大地测量中北斗卫星导航定位系统的运用分析

王禹

摘 要：全球卫星导航的定位系统（GNSS）于国民经济的建设以及社会服务当中的运用愈来愈广阔，已发展变成了一个庞大的行业。于当前经济全球化过程当中，拥有着自身卫星导航的定位系统，逐渐成为国家其综合实力方面重要的标志。该篇文章经过对于北斗卫星导航的定位系统介绍，讲述了该系统于大地测量当中的运用。

关键词：大地测量；北斗卫星导航定位系统；运用分析

中图分类号：P228 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）26-0175-02

Abstract： The global navigation satellite system （GNSS） has been used more and more widely in the construction of national economy and social services， and has developed into a huge industry. In the current process of economic globalization， with its own satellite navigation positioning system， has gradually become an important symbol of the comprehensive strength of the country. This paper introduces the positioning system of BeiDou Navigation Satellite System （BDS） and describes its application in geodetic survey.

Keywords： geodetic survey； BeiDou Navigation Satellite System （BDS）； operational analysis

1 概述

北斗卫星导航的定位系统（Bei-Dou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem），为继俄罗斯GLONASS、美国GPS之后，是第三个非常成熟的全球定位系统。这个系统以“开放兼容、独立自主、稳定可靠、技术先进、覆盖全球”当做目标，促使卫星导航的定位产业链得到形成，推进其于交通测绘、海洋、运输、灾害预报海洋其他的特殊领域定位导航的服务。该篇文章首先是对北斗卫星导航的定位系统的概念与组成以及主要的技术特点进行了相关的介绍，接着又对北斗卫星导航的定位系统于大地测量之中的运用进行了相关的阐述，最后对北斗卫星导航的定位系统发展的前景进行总结以及分析。

2 北斗卫星导航的定位系统方面的概述

2.1 北斗卫星导航的定位系统的组成以及功能

北斗卫星导航的定位系统（Compass）为中国独立运行、自行开发研制全球卫星的导航系统。和俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、美国的GPS以及欧盟的伽利略（GALILEO）一起称做四大卫星的导航系统。这个系统是由用户终端、空间部分以及地面中心的控制系统这3个部分构成的。空间部分涵盖了5个静止的轨道卫星以及30个非静止的轨道卫星。其地面中心的控制系统为北斗导航的定位系统中枢部分，涵盖监测站、主控站以及注入站等多个地面站。其用户端是由北斗的用户终端还有与俄罗斯的“格洛纳斯”、美国的GPS、以及欧盟的“伽利略”等多个卫星导航的定位系统方面兼容终端组成的。它能够于全球范围之内全天时、全天候为各种用户供给高可靠、高精度定位、授时服务以及导航，而且兼具着短报文的通信功能。卫星导航的定位系统能够为各个行业供给高精度的定位以及测速的服务。

2.2 北斗导航的定位系统和GPS方面异同剖析

2.2.1 卫星数量和轨道分布之间的对比

GPS系统是由24个卫星来构成的，分别于六个地心的轨道面之内，其每个面内部有着四个卫星在工作，当中的一颗为备份星。其卫星轨道周期是半太阳日，其六个轨道都是圆轨道，于赤道面上为等间隔的60°分隔，和赤道呈现出55°的倾角。北斗导航的定位系统空间段具有5个静止的轨道卫星以及30个非静止的卫星，其地球静止的轨道卫星位于东经的58.75°与80°以及110.5°还有140°与160°，还有非静止的轨道卫星是由27个中圆的轨道卫星以及3个倾斜同步的轨道卫星构成。

2.2.2 定位原理以及精度方面的对比

GPS为被动式的伪码单向三维导航，是由用户装置独立对自身三维定位的数据进行解算。定位精度的P码当前已经由16m提升到了6m，C/A码当前已经由25～100m提升到了12m，授时的精度当前约为20ns。北斗导航的系统为主动式的双向测距导航，其地面中心的控制系统进行解算，对用户提供三维定位的数据信息。定位的精度约是几十米，其授时的精度约是100ns。二代“北斗”能够称做“中国的GPS”。

2.2.3 功能方面的对比

GPS用户装置用于对来自卫星的星座信号进行接受，而且计算出所要的速度、位置以及时间信息。GPS供给标准定位的服務以及精密定位的服务这两类服务。但是北斗导航的定位系统运用的是卫星无线电的测定以及卫星无线电的导航集成系统，不但可以像GPS系统为用户供给卫星无线电的导航工作，还有着位置报告与短报文的通信能力。

3 北斗卫星导航的定位系统于大地测量当中的运用

3.1 北斗卫星导航的定位系统于地籍测量当中的运用

3.1.1 地籍测量含义

地籍测量主要指的是运用当代的测绘技术利用一定精度来对土地境界与土地权属的位置以及土地面积进行测量而且以反应土地的运用类型、质量等级还有分布情况的专业测量，其为国家的土地管理单位供给出有着现时性土地的详查资料信息，而且对土地登记供给有效依据。地籍测量和普通地形测量是不一样的，地籍的测量应当伴随宗地土地登记方面的变更而持续地更新，需时刻确保地籍资料方面的现势性。地籍测量为测绘工艺和法律综合运用，地籍的测量为一个基础性有着政府行为测绘工作，为政府对土地行政的管理职能行使的有着法律效益行政性的技术做法；地籍测量对土地管理供给了可靠、精确地理的参考体系。

3.1.2 地籍控制的测量之中的运用

于以北斗卫星导航的定位系统为基础地籍控制的测量网进行建设的时候，依照国家的土地管理单位所颁发《城镇地籍的调查规程》需要：能够将地籍平面的控制网分成二、三、四等的三角网与三边网以及边角网，一、二级的小三角网，一、二级的导线网，而且依照城镇规模的各个等级其地籍平面的控制网点都能够作为首级把控。因为在运用着北斗导航的定位系统实施地籍控制的时候，没有常规的三角网布设的时候需要近似等边与精度估算较低的时候，应当加测上对角线或者是增加起始边等多个繁琐的需要，只要所备置的设备精度和等级控制的精度相匹配，其控制点位选择与点位的选取要求相符合，就能够使得四等网之中最弱的相邻点其相对点位的中误差率小于等于5cm得到实现，而且四等以下的网最弱点的点位的中误差小于等于5cm。进而所布設出的以北斗卫星导航的定位系统为基础地籍控制的测量网的精度就可以使得地籍规程的要求得到满足。

3.1.3 大地运用该动态监测当中的运用

常规的野外监测通常是采取简易补测方法或者是平板仪的补测方法。简易补测方法是运用着变更地物和周围突出地物间相对的位置联系，运用钢尺以及皮尺等较为简单的测量工具，应用截距法与比较法以及延长线的截距方法等多种几何方式实施实地的测量。简单补测方法只适用在变更的范围较小，其变更地物的周围存在突出地物点状况。平板仪的补测方法因为效率低以及速度较慢，并且于实施的进程当中容易受到主观原因的干扰，使得精度较低，对监测的质量带来严重的影响。虽近几年来的遥感工艺于土地运用的现状监测当中获得了广泛的运用，对于宏观改变有着非常强适用性，不过由于地形环境、成像方面的影响，这还不足以准确、全面以及及时的对土地的动态变化进行反应，特别是于微观监测当中依旧是凭借传统技术办法为主。

3.2 北斗导航的定位系统于工程测量当中的运用

3.2.1 工程测量的重要性剖析

测量学为人类的进化史中所积累出的科目，人们于自然界当中为了发展与生存而探索出来一个本领。各个工程的进行都离不开测量技术，这和工程的类型以及大小是无关的，工程的测量于工程项目内扮演一个极为关键的角色。工程测量贯通于全部的工程进程中，施工之前需对于施工的地址实施勘测，把水文信息、地貌信息等信息数据给做好，对设计供给比例地图以及地形资料；在施工时期则是把测量好设计给转变成实物的证据，在开始至结束过程内工程测量皆和工程的建设是相关的。工程建设需通过前期的规划与中期建设以及后期检查，前期的规划涵盖对于建筑物实施定位，对于地形地貌以及周围环境实施勘测工作，以确保施工装置能够进到施工场地中。在施工完成之后对于工程各个指标实施评估，从而确保工艺达标。

3.2.2 BDS于工程测量之中的运用

运用BDS技术应当首先对算基准点精度进行复核，其起算点应当是高等级控制点，而且起算的基准点与观测点间有着较好位置分布。在运用动态BDS实施观测的时候，依照《工程测量规范》当中所规定测量精度以及误差需要，基准站精度需要通过3-5个较高等级的控制点之间连测以及复核，才可以保证基准站的坐标于各方位的观测状况下有着一致精度。依照BDS作业其调度表方面的安排实施观测，采用静态相对的定位测量，其卫星的高度角是15°，且时段长度是45min，还有采样间隔着10s。于3点上面一起安置了3个接收机的天线，对天线高进行量取，对气象数据进行测量，并且开机进行观察，在各个指标达到要求的时候，依照接收机提示来输进相关的数据，该BDS网数据的处理分成基线解算与网平差这两阶段，采取随机软件来使得经基线的解算与质量检核以及外业重测还有网平差得到完成后，获得BDS控制点三维的坐标。

4 结束语

作为中国自主研发以及拥有完整知识产权的全天候、新一代的导航系统，北斗卫星导航的定位系统持续的进步发展，尤其是和RS、GIS、GPS等多种技术结合起来，于国土资源的测绘管理方面发挥了关键的作用，而且产出巨大经济效益以及社会效益。

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