淺析北斗衛星導航定位系統的應用

姜萬水

（浙江省第一測繪院，浙江杭州　310000）

淺析北斗衛星導航定位系統的應用

姜萬水

（浙江省第一測繪院，浙江杭州310000）

我國衛星導航系統正處于高速發展階段，本文主要是對我國北斗衛星的導航系統進行分析，通過與國際其他衛星導航系統的對比，淺析關于我國北斗衛星的優勢和差距，并對北斗衛星導航的定位功能以及定位系統的應用工作原理，以此分析其主要的技術構成和特征，同時也對北斗衛星導航定位系統在科學及民用工作中的功能，及未來定位系統的發展和應用。

北斗衛星定位系統應用

1　緒論

我國的北斗衛星導航系統空間是由5顆靜止軌道衛星及30顆非靜止的衛星構成，目前正處于建設期，北斗衛星定位系統能夠提供的服務為兩種，其一既是開放式服務，也就是說能夠提供正確的定位和測速，這屬于免費提供的服務，且需要處于服務區內完成，第二種服務是授權服務，也就是能夠更精確的幫助定位，且精準度能夠達到10米的范圍，而傳播速度為精度50納秒，測速精度是0.2米/秒。授權服務主要是向客戶提供更加精準且速度更快的通信服務及更加完善的系統信息。

目前，我國的北斗衛星導航定位系統預計2020年能夠做到全球覆蓋，所以正在計劃進行衛星導航系統的建設，每年會發射衛星進行地面的定位覆蓋。

2　導航系統的構成

我國北斗衛星導航系統是全球第三個成熟的導航系統（其他兩個為美國GPS，俄羅斯GLONASS），其主要在土地測繪中得到實際應用。北斗衛星導航系統主要有三個部分：①客戶端，其主要任務是接受來自于導航通信系統帶來的信息，②地面控制中心，其主要功能是對實際的數據進行有效的測量，校正導航數據參數，對衛星的運行軌道及運行方式進行調控，并且對客戶實際參數進行修正和定位，③導航通信衛星，它是由2顆地球同步軌道衛星構成，主要負責信息的傳輸工作。

與國外的相關衛星導航系統相比，依然存在著差距，俄羅斯的GLONASS系統由于是前蘇聯解體前研發的，后期由于政治格局的變化導致研發經費及其他客觀因素影響，目前實際的使用和發展前景不被看好，而歐洲的相關衛星導航系統GALILEO目前是試驗階段，并不成熟，所以下文主要是將北斗和全球普及使用率非常高的GPS進行比較（表1）。

我國北斗衛星與美國GPS間有很大差距的，但北斗是我國自主研發且投入建設的導航定位系統，對國內數據方面有其保密性，所以適合適用于國土資源等部門進行推廣和應用。且在經濟的投入上并沒有非常的多。

3　北斗衛星導航系統地面數據接收處理

北斗衛星導航系統的終端機在接收和處理有效數據上按照類別進行處理，每個類別會有編碼指令，比如定位、通信，查詢等都是有這些編碼指定控制管理，開啟或結束，由終端機去做數據的管理工作。在衛星搜集數據后發送信息到地面終端，終端機有對信息的回執功能，這樣可明確數據是否已經完全到達地面，并監控關于數據的處理過程。

以航船航標舉例，在航行過程中安全是最重要的，所以對于位置及信息數據的準確性要求非常高，那么在航行中首先需獲取準確的航標位置坐標，在定位信息及數據經過處理后，會通過標準的短信格式發送到北斗監控終端機上，在發送到中心計算機上，工作人員會通過航標定位進行實時的監控，保證航船的安全。

表1

4　地籍測量應用

4.1導航技術應用

目前北斗衛星導航定位系統在地籍測量中的應用主要是在對中小地籍及靜動態的繪制中，由于面對較為復雜的土地構造和數據，人工測量的方法顯然無法勝任，同時也會造成數據上的疏漏，所以北斗衛星未來也將會大量應用于測繪、靜動態測量數據搜集中，特別提出面對地質變形及災后全天候測繪也會有效使用北斗衛星進行測繪工作。

以北斗衛星系統獲取數據建立起地籍控制測量網絡，根據國家的土地管理局頒布的《城鎮地籍調查規程》要求：地籍平面建設控制網顆分為二、三、四等三角網、三邊網及邊角網，一、二級小三角網（鎖），一、二級導線網，并且需要依據地域的整體規模各個級別地籍平面控制網點均可作為首級控制。北斗衛星在實現地籍控制的過程中，沒有常規三角網設置時需要的近似等邊及精準度估算偏低時需要加測等復雜的后續或附加的工作，利用北斗衛星定位系統的數據進行地籍控制測繪時，只要所給配備的儀器具有的精度符合其等級控制精度，控制點位符合其選擇的要求，就可以實現四等網中最弱相鄰點的相對點位中誤差率≤5厘米的要求，同時也可以滿足其四等以下網最弱點點位中的誤差要≤5厘米的要求。這就是我國北斗衛星在測繪方面的精準度的特點，提高相關的工作速度以及精準度。

4.2土地利用動態監測的應用

一般來說在郊外野外的工作需要采用簡易補測法或平板儀補測法，對于簡易補測法就是有效的利用變更地物和周邊的明顯地物進行位置關系的比較，這時比較傳統的會使用皮尺、鋼尺等測量工具，采取的是比較的方法，比如截距法、延長線截距法等方法進行實地的對比測量，關于這種測量的方法僅限于實地范圍比較小，且變更地物和周邊的對比地物有著較為明顯的數據差的情況，如果范圍擴大，且數據之間不存在較大的明顯差異，就需要用平板儀補測法來進行測繪工作，但平板儀補測法的工作效率非常低，主要是由于工作過程容易受到其他因素的感染，導致精準度不符合要求，對于監測質量造成很大的影響。

就目前我國的監測工作應用比較多的遙感技術，對于宏觀上的變化有很好的適用性，但由于會受到地形環境等其他方面的影響，是無法滿足我們對于地域實際精準數據的要求的，特點是在微觀中依然是只能采取傳統的監測方法。

5　結語

北斗衛星定位系統是我國自主研發的具有劃時代意義的導航系統，我國具有其完全的知識產權，目前北斗衛星的研發工作正在進行，其也會和國際上其他先進的定位系統及信息技術相結合，相信不久后，更加完善的北斗衛星導航定位系統會為我國的測繪管理工作發揮更大的作用，幫助我們帶來更大的社會效益及經濟效益。

［1］侯柯屹，梁福全，張軍.淺談北斗衛星導航系統及在測繪中的應用. 2010（11）：62-63.

［2］黎寶琳.淺談北斗衛星導航系統對中國測繪的深遠影響.中國科技財富，201 1（2）：1 20.