时间:2024-04-24
陈小玮
建队六十八年,国测一大队测绘队员的足迹遍布全国除台湾以外的所有省、市、区,徒步行程超过6000多万公里。为了测出一组组精准的地理数据,内蒙古戈壁荒原、新疆沙漠腹地、西藏高原无人区以及无人敢去的“生命禁区”,都有他们洒下的汗水,甚至付出了宝贵生命。2021年2月17日,国测一大队被评为“感动中国2020年度人物”。
1954年3月,新中国的第一支大地测量队伍——地质部大地测量队在西安组建成立。如今,这支大地测量队伍已改为自然资源部第一大地测量队(下称“国测一大队”)。其所在的那条街道被命名为测绘路。
新中国建立之初,全国仅有三分之一的地区进行过精度较低的测绘,大地测量成果零星分布在沿海及鄂豫皖赣等省的局部地带,测量基准和坐标系统十分混乱,大多无法利用。国测一大队担负着全国性大地控制测量工作,其任务是按照总体设计,在全国范围内均匀布测大地控制点,组成高精度的控制网,用各种技术手段测定其精确的经度、纬度、海拔高度和重力加速度。测量点位布设必须密集、均匀,不得有疏漏和遗缺,高山、森林、湖岛、沙漠、沼泽,一律要走到测到。
国测一大队总工办的郑文科用通俗易懂的比喻,向记者介绍国测一大队的工作:盖房子要先定出4个桩的位置,才能确定其他点位,国家大地控制网的建设和维护,是所有测绘工作开始前所要参照、依托的控制点,性质类似于确定那4个点。故有此一说:测绘工作是经济建设的开路者,大地测量是测绘工作的先行军。
勘测边境线
边境线定界勘界测量是一项重要的涉外工作。测绘部门主要负责边界谈判和具体划界中的测绘保障工作,没有精确的测绘成果成图,就不能确定和划定边界线的位置。
1959年秋,国测一大队20多名队员拉着30多峰骆驼,从新疆“草原之城”巴里坤奔向中蒙边界,在三塘湖-淖毛湖一带作业。
寸草不生的戈壁水源奇缺,队员们的生活用水则靠汽车运。一天,运水汽车抛锚在了巴里坤,两个测量小组陷入缺水绝境。
钟亮其所在点有三名工作人员,配有四峰骆驼。他拉着骆驼去找水,跑了一整天,在中蒙边界一个地方发现了水源,尝一口,又苦又涩,喝了就想吐。钟亮其留在点上工作,另两名队员拉上骆驼继续找水。
直到第三天,找水的同志驮回了满满六桶水,已经忍受干渴多天的钟亮其,直接从4米高的标上跳下来,一口气喝下了半脸盆水。
夜幕下,一团回光在闪烁。那是另一个缺水点位的同志发来的信息。那个年代,野外工作的作业组之间通过回光信号发生联系。考虑到找水同志的一路辛苦,钟亮其背起一桶水向戈壁深处走去,谢绝了陪同,只是让留守在点位的同志向对方发信号——“今夜送水,请开灯引路”。
测绘队员的辛勤工作,为1962年中国与蒙古国边界条约的顺利签定打下了坚实基础。
1961年10月,国测一大队的一批业务骨干,被国家测绘局抽调参与中尼边界的测绘任务,这是我国外交部布置的一项艰巨任务。
中尼边界地处世界屋脊喜马拉雅山,大部分都以主山脊为界,海拔在5000-6000米以上。中尼边界當时尚未与国家级的大地控制网联网,历史遗留下的零星测绘资料比较粗糙,精度较差,无法使用。
经过近半年的准备,确定采取大地天文测量方法建立区域控制网。大地天文测量是通过观测天上恒星与观测点的相对位置,从而反向确定观测地点的经、纬度以及某一方向的方位角。
传统天文观测必须在夜间观测星星。喜马拉雅山地区夜晚气温骤降摄氏二三十度,测量仪器镜头上就会凝结一层冰花。测绘队员在仪器近旁燃起牛粪火升温,以保证测量任务的顺利进行。
在西藏仲巴县,队员们为完成测绘任务,必须渡过水流湍急的柴河。过河时河水灌进了驾驶室,汽车熄火。有人跳进寒冷刺骨的河中探路,有人奋力推车。惟一的抗寒手段,就是用白酒擦擦身体。
尼泊尔方面认为一座绵延数公里、海拔6280米的冰山的走向无法确定,加之测绘难度又很大,欲作罢。中方对作业方案进行了研究,确定由思想过硬、身体过硬、技术过硬的党员带队,同时,请解放军战士大力配合,历经十六个小时,终于完成了测量任务。
遵照国家的指令和要求,这次边界测绘任务提前完成。
建立我国大地原点
陕西省泾阳县永乐镇北流村,有一座八角形塔楼引人注目,这里就是中华人民共和国大地原点所在地。
大地原点,也被称为大地基准点,是重要的国家地理坐标(经纬度的起算点和基准点)。
从新中国成立到20世纪70年代,因为国内政治、经济、科学技术力量薄弱等原因,我国测绘工作者在进行大地测量时,一直以前苏联的大地原点为基准,所建立起的坐标系称为1954北京坐标系。这个坐标原点位于北京1.1万余千米的普尔可夫天文台,误差较大,因此选择中国自己的大地原点迫在眉睫。
1975-1978年,国测一大队承担了中华人民共和国大地原点的选址、建设和布测任务。原国家测绘总局对大地原点选址有四项要求:适合中国国情;地基稳定;远离市区;交通方便。
1975年年底,国测一大队组织专家对全国可能设置原点的地方进行了初筛,最后,把选点范围缩小到了以西安为中心的宝鸡至华阴和铜川一带。
参加大地原点的选址和确定标高任务的有薛璋和邵世坤,他们曾参加过珠穆朗玛峰和托木尔峰的测量。严冬之际,邵世坤、薛璋和同事们冒着寒风做实地考察,把设置原点的范围进一步缩小到了泾阳县和阎良区。在最后的攻坚阶段,他们蹬着自行车奔走于各个地质队,收集地质和地震资料,并实地察看、调查,最后在泾阳县的永乐镇发现了一个高约8米、占地10亩左右的大平台。经过钻探和地质、地震资料的分析,他们认定这里是设置大地原点的理想地点。
《中华人民共和国大地原点选点报告》这样解释:“为了使大地测量成果数据向各方面均匀推算,原点最好在我国大陆的中部。”而陕西省泾阳县永乐镇石际寺村正好处在祖国大陆的中部。这里距我国边界正北为880公里,距东北2500公里,距正东1000公里,距正南1750公里,距西南2250公里,距正西2930公里,距西北2500公里。根据该原点推算而得的坐标,定为“1980年西安坐标系”。它的建成不但在各项建设和科学技术上起着重要作用,而且象征着国家尊严。
大地原点在最初建成后的十六年间,被称为“3261”工程,蒙着一层神秘面纱。直到1994年,大地原点才对外公开,并作为青少年科技教育基地向游人开放。
目前,使用精度更高的2000坐标系后,中华人民共和国大地原点已经为我国测绘事业独立自主的里程碑,见证了新中国第一代测绘人为国测绘的历史写照。
生命禁区的西部测图
2011年8月26日,国务院新闻办召开发布会,宣布历时五年多,覆盖我国全部陆地国土范围的24182幅最新的1∶5万地形图数据及数据库全面完成。
受自然环境、装备条件、技术水平等方面的限制,我国西部地区有200余万平方公里,约占陆地国土面积20%的国土没有1∶5万地形图。为填补空白,服务西部大开发战略实施,2006-2010年,国家测绘局组织完成国家西部1∶5万地形图空白区测图工程,测制1∶5万地形图5032幅,实现了我国国家基本比例尺地形图的全覆盖。
西部测图工程作业区主要在南疆沙漠、青藏高原和横断山脉等地区,有世界最高峰、举世闻名的大峡谷、可可西里无人区,特别是许多西部高寒地区被视为生命禁区。1971-1975年期间,我国曾在青藏高原组织1∶10万地形图测图大会战,那次会战有100多名测绘人员受伤致残,42人献出了生命。
青藏高原西部的C1测区,平均海拔高度5000米,天气诡谲多变;B12区域位于昆仑山脚下,深入无人区域500多公里,到处是沼泽与草地;C2区域位于川藏交界,包括当时全国惟一不通公路的墨脱县;塔里木西部B区域深入塔克拉玛干沙漠200多公里……这些最危险、最困难的约20万平方千米的测绘任务,交给了国测一大队。
2007-2009年,国测一大队累计投入人员90名,车辆近40台,圆满完成了任务区的测量任务,共完成控制点、检查点46个,531幅5万图幅地表覆盖图。
“零伤亡”是这次任务的目标之一。
国测一大队专门为西部测图作业小组提供了车载电台和对讲机,两者同一频率,大大方便了人与人、人与车、组与组、组与指挥部之间在一定范围的联系。多重通讯设备实现了无人区测绘作业的安全生产和相互协作,并确保进度安排。
以水准测量组为例,根据技术要求,他们必须扶着标尺和仪器徒步前进,30米为一段,每公里误差不能超过1毫米,每天最多行进10千米。
在平均海拔5000米以上、空气稀薄的藏北无人区作业,到处是沼泽地、草地。“太阳出来后吃过早饭,然后就开始工作,天快黑了才回驻地。”柏华岗回忆道。在遍布沼泽地的区域工作,家常便饭的陷车很是叫人“崩溃”。一辆才跑了3000多千米的新车,过河时掉进去整个被淹没,发动机进水,基本就算报废了。
有一次开车迷了路,不能原路返回,前面又是一个大陡坡,车上不去。1∶10万的地图显示有路能出去,司机还是非常的担心。夜幕降临,只能先搭帐篷泡方便面吃。一位藏民看见灯光骑着摩托来到帐篷前,虽然语言不通,用手势比划,总算得知了出去的路。
在藏北无人区找控制点很难。真正测量一个点可能只要八个小时,但为了测这八小时,要耗半个月或一个月。
回忆西部测图经历,周喜峰说:“经常是刚搭起帐篷,准备在里面做饭,结果一阵狂风暴雨过来,帐篷瞬间被掀翻。睡袋也常被浇得又湿又凉。”
置身瀚海戈壁、万古荒原,队员王涛说,那是一种无法想象的无聊、孤独和寂寞。两个人一组,一开始还能说说话、聊聊天,到后来便无话可说,坐着就默默发呆。早上起来要是能看见一只动物,也会欣喜若狂。
测绘队员每天不仅面对恶劣的自然环境,还要克服不懂少数民族语言的困难。
在平均海拔5000米的可可西里测区,色务乡为测绘队员选派了一名藏族翻译——色务乡小学的教师尼玛帮助开展工作。测绘车队在向多格措仁进发的路上,遇到一户藏族人家,下车问路得知女主人病了,队长吩附队员将随车带的常备药以及食品分一部分给他们,并详细告诉了药品的用法,还联系医生,直到确认医生会及时赶来才离开。当他们完成测绘任务返回色务乡,队员们把剩下的药品、食品送给了乡政府和色务乡小学。分别时尼玛在测绘队的货车车窗上写下:“天下第一车队,扎西德勒!”
测绘队员在塔克拉玛干沙漠作业时,住在于田县克孜勒克乡雅里古孜家。四周黄沙漫漫,雅里古孜家四口人的生活用水,以及牲畜的饮水,来自村旁河边一个三米多深的水坑——每天可渗满大约三桶水。测绘队员住进来后,他们把两桶水留给了测绘队员,给自己只留一桶水。
西部测图工程不仅得到西部地方政府的大力支持,测绘队在作业中与各族人民结下血浓于水的深厚情谊,也是工程实现“零伤亡”的关键因素。
西部测图工程启动后,国测一大队技术人员和参与西部测图工程的科研人员一道,想方设法,创新技术手段,攻克技术难关,首次采用卫星遥感影像实施大规模数字化测图;首次采用干涉测图技术实现多云雾高山区地形图测绘;首次建立测绘生产安全监控系统,实现工程建设“零伤亡”。2014年,在瑞士日内瓦世界地理信息論坛上,西部测图工程获世界地理空间信息杰出工程奖。
两下南极
国测一大队荣誉室对两下南极的描述是:1984年,队员刘永诺参加我国首次南极科考,首次测定了长城的地理坐标,绘制了中国第一张长城站大比例尺地形图,完成了乔治王岛的面积计算。
2004年,队员何志堂、张世伟参加中国第21次南极科考,首次建立了我国南极重力基准。
南极长城建站测绘成果,获原国家测绘局科技进步一等奖。
“1984年建站时,刘永诺队长首次去南极,其中一项主要工作是为长城站选址。2004年,我和另一位同志第二次去南极,建立了我国南极重力基准。”何志堂向记者介绍道。
在南极长城站主楼广场前,面北竖有一方向标,上面写着北京到长城站的精确距离:17501.9公里。
1984年11月,我国派出了南极科考队。国测一大队的刘永诺和原国家测绘局的两名同志组成了南极科考测绘班。
刘永诺所在的测绘班,除了参加建站工程和为各项科学考察服务外,主要任务是在选定南极长城站的站址后,运用各种测量手段,测定该站的地理坐标,绘制大比例尺的地形图,为建站做实地放样等,这几乎涉及所有大地测量和地形测量、工程测量知识及计算机软件知识,可以说是特殊地区的一项特别任务。刘永诺除了和其他同志协作外,还独自承担了陀螺方位角的观测计算、重力和天文的观测计算、长城站主楼的工程放样、主楼的变形观测及乔治岛的面积计算等工作。
1985年4月6日,首都北京隆重举行中国首次南极科学考察庆功授奖大会。刘永诺被荣记个人三等功。
2004年10月25日,国测一大队工程师何志堂和张世伟作为科考测绘人员,前往长城站和中山站进行绝对重力测量和相对重力测量。
穿越著名的台风多发区西风带前,为确保仪器安全,何志堂与张世伟顾不上休息,再次加固放在船舱中的各类仪器。所携带绝对重力仪一般是在实验室操作的仪器,任何轻微的晃动都会使仪器出现误差,因此虽然它安放在特制的防震箱里,但为了保险起见,他俩将仪器箱底部的海绵增加到三层,上面罩着粗绳编织的网兜,再盖上帆布,并牢牢地固定在舱底甲板上。
2004年12月24日,“雪龙号”抵达长城站后,他们开始紧张的卸货。2005年元旦是在工作中度过的。
完成集体工作后,何志堂与张世伟指挥吊车和铲车吊装绝对重力测量实验室。何志堂发现钢丝绳很难捆绑打结,他在仓库角落里发现了几个丝扣,把钢丝绳锁在一起,大大提高了吊装速度。他俩为实验室接通了电源,加温、抽湿,终于可以进行绝对重力测量了,不料仪器因在“雪龙号”破冰时受震动而无法测量。经种种努力,美国生产绝对重力仪的公司答应派人来长城站解决问题。
在等待美方技术人员的同时,何志堂与张世伟在长城站周边开始了十几个点的相对重力测量。两人身背15公斤重的“拉科斯特”重力仪,有时凌晨4点就出发,踏着没膝的积雪,走五六个小时到测量点,经常一天只吃一顿饭。
有一个测量点在长城湾对面的韩国考察站,要乘坐橡皮艇横穿14公里海面才能到达。考虑到安全问题,长城站的水手长和水手轻易不愿出艇。在他们的耐心说服下,三次出艇协助测量。最后一次返回时,刚一靠岸,11级大风就接踵而至。
盼望许久的美方人员终于如约而至。经过紧张的安装和调试,绝对重力仪终于可以正常工作。2月8日,何志堂与张世伟顺利完成长城站绝对重力测量,那天中国人还沉浸在新春佳节的喜庆中。他们完成常规观测后,为确保测量数据的精确、可靠,又建了第二个绝对重力点。
应急测绘建奇功
“应急测绘中心主要做无人机航空摄影测量。”1992年出生的王伟,现在是国测一大队应急测绘中心的技术负责人。
2021年10月7日7时,洛河状头站的流量达到1560立方米/秒,为1999年以来最大流量,造成洛河下游漫堤。此前,在两个多月的时间内,陕西省大荔县已先后出现过5次强降雨。
10日,王伟所在的应急测绘中心的专业技术人员,组成测绘应急救援队赶往灾区。做好无人机踏勘起降场地、规划航线、组装调试等一系列准备工作后,下午6点成功获取了第一批次紫阳村以东6公里、严通村以南5公里范围内约31平方公里的0.1米高分辨率影像,半个小时后完成图像拼接和成果输出,同时,无人机还拍摄了灾后视频,通过卫星通信实时传送至应急指挥大厅。
第二天,测绘应急救援队将无人机获取的灾区影像范围扩大到102平方公里,实时回传至地信中心应急分队,第一时间完成了灾后影像图编制工作。
应急救援部门通过《大荔县灾前影像图》《大荔县第一批次灾后影像图》《大荔县第二批次灾后影像图》《大荔县第三批次灾后影像图》四幅专题图,便能迅速分析出受灾区域的范围以及损毁耕地等灾情信息。
2021年8月,蓝田县局部地区出现大到暴雨天气,其中最大降雨量在九间房镇,其中,13个村电力中断,4座桥梁损毁,当地1.86万群众的生命财产、生产生活受到严重威胁。道路损毁严重,救援人员短时间内无法到达受灾点。
测绘应急救援队第一时间前往蓝田县九间房镇灾區,利用无人机快速获取九间房镇流峪河周边的高分辨影像,并很快完成了图像拼接及成果输出。用抗天气干扰较强的高性能无人机拍摄灾后视频,并实时回传至应急指挥车。应急指挥人员可直观地看到灾区分布、受灾范围等情况,并快速掌握灾情现状和地形地貌,比照灾前资料,开展指挥决策和灾情评估。
陕西测绘局是原国家测绘地理信息局的下设单位,2015年,陕西测绘局成立了应急测绘中心,配备一大批应急仪器装备,包括无人机。
2015年,王伟从西安科技大学测绘工程专业毕业。刚到国测一大队的头半年,从事水准测量、GNSS测量等常规测量。2016年年初,他转到应急测绘中心,从事无人机航空摄影测量。
一切从零开始学起。王伟培训时看老师示范操作,感觉很轻松。一旦遥控器交到他手上,还没有飞起来就直接坠毁了。前前后后练了一个多月,直到在手上形成一种肌肉记忆,才能掌握好遥控器的杆量。
王伟第一次执行飞行任务,由于信号干扰被迫降落。满油的无人机下降速度非常快,尝试降落了三次都没有成功,导致摔机。这次摔机让他形成一种习惯——作业前会充分考虑各种影响因素,并寻找到对应的解决方案。
“无人机技术一直在进步,每年都会有新的机型。”2018年,王伟连续考取了固定翼和多旋翼的民用机长证。
2015年8月12日,陕西省山阳县中村镇突发特大山体滑坡,致使附近工房和宿舍被掩埋,65人失踪。国测一大队迅速组成8人应急测绘队伍,赶赴现场参与大救援。
滑坡核心区域3平方公里山陡林密人迹罕至,绝大部分地区人无法到达,而被掩埋矿区房屋建筑道路具体位置、准确的滑坡土石方数据、发生次生灾害的可能性等亟待确定。灾区现场有大面积土石塌方,山体滑坡一侧露出尖利的岩石切面,高处有很多巨石卡在半山腰,泥土及山石时有滑落。若再次发生山体和堆积区垮塌,则会严重威胁现场800多名救援人员的生命安全。
监测高危山体使用的是微变形监测系统,需要安装在一个稳定的平台上,且要求通视条件良好。在武警和当地向导的配合下,国测一大队两组雷达监测技术人员,顶着落石危险,冒雨徒步横穿滑坡核心腹地寻找到合适的点位——紧邻滑坡现场东北方向的陡坡上。
成功架设雷达设备后,开始对最近距离仅百米、高差38米的采空区不稳定山体进行24小时不间断监测。这是合成孔径雷达首次应用于地质灾害救援。
发现监测点山体出现连续形变,国测一大队立即通知救援指挥部及现场数百名搜救人员迅速撤离,他们却依然留在现场。
这是第一支穿过滑坡灾害核心腹地的队伍,也是整个应急救援中最后一支撤离的队伍,他们夜以继日在第一现场奋战了十个昼夜。
2008年,汶川大地震后,四川测绘地理信息局急请国测一大队入川,完成标准基线场的复测和监测工作。在余震不断的情况下,他们克服诸多困难,圆满地完成了监测任务。
2010年4月14日,青海省玉树发生地震,震后重力应急测量迫在眉睫,国测一大队重力中队暂缓所有实施中的任务,全力投入到玉树地震重力的应急观测中。
2015年4月25日,尼泊尔发生了8.1级地震。地震当天,国测一大队的七个作业小组、14名测绘队员正在西藏地区作业。接到有关部门的通知,他们从不同的作业点赶赴珠峰地区的六个点实施GNSS观测,以了解珠峰地区的地壳运动及高程变化,供有关部门参考和研究。
……
每有灾情发生,就能看到国测一大队测绘队员不顾个人安危在灾区忙碌的身影。
七测珠峰的身高
2020年12月8日,国家主席***同尼泊尔总统班达里互致信函,共同宣布珠穆朗玛峰高程——8848.86米。珠峰新“身高”诞生了。
2020珠峰高程测量12名冲顶的测量登山队员名单中,有两位来自国测一大队,王伟是最年轻的一位。他第一次进藏,就有机会向“测绘人”的顶峰冲击。
为了实现登顶梦想,王伟和其他7名队友在北京国家登山训练基地封闭训练了七十多天,两个多月他跑步总里程超过600公里,还学习了登山技能及理论。到珠峰后,又陆续进行了数次适应性训练,留下诸多的深刻体验。
过绒布冰川时,必须踩着前边人的脚印走,因为冰川中间有裂缝,表面覆盖着一层浮雪,否则就很危险。
6500米前进营,有一个恐怖的名称——魔鬼营。三面环山,空气氧气含量低。
“不能动,一动后脑勺就像被使劲拽着的疼,根本睡不着。”在那个地方不管是专业登山队员,还是非专业的,只要是个人,就都难受。
从6500米上到7028米时,要翻越一个三四百米高的大陡坡,最陡的地方几乎是垂直的,每一步都要靠意志将冰爪踢到冰层上,在绳子的辅助下攀爬。这是所有登山人必须经历的一道坎。
从7028米再向上要经过大风口。那里不仅风很大,还遍布着又宽又深的冰裂缝,还有看不见的隐形冰裂缝,只能绕着寻找比较窄的冰缝跨过去。
5月是珠峰冲顶的最佳月份。第一次冲顶前,王伟在前进营对所有仪器进行检查时,发现了一些小问题。为了不影响登顶测量,他在晚上零下15摄氏度的环境下,对所有仪器的性能参数重新做了评估测试。每隔三个小时就钻出帐篷去查看仪器状态,并撰写了简单的测试报告,供日后查阅。
由于天气原因,前两次冲顶受到流雪以及深积雪的影响,都没有成功。出于对没有海拔8000米以上高度攀登经验队员生命安全的考量,王伟止步于海拔7790米。
调整好情绪后,他投入到峰顶测量的准备工作中。在前进营地给将要冲顶的队员和教练做系统的测量仪器操作培训,并多次进行考核。他还将简单的操作步骤写好、拍照发到他们的手机上,以便于熟记。“任何一个队友登顶完成任务,都是我们团队的胜利,个人得失无足挂齿。”
在7790米测重力是很有挑战性的。
7790米营地是一个大斜坡,斜坡中间有很大一块石头,帐篷就搭在凸出的石头平台上。王伟硬撑着脱下冰爪、安全带、高山靴后,瘫坐在帳篷里,帐篷底下是厚厚的被踩实的雪层。早上起来看,帐篷几乎被一夜大雪掩埋。
王伟的帐篷距测重力的帐篷只有20米。他在内帐和外帐之间穿高山靴,套冰爪,前前后后折腾了一个小时,才把装备穿好。
短短的20米很难走,一个很陡的斜坡,上面冰雪很厚。测重力时要盯着滚轮去卡标尺,无法带氧气面罩,在那个高度不吸氧又特别艰难。为了做到万无一失,重复测了三四次,平时测也就不过十几二十分钟时间,这次前前后后用了三个小时,大部分时间用在穿脱装备上。
2020年5月27日上午11点,登山队员终于站在了珠峰之巅,树立起橘红色觇标,连续工作150分钟,创造了中国人在珠峰顶峰停留时间最长纪录。
柏华岗参加了1998年、2005年以及2020年三次珠峰测高。1998年,是柏华岗毕业参加工作的第二年。他在二本营负责给各个交会点做后勤保障,当时从二本营送给交会点的只是在锅上热了的几个馒头或烧饼,以及一壶开水。点位上的兄弟没有食欲,每天靠吃两个馒头凑合。
2020年珠峰高程测量时,柏华岗主要负责峰顶设备的研制和测试等工作。这次使用的峰顶觇标、冰雪探测雷达等设备都是中国制造,且经受住了珠峰峰顶的恶劣环境考验,成功获取了峰顶GNSS、重力、雪深、交会测量等丰富的测量数据。
冰雪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,通过冰雪探测雷达可以获得珠峰峰顶冰雪层厚度。这次使用的冰雪探测雷达由国测一大队、南方测绘公司与中国电子科技集团公司第二十二研究所联合研制。
这个研制过程困难重重。刚开始是GNSS与雷达结合不到一起,雷达的控制系统读不到GNSS系统的时间数据;再后来是时间系统匹配不到一起;还发生过雷达波干扰GNSS信号等问题,最终这些问题都在3月份得到了解决。
2020珠峰高程测量,实现了第一次在珠峰峰顶使用国产GNSS接收机,收集北斗卫星观测数据。这是中国自主研制、拥有完全自主知识产权的北斗卫星导航系统首次应用于珠峰峰顶海拔高程的计算,与2005年的成果相比,精度提高了2.1厘米。
2020年珠峰高程测量,恰好是中国首次精准测定并公布珠峰高程四十五周年。
1975年5月27日,我國首次将测量觇标立于珠峰之巅。登山队员在珠峰附近选设了9个测站点,经过三角测量、导线测量、水准测量和三角高程测量方法,推出从我国黄海平均海面起算的珠峰高程为8848.13米。随后,这一数据由我国政府对外发布,得到全世界的公认。
此前百余年,人类不断探索准确测量珠峰高度的方法,进行过大大小小数十次的测量,但珠峰的高程数据、地理资料“成果”,却一直被外国的“测量权威”所垄断。
我国对珠峰身高的测量,最早的两次分别是1966年和1968年。国测一大队人员两次进入珠峰测区,建立定日到珠峰山麓的大地控制网,并获取珠峰地区大气折光的试验数据。测量队员经过天文、重力、水准、物理测距、折光试验等各项测量工作,计算获得珠峰峰顶的雪面高程,由于这种测量没有登顶,峰顶未设觇标,所以高程并没有对外公布,但这两次在珠峰地区的布测,为1975年的珠峰高程测量积累了第一手资料。
1975年,国测一大队8名队员郁期青、邵世坤、杨春和、陆福仁、张志林、薛璋、吴泉源、梁宝根参加中国登山队测量分队,他们成功攀登到珠峰北坳7050米的高度,这也是我国测绘工作者当时到达的最高测量位置。
邵世坤在接受媒体采访时回忆道: “我们背着几十斤重的仪器装备和食品,冒着零下二三十度的低温,彼此用结组绳连接着,一步一滑向前挪动。默数到20下时,大家就自动停下来,扶着冰镐大口大口地喘气。用这种方式保存体力,因为在那个地方,大气含氧量低,即使不工作,也如背负几十斤的重物。”
从6500米营地向珠峰北坳进发,耗时八个多小时。郁期青在北坳完成了重力测量和航测调绘任务。
1966年、1968年、1975年,郁期青三上珠峰。1975年,他从珠峰北坳下来后患重感冒,引发肺水肿、胸膜炎等并发症,高烧昏迷,在医院抢救治疗了一百多天,才奇迹般地活了下来,却留下胸膜粘连等后遗症,牙齿也基本全部脱落。
1992年、1998年,国测一大队分别和意大利登山队、美国登山队合作,复测珠峰高程。
2005年3月至5月,国测一大队再次承担了测量珠峰高程的任务,他们仅用了一个多月的时间,就在青藏高原布下了覆盖30多万平方公里的监测网,在珠峰脚下布设了6个交会点位,并于5月22日成功进行珠峰登顶测量。
2005年,任秀波来到珠峰。4月27日,在到达海拔7500米时,突遇特大暴风雪,得到下撤命令,任秀波第一反应是测完重力值。为了更好地操作仪器,他脱掉鸭绒手套,只戴着薄手套。十几分钟后,结束工作下撤时,他才发现手指已冻麻木。5月21日,任秀波和队友柏华岗,成功地将重力测量推进到7790米的高度,破了世界纪录。
2005年10月9日,珠穆朗玛峰的新高程数据向世界公布:峰顶岩石面海拔高程为8844.43米,峰顶岩石面高程测量精度±0.21米;峰顶冰雪深度3.50米。原1975年公布的珠峰高程数据8848.13米停止使用。
新技术 新战场
“近年来,我们也在不断采用新的测量技术,测绘服务走向了多元化。“总工办的郑文科向记者介绍着。
1998年,国测一大队参与实施我国“九五”首批三大科学工程之一——中国地壳运动观测网络西部地区区域网坐标测定任务。此类观测为地震形变监测服务,通过测定坐标观察地壳运动变化,形象地说就是为大地号脉。
国测一大队创新应用跨海高程传递测量技术,使用各种先进的仪器装备,在港珠澳大桥、海岛礁测绘、厦门跨海水准联测和高程传递等项目中,提供高精度测绘成果,填补测量学科的一块空白。
“十二五”期间,国测一大队先后引进了A10型绝对重力仪、GT-2A航空重力测量系统等一批具有国际领先水平的高新仪器装备;并与同济大学深入合作,短时间内完成了从研究学习到生产能力的转化,这些新的技术设备手段大大节省了人力物力,提高了测绘效率。
郑文科还记得2014年在山东航飞作业的情景。
运五飞机不是密闭机舱,没有增压减压装置,航飞员在飞行过程中会出现胸闷、头痛、耳鸣等症状。航飞作业每天平均飞行时间长达七个小时。当天数据采集完成后,还要立刻下载激光、影像数据,内业工作常常要持续到凌晨两三点,次日凌晨6点又要开始新的工作。半个月的高强度工作,小组成员几乎没有一日能好好休息。
2014年年底,国测一大队顺利完成黑河金盆水库库容曲线复核及水库尾水淤积测量工作。
黑河金盆水库是一项以城市供水为主,兼有农灌、发电、防洪等综合利用为一体的大型水利工程,也是黑河引水工程的主水源。黑河水库测量项目是国测一大队采用多波束测深系统实施的首个测绘生产项目。技术人员采用多波束测深系统,对水库区域进行了全面扫测,获得了高精度的库底水深数据和近岸激光点云数据,同时完成了库区1∶500数字地形图和横断面图绘制工作。此次测量工作为了解水库淤积现状、进行库容变化测验和制订正确合理的调度计划提供了精准详实的测量数据,也为黑河引水工程二期建设提供了数据参考。
多波束测深系统适用于海上工程施工区和重要航道大面积精确测量,也可用于精确测定航行障碍物的位置和深度,并可绘出海底三维图形,主要用于航道测量、疏浚测量、海洋调查、水下考古等领域。引进该系统,填补了在水下测深、三维建模技术等方面的空白,拓宽了业务能力,为跨越式发展创造了新机遇。
2015年4月24日,载着航空重力仪的飞机顺利完成了首飞,并成功获取了精度达标的相关数据,这标志着由国测一大队承担的2015年测绘地理信息公益性行业科研专项项目“全国开展基础性航空重力测量技术体系研究及业务化应用示范”正式开始实施。
为发挥专业技术人才优势,国测一大队相继成立了技术研究开发部、新技术应用部、应急中心等部门,形成了包含测量专业、软件开发及理论算法研究等在内的多层次科技创新梯队。
近五年来,国测一大队共有36项生产及科研项目获奖。其中,大队参与完成的“中国高精度数字高程基准建立的关键技术及其推广应用”项目荣获2019年度国家科技进步一等奖,同时还申请了实用新型专利15项、软件著作权18项。
国测一大队荣誉室有一面墙挂满了锦旗。1991年,获得国务院通令嘉奖,授予“功绩卓著,无私奉献的英雄测绘大队”荣誉称号的锦旗最为引人注目。
2015年,陕西省总工会授予国测一大队“陕西省五一劳动奖状”荣誉称号。
2016年1月,中共陕西省委授予国测一大队“三秦楷模”荣誉称号。
2019年,国测一大队荣获“最美奋斗者“称号。
2021年2月17日,国测一大队被评为“感动中国2020年度人物”。
……
国测一大队先后57次受到国家、省部级表彰,有74人次获得国家、省部级荣誉称号。
2015年,我国首次自主完成珠穆朗玛峰高程测量四十周年之际,当年参加珠峰测高任务的6位老队员、老党员,给***总书记写信,汇报国测一大队的光辉历程和年轻一代薪火相传的奋斗足迹。
7月1日,***总书记回信说,四十年前,国测一大队的同志同军测、登山队员一起,勇闯生命禁区,克服艰难险阻,成功实现了中国人对珠峰高度的首次精确测量。党和人民没有忘记同志们建立的功勋。
国测一大队有一条不成文的规定,凡是苦活儿、累活儿、危险的活儿,共产党员、老队员先上。六十多年来,一批批新队员在国测一大队快速成长,又踏上前辈们没有走完的山山水水。
“忠诚奉献是这个队伍的魂。6000米永远是氧气不足的,新疆的戈壁滩永远是风沙大的,这变不了,人的装备能变,但人作业的精神、作风是不变的。”国测一大队队长李国鹏认为,这是数代人对测绘精神的传承之本。
(本文图片由国测一大队提供,特此致谢!)
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