地理信息测绘的北斗导航系统应用分析

刘守招

北京锦延建设咨询有限公司 北京 100000

引言

随着科学技术的发展，北斗卫星导航系统应用范围越来越广泛，尤其在地理信息测绘领域有着不可替代的作用，而北斗导航系统在地理信息测绘的应用，对我国国情信息监测带来重要影响。可以通过专业技术把北斗卫星导航系统应用于地理信息测绘中，它能有效推动我国基础性地理信息资源的开发与利用，在一定程度上实现地理信息测绘成果的转化和增值，拓宽了我国地理信息测绘领域的广度与深度，也为我国北斗卫星导航系统的技术升级奠定了坚实的基础[1]。

一、传统地理信息测绘方式的弊端

我国传统的地理信息测绘工作是依靠人工测绘方式进行测量和勘测，在执行测绘任务时派遣相关技术人员进行实地考察，传统的人工测绘方式存在着许多局限性，具体表现在以下几个方面:

(1)消耗大。在北斗导航系统应用之前，我国的地理信息测绘工作完全是由技术人员使用测绘工具亲自进入测绘地点来获取所需的测量数据，对于测量区域较大或者勘测区域环境复杂的地区，需要多个测绘人员共同合作，耗费较长时间才能完成，而在测绘期间所产生的费用都需要国家承担，会带来巨大的经费开销。

(2)精度低。传统的地理信息测绘工作在大多数情况下依靠人力来获取数据，技术人员只有简单的卷尺和经纬仪等测量工具，勘测过程较为复杂，而且没有精密的设备和先进的技术手段，导致测量获得的数据精密度低。传统测绘面临的主要问题是技术设备的局限性，简单的测绘工具导致测量数据精度低，已经无法满足当代社会对测绘工作的需求，此外，由于测绘工作依靠人力来进行，所以测绘结果也会受到人类生理局限和精神状态的限制，致使测绘结果误差较大。在过去的地理信息测绘工作中，出现了大量的频繁返工现象，严重影响了我国的地理信息建设速度[2]。

(3)耗时长。依靠人工进行测绘工作可能需要大量的时间，在人员配备充足，相关人员技术和经验丰富的情况下对一中型区域进行勘测，也需要较长时间才能完成，如果遇到极端天气或者其他非人为不可抗力因素，也会导致测量工作延迟。目前，我国地理信息建设速度不断提升，对地理信息测绘数据的准确度要求越来越高，人工测绘方式已经无法满足这一要求。

除此之外，人工测绘也会受到环境因素的影响，一些环境恶劣，地理条件差的山区不适合进行勘测，测绘人员在进行工作时也会面临危险；即使是自然环境条件较好的地区，多变的天气因素也会影响勘测工作，不仅对人身安全造成威胁，也会影响勘测数据的精确度。

二、北斗导航系统的先进性和特点分析

(1)受天气影响小。与传统的人工测绘方式相比，依靠北斗导航技术进行地理信息测绘工作可以忽视天气变化对数据精确度的影响，无论任何极端天气都能保证测绘工作正常进行，确保测绘工作顺利完成。另外在人类不方便靠近的地区，例如深山、河流附近、深林中，也可以畅通无阻的进行测绘，为地理信息测绘提供强大助力[3]。

(2)数据精度高。目前，国内北斗导航系统具备两种服务模式:开放式与授权式。其中，开放式定位精度在水平方向、垂直方向为10m，授时精度为20ns，测速精度为0.2m/s。而授权模式获取数据的精准度、使用时的可靠性、安全性等各项性能又明显优于开放模式，更为重要的是授权模式能为用户提供短报文通信等方面的服务。相关研究显示，在本世纪中叶，我国北斗导航定位系统可能会全面建成，届时，北斗定位导航系统提供的服务质量、信息质量将更加优秀。

(3)覆盖范围特别广。目前，我国研发的北斗导航定位系统覆盖范围已达到全国，并且覆盖面已达到整个亚洲及太平洋地区，我国的北斗导航系统能够为整个亚太地区提供全面的导航定位、授时报时以及通信等服务，北斗导航系统具有全方位，全天候，高精度的优势，满足我国地理信息测绘对于时间和空间的要求。我国北斗导航定位系统应用多颗卫星进行定位，实现对全球范围的覆盖，使北斗导航系统更加完善。我国的北斗系统无论在区域较大范围或者小空间范围作业，都能够进行精确测量，在海洋和陆地以及国界测算方面有较大的优势，与GPS相比，我国的北斗导航系统具有更大的优势和测量范围[4]。

(4)北斗导航系统的通信功能。在整个北斗导航系统运行时，为了确保地理信息测绘数据的高精确度，需要使用移动通信设备进行实时沟通与交流，而我国的北斗导航系统具有双向通信功能，保证在出现应急情况时相关人员可以及时沟通。北斗导航系统利用测量获得的高精确度三维定位数据，方便工作人员对测绘获取到的数据和结果进行分享和交流，保证地理信息测绘数据的准确性与科学性，使地理信息测绘工作高效并按时完成。

(5)安全性能高。北斗导航系统安全性能高主要通过以下两方面体现:一，北斗导航系统自身就具备非常高的可靠性与安全性，在对地理信息测绘工作时没有出现数据泄露的问题，利用北斗导航系统，确保了我国国家信息的安全和完整。二，北斗导航系统由我国相关科研工作人员自主研发，我们拥有完整的知识产权，因此充分保障了我国地理信息测绘成果的安全[5]。

三、北斗导航系统在地理信息测绘中的标准化技术体系

(1)北斗导航系统的地理信息测绘标准分类。北斗导航系统的功能种类繁多，对于导航、定位、通信工作灵活度高，适应能力较强，通过与目前同行业的系统功能标准进行对比，将北斗导航系统标准体系分为两级，其中一级分类的主要内容有:测绘地理信息基准建设类、测绘数据采集加工处理技术类、导航定位与位置类、测绘地理信息应急技术类和测绘成果管理类。二级分类主要依据北斗导航系统的特点进行分类，对于分类标准要做到结构合理，清晰明了，层次分明，保证各类别之间和各层次之间的划分界限要明确，不重叠，不缺失，避免范围交叉。

(2)北斗导航系统在地理信息测绘的各类标准

1、测绘地理信息基准建设类标准的制定。此类标准制定内容涵盖范围广，其中解释了对系统测量时一些专业名词的概念和定义以及使用范围，如北斗导航系统测量术语和卫星定位术语等，为地理信息测绘工作提供参考和测量规范，确保测绘数据准确性。在进行地理信息测绘工作时，避免北斗导航系统与目标导航系统的空间坐标位置产生差异，做好坐标转换和数据处理工作。建设相关参考网站时可以同时对其他联网的监测系统进行优化和升级，根据领域和级别的不同进行针对性的规范和指导[6]。

2、数据采集和加工处理技术类标准的制定。在具体进行地理信息测绘时，要根据实际情况，制定标准满足北斗导航系统发展的需求，将数据采集和加工处理技术类标准分成通用数据采集(基于北斗卫星导航系统的RTK测量规范和测量规范)、终端设备、面向地理国情监测服务的数据标准。在北斗导航系统进行测绘数据采集时，要保证导航系统采集的数据和最终数据结果保持一致。因此，通过对北斗导航系统特性分析，对采集的数据进行设置时需保证位置准确，符合要求。目前，我国北斗导航系统在地理信息测绘具体应用上，使我国地理信息测绘工作更加信息化和技术化，通过北斗导航系统对地理信息进行勘测，设置出与北斗导航系统相匹配的技术指标和参数的数据采集、加工和处理标准，为地理国情监测提供所需要数据的技术，并为日后卫星导航定位系统发展提供参考[7]。

四、北斗导航系统在我国地理信息测绘中的应用

北斗导航系统在地理信息测绘的应用，使我国对国情监测细节有更充分的了解，使地理信息测绘工作更加完善，也提升了地理信息测绘质量。近几年来，北斗卫星导航服务在我国应用范围越来越多，可见北斗卫星服务导航系统的发展有更广阔的前景。

(1)北斗导航系统在地理信息基准建设方面的应用。与GPS相比，北斗导航系统在技术和应用范围上有很大不同，在使用北斗导航系统时，首先要确保地理信息测绘服务是按照北斗导航系统的要求进行实施，需要在使用北斗导航系统时重新定义北斗导航系统的实际应用范围，确保应用效果准确度高。除此以外，应用北斗导航系统时要将使用GPS时获得的数据进行重新分析和规划，尤其是在数据采集和加工处理方面，保证处理后的数据和北斗导航获取的数据一致。最后在地理信息测绘中应用北斗导航系统时，需要重新构建一个完善精准的CORS系统，为北斗导航系统在实际范围内的推广与应用奠定前提条件。

(2)北斗导航系统在测绘数据采集加工处理方面的应用。北斗导航系统在获得采集到的数据后，需要对数据进行加工和处理，利用处理后的数据依据北斗导航系统规划的测绘范围重新组建全新的、完整的测绘标准体系。组建测绘标准体系后，需要对获取到的测绘数据进行分析和处理，尤其重点关注测绘数据的精确度和数据质量。在分析测绘数据时，使用不同的测量方法，导致精确度差异，为了缩小误差率，相关技术人员在处理测绘数据时采用不同技术方法，深入分析测绘数据的精确度，根据分析结果组建符合要求的测绘体系[8]。

(3)北斗导航系统在导航定位与位置服务方面的应用。在地理信息测绘工作中，地理信息基准建设占据着重要地位。而地理信息建设就是利用北斗导航系统获取到的测绘数据构建特殊的测量基准体系，使北斗导航系统获取到的测绘数据在这个体系内进行传达。这一体系的建立对国家信息安全和民用方面有重要意义。北斗导航作为自主卫星导航系统，对于我国地理信息基准建设有着重要意义，为我国北斗导航系统进入国外市场提供便利条件。

(4)北斗导航系统在测绘信息应急处理方面的应用。在地理信息测绘中，有时会出现测绘信息应急处理事件，而应急事件的发生会对测绘数据的精确度和稳定性产生影响，因此，测绘信息应急处理是保证测绘数据精确度和稳定性的前提。北斗导航系统在测绘信息应急处理方面的应用主要体现在三方面:一是在获取测绘数据方面，利用北斗导航系统对测绘数据的精确度和稳定性进行分析，根据分析结果制定统一的编码，防止测绘数据精确度降低现象的出现。二是在测绘数据提供方面，利用北斗导航系统能有效防止数据判断错误，很大程度上避免测绘技术失误，提高测绘数据精确度。三是在数据保存方面，北斗导航系统根据应急事件的特性，制定方案保证测绘数据留存，从而提升测绘应急信息处理服务的可靠性和安全性。

(5)测绘成果管理中的应用。由于北斗导航系统具有全天候高时效的特点，因此在地理信息测绘过程中可以省略视频通话过程，提高测绘工作的效率，也保证了测量数据的精准程度。而且北斗导航系统对测绘时间进行实时记录，测量人员的行为动作和测量数据质量都可进行回看。在原始的测绘过程中，需要根据测绘目标范围选择不同级别的控制点来进行不同级别的测绘工作。但是依靠北斗导航系统进行测量，只需要测量仪器的参数与系统控制精确匹配就能保证最终测绘数据的精确度。

结语

本文通过与传统的人工测绘方式相对比，应用符合现代测绘需求的北斗导航系统，对北斗导航系统在地理信息测绘方面的技术要求进行分析与研究，归纳出了符合我国地理信息测绘的执行标准和北斗导航系统在地理信息测绘方面的具体应用，通过此项研究推动我国地理信息测绘的科学化发展。