南极内陆GPS导航及冰流速监测网建设——黑龙江省测绘地理信息局极地测绘工程中心成果

2013-09-27

“南极内陆导航及冰流速监测网建设”项目是国家测绘地理信息局“十一五”期间完成的极地重点项目之一，也是我国在南极建立的第一个南极冰盖运动监测网，由黑龙江省测绘地理信息局极地测绘工程中心主持完成。项目组在极地恶劣的自然环境下，在涉及有国际领土要求的高难度、高风险、高投入的南极地区，充分利用3S集成技术的观测优势，突破了一系列技术难点。经过几年的连续监测，已经获取了冰盖运动矢量数据，并实现了多个创新。项目发表科技论文2篇，主要完成人包括：吴文会、王连仲、王泽民、程晓、张胜凯、吴学峰、李海军、于洪伟、吴守来、韩惠军、李福生、龙敬琪、殷福忠、袁晓宏、刘雪松。不久前，在国家测绘地理信息局和中国全球定位系统技术应用协会联合举行的卫星导航定位科学技术奖评选活动中，“南极内陆导航及冰流速监测网建设”项目获2012年卫星导航定位科学技术奖科技进步一等奖。

一、主要技术内容

　　　　 根据我国极地考察总体部署，项目主要任务是建立极地冰雪环境大地基准体系，实现冰雪环境下车队安全导航，并进行与全球变化密切相关的极地冰雪环境变化监测研究。主要内容包括：极区特殊环境GPS数据获取；极地冰雪环境导航；极地冰雪环境变化监测研究等。

二、主要技术创新点

　　　　 1．创建了极地特殊环境下的大地测量动态基准

　　　　 成功建设了昆仑站GPS跟踪站。中国第24次南极考察其间，在DOME A地区建立了南极冰盖运动监测网，这在国际上属首次。共布设冰流速监测点26个，范围为以昆仑站区为中心200公里×30公里，被国家极地考察领域称为“中国墙”。首次实地测绘了20公里×20公里区域的 1﹕5万DOME-A地区表面地形图，弥补了国际上在南极内陆考察的一个重要空白区域，为全面了解南极大陆原始状态、未来人类生存环境影响评估和我国在DOME-A地区建立新科学考察站奠定了非常重要的基础。

　　　　 2．实现了极地冰雪环境动态过程的立体化监测和研究

　　　　 提出冰雪环境动态过程立体化研究新思路，结合非成像类和成像类空间测量技术，从物理和几何角度研究极地冰雪环境动态过程。开展了南极冰川、冰盖、冰架运动监测和南极冰雪质量变化等研究，取得了冰体运动速率、冰雪厚度、冰川结构特征、两极冰盖冰雪质量变化的空间分布及季节性变化的定量估计及其对海平面变化的贡献等创新成果。

　　　　 3．建立了中山站——昆仑站断面的冰流速监测网和导航点

　　　　 建立了我国内陆考察的大通道，在中山站——昆仑站约1300公里的通道上建立了34个GPS监测点，24次和26次队共复测了18个点，首次获得了冰盖运动矢量数据，并实现了南极内陆考察的安全导航。

三、应用情况

　　　　 项目成果已经应用于南极冰川研究领域。1﹕5万Dome A冰面地形图及GPS跟踪站应用于南极昆仑站建设，中山站至Dome A沿线GPS冰流速监测点成果用于内陆车队导航点，长城站GPS跟踪站和中山站GPS跟踪站数据已被科考单位采用。

四、社会经济效益

　　　　 1．持续进行GPS常年跟踪观测，建立与完善极地测绘基准，拓展基本控制网范围，基本满足了极地现场考察定位、发展空间技术、地震观测、天文观测、地球动力学和相关学科考察研究对测绘技术支撑服务的需求。

　　　　 2．南极冰流速监测网的建立，为研究极地–海洋–陆地气候变化及呼应关系奠定了基础，并与当前国际学界的研究热点——全球变化研究密切相关。

　　　　 3．在重要考察区域布设永久性测量标志，保障了极地地名命名活动和资源潜力调查研究的顺利开展，基本满足了我国维护在极地的政治、外交、资源等各项权益的需求。

　　　　 4．依据国际南极考察科学委员会组织的国际合作项目对参与国的分工要求，履行国际义务，继续参与南极GPS国际会战联测、测图分工、数据管理等国际合作项目，对于维护我国在极地事务中的国际地位具有重要意义。

　　　　 5．应有关部门、教育机构、公共媒体等组织的宣传教育需求，提供了极地测绘成果或合作开发极地专题地理信息产品，满足了社会公众了解极地、认识极地的需求。

　　 6．项目采用集约化实施方式，有效避免了重复测绘，促进了科学数据共享，为国家南极科学考察节省了大量人力、物力和经费。