大地測量中北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的運用分析

賈偉凱

摘要：在進行大地測量中應(yīng)用北斗導航衛(wèi)星的應(yīng)用的討論時，首先要明確我國大地測量和北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)應(yīng)用的主要內(nèi)容和技術(shù)構(gòu)成，然后對我國大地測量中需要應(yīng)用的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的技術(shù)策略進行深入分析。研究人員認為，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于我國地籍圖測繪工作中，充分發(fā)揮動態(tài)地圖監(jiān)測的重要作用，應(yīng)該充分認識到該技術(shù)應(yīng)用與大地測量中的技術(shù)重要性。

關(guān)鍵詞：大地測量;北斗衛(wèi)星;導航和定位系統(tǒng)

引言

隨著經(jīng)濟基礎(chǔ)的不斷提高和科學信息技術(shù)的逐步發(fā)展，我國現(xiàn)代測繪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了巨大的進步，測繪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)日新月異。導航衛(wèi)星在其中應(yīng)用越來越多，一條龐大的衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步形成。這也促進了衛(wèi)星測繪定位信息技術(shù)的快速發(fā)展。

一.大地測量和北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)

1.1大地測量的含義

是指以地球的某個橢圓形球體的面積為基礎(chǔ)，通過繪制每個地面中心點的地理位置，來繪制和分析地球的每個橢圓形球體的面積;從而獲得地球上某個特定地點的精確地理位置。地面投影點的水平投影位置由地球緯度和地球經(jīng)度在橢球面上的組合來表示。并且該點的高程可以通過落在地面上的點與地球所投影的點之間的空間距離關(guān)系來精確表示。以地球的一個正中心點為原點，可以快速建立基于空間坐標系，從而快速獲得地球上任意一點的精確地理位置。地理測繪作為一門基礎(chǔ)學科，具有很大的研究性質(zhì)。

1.2北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的組成和功能

北斗衛(wèi)星是由中國獨立運營和開發(fā)的定位導航系統(tǒng)，涵蓋全球。連同俄羅斯的格洛納斯，美國的-gps和歐盟的伽利略并稱為四大全球?qū)Ш较到y(tǒng)。該控制系統(tǒng)主要由三個主要部分組成：用戶控制終端、空間控制部分和位于地面控制中心的安全控制管理系統(tǒng)。共覆蓋5顆紅外軌道空間衛(wèi)星和30顆非完全靜止紅外軌道空間衛(wèi)星。其位于地面監(jiān)控中心的衛(wèi)星控制系統(tǒng)是北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的核心部分，覆蓋導航監(jiān)控站、主控站、注電控制站等幾個主要地面站。其衛(wèi)星客戶端主要由中國北斗的衛(wèi)星用戶管理終端以及兼容俄羅斯格洛納斯、美國GPS、歐盟伽利略等多種衛(wèi)星定位導航全球定位系統(tǒng)的終端組成，不僅可以為各種用戶群提供高可靠性、高標準精度的衛(wèi)星定位、授時通信服務(wù)和全天候即時導航，還具有即時通信發(fā)送短信功能。衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)可以為不同行業(yè)的用戶提供高標準精度的衛(wèi)星定位和高速的定位服務(wù)以及測速服務(wù)。

二、大地測量中與北斗衛(wèi)星的實際運用

2.1地籍控制的含義及應(yīng)用

地籍質(zhì)量測量的主要含義是利用地籍測繪技術(shù)和某些高精度方法，綜合測量土地利用邊界、實際土地所有權(quán)的地理位置和實際土地利用面積，通過測量實際土地利用資料、質(zhì)量標準等級和土地分配率。在規(guī)劃建立我國地籍質(zhì)量測控信息網(wǎng)時，根據(jù)中國國土資源局2005年發(fā)布的《城鎮(zhèn)地籍測繪程序》的相關(guān)要求，我國地籍質(zhì)量測繪中使用的測控網(wǎng)絡(luò)信息可分為一、二、三、四、角網(wǎng)等多種。一級和二級出口角網(wǎng)和一級和二級出口導線角網(wǎng)也可以專門用于不同監(jiān)測規(guī)模的出口監(jiān)測重點區(qū)域，以及控制所有不同級別的監(jiān)測地籍管理平面和控制出口區(qū)域的主要區(qū)域。當使用中國北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)地籍定位控制時，不需要像常規(guī)那樣使用傳統(tǒng)的方法，為了避免添加對角線或添加起始邊等繁瑣的測繪要求， 只要要求的測繪精度與網(wǎng)絡(luò)分層控制精度要求相匹配，控制點的分層選擇就必須滿足分層選點精度要求。 四級以上網(wǎng)絡(luò)中最弱和最強相鄰控制點的相對誤差放大倍數(shù)一般小于等于5 cm，四級以下網(wǎng)絡(luò)中最強和最弱點的誤差率小于等于5cm。因此，基于北斗導航衛(wèi)星的地籍測繪管理網(wǎng)的定位精度控制完全可以滿足地籍控制圖【1】

2.2動態(tài)監(jiān)測在大地測量中的應(yīng)用

動態(tài)定位監(jiān)測可以在中國土地上充分應(yīng)用常規(guī)現(xiàn)場輔助氣體處理監(jiān)測通常是可能的，但僅廣泛用于采用簡單的現(xiàn)場輔助氣體處理應(yīng)用方法，或者是可能的，但僅用于使用基于平板儀器的其他現(xiàn)場輔助氣體處理應(yīng)用方法。簡單幾何測量是一種互補測量算法的方法，也就是說，它是指在地理位置自動變化后，直接利用特定地物與特定地物之間相對特定的地理空間位置關(guān)系，而不需要在周圍環(huán)境中有任何凸出點的方法。各種新的簡單幾何測量計算方法，如使用舊的木鋼尺和簡單幾何測量比較計算工具如使用舊的卷尺、使用截距比較法和卷尺比較截距法、使用卷尺延長線，都可以用于現(xiàn)場進行簡單幾何測量。簡單來說，只要能把特征正確地應(yīng)用到這種特征變化的單位特征上，補充測量的范圍就比較小，這種變化的其他特征所在的單位特征周圍不能有特殊情況。由于其輔助測量處理效率低、輔助測量執(zhí)行速度慢，并且在整個輔助測量計劃實施的整個執(zhí)行過程中，平板儀器的這種直接輔助測量數(shù)據(jù)處理執(zhí)行方法很可能會受到一些主觀原因的直接干擾，使得其輔助測量結(jié)果精度相對較低，待監(jiān)測測量數(shù)據(jù)的執(zhí)行質(zhì)量也可能會給其帶來嚴重的不利影響。雖然近年來宏觀土地監(jiān)測遙感監(jiān)測技術(shù)結(jié)合我國目前土地遙感監(jiān)測技術(shù)的研究和發(fā)展趨勢，在土地遙感監(jiān)測中已成功應(yīng)用于土地綜合監(jiān)測，但對宏觀監(jiān)測土地動態(tài)變化的各種監(jiān)測方法具有很強的綜合適用性。然而，由于監(jiān)測不受自然地形、周邊環(huán)境、成像速率等客觀因素的直接影響，僅準確、全面、及時地實時監(jiān)測和響應(yīng)當前我國土地的動態(tài)變化和發(fā)展還遠遠不夠。特別是在宏觀土地監(jiān)測和微觀土壤變化監(jiān)測中，土地仍然是主要的，或者主要依靠一些舊的傳統(tǒng)土地監(jiān)測技術(shù)和新的監(jiān)測方法進行監(jiān)測。

2.3北斗導航系統(tǒng)在工程測量中的應(yīng)用

當我們使用北斗導航衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站進行精密觀測時，根據(jù)《工程測繪規(guī)范》 （gb500262007）中規(guī)定的精密測繪精度和觀測誤差評估要求，基準儀器基站的測繪精度必須通過較高位置的3～5個控制點，并進行精密測繪和誤差評估，以保證觀測基站的位置坐標在不同方向和角度上具有一致的測繪精度。根據(jù)北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)2016年建設(shè)發(fā)展規(guī)劃的總體安排，進行了實地觀測，決定采用衛(wèi)星靜態(tài)相對定位進行測繪。衛(wèi)星俯仰角15，時間45分鐘，采樣間隔10 s，同時在三個觀測點放置三個天線接收氣象天線（中心、水平、定向），測繪天線海拔，測繪天線天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，同時開始氣象觀測。當一個指標參數(shù)滿足要求時，在信號接收器的信號提示處輸入相關(guān)的信號數(shù)據(jù)。

三、工程測繪的意義

工程測繪在各種工程項目中起著非常重要的作用。工程測繪管理貫穿于整個重點工程建設(shè)過程。項目建設(shè)前，需要對項目建設(shè)中的地址主體進行地下勘察，準備一些地貌觀測資料、水文觀測資料等。并為工程設(shè)計人員提供大比例尺地形圖和三維地形圖等資料;建設(shè)第二階段，測繪實物設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器作為測繪實物觀測對象的技術(shù)基礎(chǔ)。項目的設(shè)計數(shù)量自始至終與整個項目的整體建設(shè)密切相關(guān)。任何大型工程項目的前期建設(shè)都可能需要提前規(guī)劃、【2】中期建設(shè)和后期監(jiān)督檢查。初步的場地規(guī)劃主要包括整棟建筑的準確定位、其整體地形的實時測繪和周圍環(huán)境的觀察，以確保所有施工人員和設(shè)備人員能夠安全進入主要施工現(xiàn)場。建設(shè)工程竣工后，應(yīng)當對建設(shè)工程的各項質(zhì)量指標進行評價，確保工程施工過程質(zhì)量符合標準。

結(jié)束語

北斗一號衛(wèi)星遠程導航全球定位系統(tǒng)作為中國衛(wèi)星自主設(shè)計開發(fā)、國家擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全天候、新技術(shù)一代遠程導航系統(tǒng)，也在不斷進步和新發(fā)展，特別是充分結(jié)合了grs、gis、gps等多種導航技術(shù)，不僅在我國國土資源管理、測繪規(guī)劃管理中發(fā)揮了關(guān)鍵的引領(lǐng)作用，而且產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益和巨大的社會效益。

參考文獻

[1]劉建，李勝，劉邢巍，等.基于北斗的衛(wèi)星導航定位服務(wù)系統(tǒng)升級探索[J].地理空間信息，2017，15（09）：32-34+7-8.

[2]趙燕東，涂佳炎.基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的林區(qū)智能巡檢測繪系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2018，49（07）：177-185.