大地測量中北斗衛星導航定位系統的運用分析

趙富國 張文剛

摘要：隨著科學技術的進步，測繪技術的發展日新月異。我國在各種工作中對于全球衛星導航系統的運用越來越多，一個龐大的全球衛星導航定位系統產業鏈正在形成。相應的促進著空間和衛星定位技術的快速發展，大地測繪技術尤其是空間大地測繪技術也得到了相應的發展。文章經過對于北斗衛星導航的定位系統介紹，講述了該系統于大地測量當中的運用。

關鍵詞：大地測量；北斗衛星導航定位系統；運用分析

我國大地測量和衛星導航定位技術發展速度較快，但在實際發展過程中，經常遭受外界因素的影響，導致其過程出現各樣問題。所以，就需要對大地測量和衛星導航定位技術進一步分析，提出科學合理應對預測，為大地測量和衛星導航定位技術未來發展，奠定一個堅實的基礎。

一、北斗衛星導航的定位系統方面的概述

1.北斗衛星導航的定位系統的組成以及功能

北斗衛星導航的定位系統（Compass） 為中國獨立運行、自行開發研制全球衛星的導航系統。和俄羅斯格洛納斯 （GLONASS）、 美 國 的 GPS 以 及 歐 盟 的 伽 利 略（GALILEO）一起稱做四大衛星的導航系統。這個系統是由用戶終端、空間部分以及地面中心的控制系統這 3 個部分構成的?？臻g部分涵蓋了 5 個靜止的軌道衛星以及 30 個非靜止的軌道衛星。

其地面中心的控制系統為北斗導航的定位系統中樞部分，涵蓋監測站、主控站以及注入站等多個地面站。其用戶端是由北斗的用戶終端還有與俄羅斯的“格洛納斯”、美國的GPS、以及歐盟的“伽利略”等多個衛星導航的定位系統方面兼容終端組成的。它能夠于全球范圍之內全天時、全天候為各種用戶供給高可靠、高精度定位、授時服務以及導航，而且兼具著短報文的通信功能。衛星導航的定位系統能夠為各個行業供給高精度的定位以及測速的服務。

2.北斗導航的定位系統和GPS方面異同剖析

（1）衛星數量和軌道分布之間的對比

GPS系統是由24個衛星來構成的，分別于六個地心的軌道面之內，其每個面內部有著四個衛星在工作，當中的一顆為備份星。其衛星軌道周期是半太陽日，其六個軌道都是圓軌道，于赤道面上為等間隔的60°分隔，和赤道呈現出55°的傾角。北斗導航的定位系統空間段具有5個靜止的軌道衛星以及30個非靜止的衛星，其地球靜止的軌道衛星位于東經的58.75°與80°以及110.5°還有140°與160°，還有非靜止的軌道衛星是由27個中圓的軌道衛星以及3個傾斜同步的軌道衛星構成。

（2）定位原理以及精度方面的對比

GPS為被動式的偽碼單向三維導航，是由用戶裝置獨立對自身三維定位的數據進行解算。

定位精度的P碼當前已經由16m提升到了6m，C/A碼當前已經由 25～100m提升到了12m，授時的精度當前約為20ns。北斗導航的系統為主動式的雙向測距導航，其地面中心的控制系統進行解算，對用戶提供三維定位的數據信息。定位的精度約是幾十米，其授時的精度約是100ns。二代“北斗”能夠稱做“中國的GPS”。

二、北斗衛星導航定位系統在土地測繪中的應用分析

1.北斗衛星導航定位系統在地籍測繪中的應用

（1）地籍測繪的含義

主要是指利用現代測繪技術，以一定的準確度確定土地界線，土地所有權和土地面積，并反映土地利用的類型，分布和質量水平。它為國家的土地管理部門提供專門的測繪服務，形成詳細的土地調查數據并為土地登記提供依據。地籍測繪和普通地形測繪有所不同，地籍測繪應隨著測繪范圍內的土地注冊變化而不斷更新，始終保證地籍材料的現狀與實際一。作為一項政府的行為，地籍測繪技術能夠有機結合技術與法律。作為一項與行政事務相關的技術地籍測繪技術可以幫助政府掌握國土資源的具體情況。地籍測繪在地籍調查的工作上進行，能夠較為準確的獲得地籍信息，為政府的地籍決策提供信息支持。因為具有勘察取證的法律特征，因而地籍測繪必須符合相關法律的要求，地籍測繪工作具有非常強烈的現實性傾向。

（2）地籍控制測繪中的應用分析

在建立以北斗衛星導航定位系統為基礎的地籍測控網絡時，按照國土局頒布的《城鎮地籍測繪程序》的要求，可以將地籍測繪使用的網絡分成很多種類，比如說二三四等的三角、三邊、邊角網。一二級邊角網，一、二級導線網也可以被具體使用在不同規模的監測地區，

以及對所有級別的地籍平面控制出口進行主要控制。由于采用北斗衛星導航定位系統進行地籍控制，在常規三角測繪中無需采用近似等邊三角測繪，且精度估計較低時，可以避免添加對角線或增加起始邊等繁瑣的要求，只需要準確度與分級控制精度相匹配，控制點的選取符合選點要求，四級網絡中最弱相鄰點的相對誤差率小于或等于5cm，四等以下網絡最弱點相對于起點誤差≤5cm。

（3）動態監測在大地利用中的應用

常規現場監測一般采用簡單補測法或平板儀補測法。其中，簡單的輔助測繪方法利用變化的地物與周圍地物之間的相對位置關系，采用卷尺和鋼尺等簡單的測繪工具，采用比較法，截距法等幾何方法，和延長線攔截方法。簡單的補充測繪方法只適用于變化范圍小，且變化特征周圍有明顯的目標點的情況。但是，如果變化范圍大且目標物體較少，則通常使用平板儀測繪方法。

2.北斗衛星導航定位系統在工程測繪中的應用

（1）工程測繪的重要性分析

測繪學是一門歷史非常久遠的學科，為人類的發展做出了難以言表的貢獻。各種項目的發展離不開測繪技術。這與項目的大小和類型無關。工程測繪在各種項目中扮演著非常重要的角色。工程測繪貫穿整個工程流程。在施工前，需要對施工地址進行調查，準備地貌信息，水文信息等，為設計提供尺度圖和地形數據；施工階段是將測繪的設計轉換為物理對象的基礎。項目計量從開始到結束與項目建設密切相關。任何工程項目的建設都需要預先規劃，中期建設和后期檢查。初步規劃包括定位建筑物并測繪其地形和周圍環境，以確保施工設備能夠進入施工現場。施工結束后，對項目的各項指標進行評估，以確保施工工藝符合標準。

（2）北斗衛星導航定位系統在工程測繪中的應用

北斗衛星導航定位系統技術的使用應首先檢查起始參考點的準確性，起點應該是一個高層控制點，并且在起點和觀測點之間具有良好的位置分布。當使用動態北斗衛星導航定位系統進行觀測時，根據《工程測繪規范》（GB500262007）中規定的測繪精度和誤差要求，參考站的精度必須通過3～5個高位控制點進行測繪和評估，以確保基站的坐標在所有方位角觀測中具有一致的準確性。根據北斗衛星導航定位系統工作計劃的安排，進行觀察并采取靜態相對定位測繪。衛星仰角為15°，時間為 45min，采樣間隔為10s。

三、結束語

綜合上文所述，我國大地測量和衛星導航定位系統，處在一個快速發展時期，所以，在這樣的情況下，需要加強對大地測量和衛星導航定位技術未來發展趨勢的分析，最終促進其健康的發展。

參考文獻：

[1]王禹.大地測量中北斗衛星導航定位系統的運用分析[J].科技創新與應用，2018（26）：175-176.

[2]吳高顯，馬俊文.大地測量中北斗衛星導航定位系統的運用分析[J].通訊世界，2018（03）：349-350.