2020珠峯高程測量登山隊隊員在峯頂豎立覘標。
新華社特約記者 扎西次仁攝
國測一大隊隊員使用全站儀對珠峯峯頂進行交會觀測。
新華社記者 孫 非攝
2020珠峯高程測量登山隊隊員在峯頂用重力儀進行重力測量。
新華社特約記者 扎西次仁攝
5月27日11時,2020珠峯高程測量登山隊8名攻頂隊員成功登頂珠穆朗瑪峯。此時,距離1960年中國人首次登頂珠峯,已是整整60年。
對於測量隊員們來説,登頂之後才是最緊張的時刻。在珠峯峯頂停留的150分鐘裏,他們要樹立測量覘標,用GNSS(全球導航衞星系統)接收機通過北斗衞星進行高精度定位測量,用雪深雷達探測峯頂雪深,用重力儀進行重力測量……這些操作容不得半點差錯。
令隊員們自豪的是,手中的測量儀器均是國產自主研發,這也是本次測量任務最大的亮點之一。本報記者專訪了此次國產測繪設備的製造商,珠峯登頂的光榮背後,離不開他們的默默奮鬥。
“用我們國家自己的設備,心裏自豪、踏實!”
2019年5月,中國2020年珠峯測高行動正在悄然籌備之中,但自然資源部第一大地測量隊(下稱國測一大隊)項目部主任柏華崗卻為找不到合適設備心急如焚。
此前,柏華崗已在瑞典、意大利的廠家吃了閉門羹。對方表示,定製要求“難度空前”,加上訂購數量又不多,考慮到研發難度和經濟效益,都明確表示拒絕。
對方不願意接受條件,柏華崗也不願意降低要求。“就一定要是進口廠家嗎?能否試一試讓具有實力的國內企業或單位聯合定製,實現設備的國產化?”
就此,一個以國產設備為主力擔綱峯頂測量任務的計劃開始成型。
“那是2019年5月下旬,國測一大隊找到我們,希望由南方測繪來主導研製全國產化的雪深雷達和峯頂覘標。”南方測繪集團副總經理繆小林至今還記得當時的情景,“我們既感到榮幸又有點忐忑,畢竟研發難度非常大。”為此南方測繪集團專門成立了技術攻關組,歷時半年多艱難攻關,終於不負眾望。
除雪深雷達、峯頂覘標外,重力儀、GNSS接收機、長距離測距儀等關鍵測量儀器也均由國內廠商自主研製。
比如此次重力測量使用的2020“珠峯號”高精度重力儀,由國機集團中國地質裝備集團旗下北京奧地探測儀器有限公司(下稱奧地公司)研製。項目負責人王斌對記者説:“此次珠峯高程測量要實現人類首次珠峯峯頂重力測量,這是前無古人的大挑戰,意義重大,難度也極大。”對此,國機集團高度重視,董事長張曉侖表示,要發揮“國家隊”的突出作用,在地質裝備方面減少對國外產品的依賴。奧地公司針對珠峯峯頂環境反覆調試、改進,最終完全滿足設計指標。
“上一次珠峯測量是在2005年,當時GNSS測量設備主要靠進口美國天寶、徠卡等公司的產品,天上的導航衞星也只有美國的GPS系統。”華測導航硬件研發總監張沛堯告訴記者,此次登頂珠峯的GNSS接收機由華測導航研製,這也是中國首次全程採用國產北斗高精度定位設備進行珠峯高程測量。“中國測繪人只能依賴進口裝備測量珠峯高程的歷史將一去不復返。”
為協調儀器設備奔走了一年,柏華崗説:“用我們國家自己的設備,心裏自豪、踏實!”
“決不能因為我們的儀器出紕漏、掉鏈子”
雖然早有心理準備,但在聽到國測一大隊提出的要求時,奧地團隊成員的心裏還是咯噔了一下。“從2019年10月10日接到任務算起,到12月31日完成,我們只有81天時間。”王斌告訴記者,機械重力儀通常的調試周期要將近1年。這意味着,王斌他們要用不到原先1/4的時間,去完成難度高得多的任務。
“但我們沒講困難。”奧地公司黨支部書記劉海濤説,“大家壓力都很大,把困難儘量留在我們這裏,他們(國測一大隊)壓力就能小些。”之後奧地公司項目組成員捨棄所有節假日休息,全身心投入到“珠峯號”重力儀改進研發之中。“這不光是我們幾個人的事,也是全中國人民的期盼。”奧地公司副總工程師秦佩説,“決不能因為我們的儀器出紕漏、掉鏈子。”
除了時間緊、任務重,所有國內廠商還須克服一個共同的難關:既要可靠,又得簡單。
“8800米以上的高度,很可能遇到零下40℃的低温和10級大風環境,覘標不僅要結實,而且柔韌性要好,不能折斷。”南方測繪常州附件工廠負責人表示,在這樣極端的環境中,設備重量必須要輕,便於攜帶,讓隊員們在戴着厚重手套、身體處於缺氧狀態時也能易於操作。
柏華崗對此深有感觸:“登頂時,多1克的重量都不想背在身上。”
為此,南方測繪立刻行動起來,“少用螺釘”“摺疊快裝”……一個小小的覘標竟然歷經了8個月的打磨,其重量也從5千克減到3.4千克。
奧地團隊為了讓傳動系統更易操作,調整、測試、再調整、再測試……每改動一次,設備就要送到郊外上山一次。
華測團隊也根據中國的測量規範和中國測量人員的使用習慣,對硬件設置與配套軟件做了大量改進。使得設備的體積和重量都只有原先的一半左右,大大減輕外業人員的負擔。以GNSS接收機為例,華測主機重量為2.2千克,天線重量為400克。而同類型的美國天寶設備主機重量達2.34千克,天線重量為590克。
不要小瞧這些看似簡單的改進,張沛堯告訴記者,每1克重量的減輕,背後都可能是芯片集成、整機材料選擇、腔體設計、電磁屏蔽等方面的突破性創新。
2020珠峯高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民表示:“‘中國製造’能登頂珠峯,是因為所有參與單位都有決心,要利用這次珠峯測量將中國製造的測繪設備推到一個新高度。”
在採訪中,1987年出生的奧地公司副總工秦佩有一段話令人難忘。他説:“今天登上珠峯的機械重力儀,是在老一輩科研人員研發的基礎上改進出來的。我們已研發出新一代具有完全自主知識產權的數字重力儀,但我們絲毫不敢放鬆,仍在不斷改進完善。因為下一次登上珠峯的,很可能就是我們這一代人研發的產品,我們一直準備着。”
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