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5月27日，2020珠峰高程測(cè)量隊(duì)成功登頂并順利完成測(cè)量任務(wù)。

與此同時(shí)，由南方測(cè)繪集團(tuán)聯(lián)合自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)（國(guó)測(cè)一大隊(duì)）定制開發(fā)的“高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)”、由南方測(cè)繪集團(tuán)常州工廠定制生產(chǎn)的覘標(biāo)作為此次測(cè)量的主力設(shè)備登頂珠峰，經(jīng)受住了珠峰頂上低氧、高寒、低壓、大風(fēng)等極端惡劣使用環(huán)境的考驗(yàn)，成功完成珠峰高程測(cè)量任務(wù)。

登頂?shù)难┥罾走_(dá)（右下角）和覘標(biāo)（圖片來(lái)源于：光明網(wǎng)）

高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為雪深雷達(dá)，它并不是常規(guī)測(cè)量中使用的設(shè)備。雪深雷達(dá)主要利用天線發(fā)射和接收高頻電磁波來(lái)探測(cè)地面雪深，通過(guò)雪深雷達(dá)觀測(cè)獲得珠峰峰頂冰雪層厚度，并將其從珠峰峰頂雪面海拔高中扣除，即獲得珠峰峰頂巖石面海拔高，也就是俗稱的“珠峰高程”。

2020年3月，多套定制的雪深雷達(dá)和峰頂覘標(biāo)就進(jìn)駐珠峰，由珠峰高程測(cè)量隊(duì)員在實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行頻繁測(cè)試，以確保正式測(cè)量過(guò)程正常順利。

5月初，南方測(cè)繪西安分公司總經(jīng)理馬卓齊和技術(shù)員李喜喜專程趕往珠峰大本營(yíng)，代表南方測(cè)繪集團(tuán)探望珠峰高程測(cè)量隊(duì)，贈(zèng)送慰問(wèn)品，同時(shí)與測(cè)量隊(duì)員們溝通了解此次南方測(cè)繪提供設(shè)備的使用情況，以便根據(jù)需求提供及時(shí)的服務(wù)。

南方產(chǎn)品應(yīng)用在哪里，南方測(cè)繪星級(jí)服務(wù)就在哪里。在交談中我們了解到，歷經(jīng)前期研制過(guò)程中近乎苛刻的實(shí)驗(yàn)測(cè)試后，上珠峰后的雪深雷達(dá)表現(xiàn)出色。

首次確定聯(lián)合國(guó)產(chǎn)定制

時(shí)間退回到2019年6月。

自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)（國(guó)測(cè)一大隊(duì)）項(xiàng)目部主任柏華崗、隊(duì)員陳真、南方測(cè)繪多名技術(shù)員在北京會(huì)聚，大家討論的一個(gè)重點(diǎn)就是：能不能定制全國(guó)產(chǎn)化的高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)用于2020珠峰高程測(cè)量。

柏華崗曾參與過(guò)2005年珠峰高程測(cè)量，同時(shí)將參與2020年珠峰高程測(cè)量。他提出，定制的設(shè)備除了要能滿足2005年珠峰高程測(cè)量時(shí)所使用的雪深雷達(dá)高強(qiáng)度三防、抗高寒等基礎(chǔ)要求外，還需要解決多傳感器集成的問(wèn)題。2005年使用的雪深雷達(dá)探測(cè)儀，雷達(dá)與GNSS之間主要通過(guò)一條線來(lái)串聯(lián)，無(wú)法做到時(shí)間同步和位置同步——GNSS雖然一直在測(cè)量，但要同時(shí)獲取某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的GNSS數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)，需要先對(duì)GNSS時(shí)間點(diǎn)做標(biāo)記，再去對(duì)應(yīng)雷達(dá)的時(shí)間，相對(duì)比較復(fù)雜。也正是因?yàn)闆](méi)有做到時(shí)間同步、位置同步，后期數(shù)據(jù)解算效率降低。

此前，國(guó)測(cè)一大隊(duì)已經(jīng)聯(lián)系過(guò)瑞典、意大利等相關(guān)產(chǎn)品的多個(gè)廠家，對(duì)方都表示，定制要求“難度之大，空前絕后”，并且數(shù)量又不多，考慮到研發(fā)難度和經(jīng)濟(jì)效益，都明確拒絕。對(duì)方不愿意接受條件，柏華崗也不愿意降低要求。多次碰壁后，柏華崗提出，“就一定要是進(jìn)口廠家嗎，能否試一試讓具有實(shí)力的國(guó)內(nèi)企業(yè)或單位聯(lián)合定制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化？”

正是此時(shí)的想法，促成了2020珠峰高程測(cè)量雪深雷達(dá)的全國(guó)產(chǎn)化定制和實(shí)測(cè)。

此次會(huì)談后，又多次實(shí)地考察，確定由南方測(cè)繪集團(tuán)聯(lián)合國(guó)測(cè)一大隊(duì)定制開發(fā)“高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)”，并敲定了設(shè)備定制要求：①要求系統(tǒng)能夠透過(guò)一定深度冰雪混合物探測(cè)巖石界面，并對(duì)檢測(cè)位置實(shí)時(shí)定位，探測(cè)精度達(dá)到厘米級(jí)，探測(cè)深度至少6米；②“高原探冰雪雷達(dá)系統(tǒng)”集成雷達(dá)主機(jī)、收發(fā)天線、GNSS、供電系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備等部件，不能配用顯示器，總重量不超過(guò)5kg；③雷達(dá)設(shè)備外接GNSS天線，且雷達(dá)設(shè)備中心與GNSS中心對(duì)應(yīng)，精度cm級(jí)；④設(shè)備組裝簡(jiǎn)單，低溫低氣壓高原環(huán)境下可正常工作；⑤雷達(dá)數(shù)據(jù)格式中能夠有歷元時(shí)間，與GNSS時(shí)間對(duì)應(yīng)；⑥存儲(chǔ)：“高原探冰雪雷達(dá)”對(duì)GNSS原始觀測(cè)數(shù)據(jù)要存儲(chǔ)一份；⑦確保整套系統(tǒng)能在零下40℃能夠正常工作1小時(shí)。

接到定制任務(wù)，南方測(cè)繪集團(tuán)積極響應(yīng)號(hào)召，與自然資源部、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院、陜西測(cè)繪地理信息局、自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)（國(guó)測(cè)一大隊(duì)）等保持溝通，主動(dòng)作為，調(diào)動(dòng)集團(tuán)技術(shù)力量攻克科研難題。南方衛(wèi)星導(dǎo)航立即成立高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)組，由南方衛(wèi)星導(dǎo)航副總工程師丁永祥牽頭，技術(shù)員程少華作為多方的聯(lián)絡(luò)人，南方測(cè)繪西安分公司作為一線支持與聯(lián)絡(luò)……開啟了此次設(shè)備的攻關(guān)之旅。

峰回路轉(zhuǎn)的攻關(guān)過(guò)程

雪深雷達(dá)的定制研發(fā)主要經(jīng)歷了幾個(gè)大的階段：第一階段方案設(shè)計(jì)論證；第二階段設(shè)計(jì)生產(chǎn)；第三階段整機(jī)試驗(yàn)；第四階段多臺(tái)研制、測(cè)試；第五階段現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。如果順利的話，所有這些都可以在2019年完成。

在后來(lái)的設(shè)備實(shí)際制造過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)預(yù)定的技術(shù)目標(biāo)，并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。硬件方面的集成，不能只是將GNSS主機(jī)頭接到雷達(dá)儀上，而是將主機(jī)頭分解成模塊集成到設(shè)備中，并對(duì)不同版本的模塊進(jìn)行升級(jí)和測(cè)試。數(shù)據(jù)方面，GNSS、雷達(dá)都是電磁波信號(hào)，為了保障所獲取北斗數(shù)據(jù)的信噪比，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，電磁波干擾問(wèn)題必須解決。再者，珠峰峰頂?shù)臏y(cè)量需要一次到位，所采集數(shù)據(jù)要實(shí)現(xiàn)極端條件下多途徑安全可靠的保存。最后，雷達(dá)的時(shí)間要求精確到ns，數(shù)據(jù)采集頻率50Hz。而在設(shè)備極端環(huán)境測(cè)試方面，實(shí)驗(yàn)室零下40℃氣溫條件下破壞性試驗(yàn)2小時(shí)后，再將設(shè)備拿出來(lái)正常采集。

另外在定制和測(cè)試過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，原定的那些技術(shù)參數(shù)是無(wú)法滿足實(shí)際測(cè)量要求的，好幾個(gè)方面都需要根據(jù)實(shí)測(cè)需求進(jìn)行提升和修正。

這些需求方進(jìn)一步的要求和測(cè)試出現(xiàn)的問(wèn)題，讓整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)都繃緊了弦：固件的穩(wěn)定性、屏蔽層的效果、雷達(dá)數(shù)據(jù)與GNSS 數(shù)據(jù)時(shí)間同步、數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題、信號(hào)燈藍(lán)紅顯示問(wèn)題等等需要解決。

為此，南方測(cè)繪集團(tuán)發(fā)動(dòng)南方衛(wèi)星導(dǎo)航的研發(fā)團(tuán)隊(duì)：測(cè)繪事業(yè)部大量測(cè)試拆開的主板、天線采集數(shù)據(jù)，在不同環(huán)境下測(cè)試、分析數(shù)據(jù)；系統(tǒng)三部定制軟件模塊內(nèi)嵌到主板，解決50Hz采集以及數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題；系統(tǒng)二部聯(lián)合解決信號(hào)屏蔽、抗干擾問(wèn)題；測(cè)繪事業(yè)部與系統(tǒng)二部定制特定的線纜，解決信號(hào)傳輸問(wèn)題；系統(tǒng)三部解決定位設(shè)備與雷達(dá)采集的時(shí)間同步問(wèn)題……
在多部門的默契配合下，看似一團(tuán)亂麻的困難被一一拆解消化。

與此同時(shí)，在柏華崗的指導(dǎo)下，南方測(cè)繪技術(shù)團(tuán)隊(duì)頻繁地進(jìn)行精度測(cè)試、時(shí)間匹配測(cè)試、數(shù)據(jù)的存貯測(cè)試。

此次研發(fā)過(guò)程中，碰到的困難還不止技術(shù)本身，攻關(guān)最吃緊的時(shí)候恰逢疫情爆發(fā)，大家的出行受影響，還有的技術(shù)員被隔離。不能見面就遠(yuǎn)程聯(lián)系溝通，多地聯(lián)動(dòng)解決，有問(wèn)題就一遍遍測(cè)試、改進(jìn)，整個(gè)項(xiàng)目組都繃緊一根弦，加快進(jìn)度、解決問(wèn)題，確保設(shè)備如期、高質(zhì)量供應(yīng)。

高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)助力珠峰高程測(cè)量

設(shè)備交付一個(gè)多月后，自然資源部宣布2020珠峰高程測(cè)量正式啟動(dòng)，此后的一個(gè)多月時(shí)間里，全行業(yè)的目光都投向那英雄測(cè)量隊(duì)所在的世界之巔，關(guān)注著這次國(guó)產(chǎn)測(cè)繪儀器裝備主要擔(dān)綱測(cè)量任務(wù)的國(guó)家測(cè)繪科技發(fā)展水平的檢閱。

柏華崗評(píng)價(jià)，對(duì)比2005年珠峰高程測(cè)量所使用的雪深雷達(dá)探測(cè)儀，本次“高原冰雪探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)”亮點(diǎn)頗多：①重量更輕。包括集成的雷達(dá)主機(jī)、收發(fā)天線、GNSS、供電系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備等部件在內(nèi)，整體重量不超過(guò)5kg；②雷達(dá)、GNSS全國(guó)產(chǎn)化。其中雷達(dá)探測(cè)深度≥5米，探測(cè)精度＜5%*D（D為探測(cè)深度），GNSS實(shí)時(shí)定位并記錄數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)－40℃超低溫環(huán)境下連續(xù)作業(yè)；③集成度高，在雷達(dá)內(nèi)部全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步、位置同步，每道雷達(dá)數(shù)據(jù)均有相應(yīng)的GNSS數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)并儲(chǔ)存；④數(shù)據(jù)解算速度更快。

成立三十多年來(lái)，南方測(cè)繪堅(jiān)持多重科研體系，自主創(chuàng)新，掌握核心科技，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪儀器國(guó)產(chǎn)化，推動(dòng)行業(yè)信息化發(fā)展，從立足中國(guó)到走向世界。南方測(cè)繪通過(guò)持續(xù)的科技創(chuàng)新，在新技術(shù)、新領(lǐng)域不斷探索，實(shí)現(xiàn)從技術(shù)突破到產(chǎn)品落地，從產(chǎn)品落地到形成持續(xù)的規(guī)?；N售和應(yīng)用，展示了強(qiáng)勁的研發(fā)能力、創(chuàng)新能力、集成實(shí)施能力和服務(wù)能力。南方測(cè)繪正在實(shí)施大地信戰(zhàn)略，將會(huì)在高端國(guó)產(chǎn)測(cè)繪裝備研制和地理信息多行業(yè)應(yīng)用等方面加大力度，為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和國(guó)家安全重點(diǎn)領(lǐng)域提供可靠的自主測(cè)繪裝備和應(yīng)用系統(tǒng)。