力場及似大地水準面精化、珠峰高程的綜合確定……這些步驟交由7個組進行精細處理，匯集為8848.86這一最終數字。
“整個珠峰高程測量數據處理工作，在數據整理分析、數據解算和融合處理、數據質量控制、多期數據結果比對分析、技術文檔編寫等，都有相當的工作量。”郭春喜說，為了盡快精算得到珠峰高程成果，在接收到珠峰峰頂測量數據的第一時間，所有項目參與人員加班加點工作，僅僅用時3個月就完成了整個數據處理工作。
“北斗”融入新一輪測算，精度加碼
這次的測算過程中，郭春喜感觸最深的，便是北斗衛星系統在本次珠峰高程測量之中發揮的巨大作用。
此次珠峰測高綜合運用了多種傳統和現代測量技術，其中，全球導航衛星系統（GNSS）衛星測量是重要一環。2005年時，GNSS衛星測量主要依賴GPS系統，而本次測量同時參考了外國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和我國北斗這四大全球導航衛星系統，而北斗衛星導航系統數據是其中的絕對主角。
“北斗衛星本次在珠峰測量過程中的投入使用，使數據時長極大增加，精度大幅提升。”多元GNSS融合計算組組長蔣光偉，正是對本次北斗系統數據進行處理的負責人，他還提到，在數據分析中他們還發現，國產GNSS接收機、重力儀等儀器也優于國外。
本次測量，將我國自主研制、擁有完全自主知識產權的北斗衛星導航系統首次應用于珠峰峰頂大地高的計算，獲取了更長觀測時間、更多衛星觀測數量的觀測數據。北斗與GPS數據融合，獲取了峰頂雪面精度±0.9cm大地高成果，與2005年成果相比，精度提高了2.1cm，北斗與GPS數據融合有效提升峰頂大地高精度和可靠性。北斗同GPS大地高成果一致性較好，精度均為±2.0cm，驗證了北斗系統在珠峰地區能夠獲得同GPS精度相當的大地高結果。
而這次珠峰高程測算的難點，也正是在于北斗的應用，“很多現有的研究可能都是階段性的成果，所以我們做了很多準備。從去年五月開始，科室就已經開始進行技術攻關，主要就是研究如何把北斗系統用在珠峰區域進行特殊的數據處理。”蔣光偉說，這次在珠峰區域投入50多顆衛星，有24顆都來自北斗，“這極大改善了我們原本單一系統的數據測算，提升了結果的可靠度和精度。”
而且，本次珠峰測量過程中，還首次將5G和北斗結合，利用通信專網和北斗數據信息化管理平臺，在登頂測量前對大本營、二本營以及前進營的北斗/GNSS觀測數據進行多次在線采集、數據預分析實驗，實現了高寒、高海拔環境下北斗二號和北斗三號衛星信號的同時接收、實時解析和質量預評估，驗證分析了高寒、高海拔環境下的北斗觀測質量。
除此之外，本次也獲得了珠峰地區高精度似大地水準面精化模型。“數據資料更加豐富，基礎數據分辨率、質量、時效性都有較大程度提升。”郭春喜說，數據處理中心利用超高階次的地球重力場模型，采用科學先進的似大地水準面精化理論技術，試算模型更具多樣化，根據不同數據特點，排列組合出上千種重力水準面模型，進行試算并結合實測值優中選優，大幅度提升了珠峰地區似大地水準面模型精度，實現了珠峰及周邊地區重力水準面精度（±4.8cm）比2005年（±14.6cm）提升了2倍，似大地水準面模型分辨率從2.5′提升到1.5′。
責任編輯_鐘煜豪
校對_欒夢
