賈偉凱

摘要：在進(jìn)行大地測(cè)量中應(yīng)用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的應(yīng)用的討論時(shí)，首先要明確我國(guó)大地測(cè)量和北斗衛(wèi)星導(dǎo)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(duì)我國(guó)大地測(cè)量中需要應(yīng)用的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的技術(shù)策略進(jìn)行深入分析。研究人員認(rèn)為，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于我國(guó)地籍圖測(cè)繪工作中，充分發(fā)揮動(dòng)態(tài)地圖監(jiān)測(cè)的重要作用，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到該技術(shù)應(yīng)用與大地測(cè)量中的技術(shù)重要性。

關(guān)鍵詞：大地測(cè)量;北斗衛(wèi)星;導(dǎo)航和定位系統(tǒng)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的不斷提高和科學(xué)信息技術(shù)的逐步發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，測(cè)繪信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)日新月異。導(dǎo)航衛(wèi)星在其中應(yīng)用越來(lái)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(jìn)了衛(wèi)星測(cè)繪定位信息技術(shù)的快速發(fā)展。

一.大地測(cè)量和北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)

1.1大地測(cè)量的含義

是指以地球的某個(gè)橢圓形球體的面積為基礎(chǔ)，通過(guò)繪制每個(gè)地面中心點(diǎn)的地理位置，來(lái)繪制和分析地球的每個(gè)橢圓形球體的面積;從而獲得地球上某個(gè)特定地點(diǎn)的精確地理位置。地面投影點(diǎn)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(lái)表示。并且該點(diǎn)的高程可以通過(guò)落在地面上的點(diǎn)與地球所投影的點(diǎn)之間的空間距離關(guān)系來(lái)精確表示。以地球的一個(gè)正中心點(diǎn)為原點(diǎn)，可以快速建立基于空間坐標(biāo)系，從而快速獲得地球上任意一點(diǎn)的精確地理位置。地理測(cè)繪作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，具有很大的研究性質(zhì)。

1.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的組成和功能

北斗衛(wèi)星是由中國(guó)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)和開(kāi)發(fā)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，涵蓋全球。連同俄羅斯的格洛納斯，美國(guó)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(gè)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(dǎo)航監(jiān)控站、主控站、注電控制站等幾個(gè)主要地面站。其衛(wèi)星客戶端主要由中國(guó)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(guó)GPS、歐盟伽利略等多種衛(wèi)星定位導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)精度的衛(wèi)星定位、授時(shí)通信服務(wù)和全天候即時(shí)導(dǎo)航，還具有即時(shí)通信發(fā)送短信功能。衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)可以為不同行業(yè)的用戶提供高標(biāo)準(zhǔn)精度的衛(wèi)星定位和高速的定位服務(wù)以及測(cè)速服務(wù)。

二、大地測(cè)量中與北斗衛(wèi)星的實(shí)際運(yùn)用

2.1地籍控制的含義及應(yīng)用

地籍質(zhì)量測(cè)量的主要含義是利用地籍測(cè)繪技術(shù)和某些高精度方法，綜合測(cè)量土地利用邊界、實(shí)際土地所有權(quán)的地理位置和實(shí)際土地利用面積，通過(guò)測(cè)量實(shí)際土地利用資料、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)和土地分配率。在規(guī)劃建立我國(guó)地籍質(zhì)量測(cè)控信息網(wǎng)時(shí)，根據(jù)中國(guó)國(guó)土資源局2005年發(fā)布的《城鎮(zhèn)地籍測(cè)繪程序》的相關(guān)要求，我國(guó)地籍質(zhì)量測(cè)繪中使用的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)信息可分為一、二、三、四、角網(wǎng)等多種。一級(jí)和二級(jí)出口角網(wǎng)和一級(jí)和二級(jí)出口導(dǎo)線角網(wǎng)也可以專門(mén)用于不同監(jiān)測(cè)規(guī)模的出口監(jiān)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域，以及控制所有不同級(jí)別的監(jiān)測(cè)地籍管理平面和控制出口區(qū)域的主要區(qū)域。當(dāng)使用中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地籍定位控制時(shí)，不需要像常規(guī)那樣使用傳統(tǒng)的方法，為了避免添加對(duì)角線或添加起始邊等繁瑣的測(cè)繪要求， 只要要求的測(cè)繪精度與網(wǎng)絡(luò)分層控制精度要求相匹配，控制點(diǎn)的分層選擇就必須滿足分層選點(diǎn)精度要求。 四級(jí)以上網(wǎng)絡(luò)中最弱和最強(qiáng)相鄰控制點(diǎn)的相對(duì)誤差放大倍數(shù)一般小于等于5 cm，四級(jí)以下網(wǎng)絡(luò)中最強(qiáng)和最弱點(diǎn)的誤差率小于等于5cm。因此，基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的地籍測(cè)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在大地測(cè)量中的應(yīng)用

動(dòng)態(tài)定位監(jiān)測(cè)可以在中國(guó)土地上充分應(yīng)用常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)輔助氣體處理監(jiān)測(cè)通常是可能的，但僅廣泛用于采用簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)輔助氣體處理應(yīng)用方法。簡(jiǎn)單幾何測(cè)量是一種互補(bǔ)測(cè)量算法的方法，也就是說(shuō)，它是指在地理位置自動(dòng)變化后，直接利用特定地物與特定地物之間相對(duì)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(diǎn)的方法。各種新的簡(jiǎn)單幾何測(cè)量計(jì)算方法，如使用舊的木鋼尺和簡(jiǎn)單幾何測(cè)量比較計(jì)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(zhǎng)線，都可以用于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單幾何測(cè)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(bǔ)充測(cè)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(cè)量處理效率低、輔助測(cè)量執(zhí)行速度慢，并且在整個(gè)輔助測(cè)量計(jì)劃實(shí)施的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程中，平板儀器的這種直接輔助測(cè)量數(shù)據(jù)處理執(zhí)行方法很可能會(huì)受到一些主觀原因的直接干擾，使得其輔助測(cè)量結(jié)果精度相對(duì)較低，待監(jiān)測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)的執(zhí)行質(zhì)量也可能會(huì)給其帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響。雖然近年來(lái)宏觀土地監(jiān)測(cè)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合我國(guó)目前土地遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究和發(fā)展趨勢(shì)，在土地遙感監(jiān)測(cè)中已成功應(yīng)用于土地綜合監(jiān)測(cè)，但對(duì)宏觀監(jiān)測(cè)土地動(dòng)態(tài)變化的各種監(jiān)測(cè)方法具有很強(qiáng)的綜合適用性。然而，由于監(jiān)測(cè)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(zhǔn)確、全面、及時(shí)地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和響應(yīng)當(dāng)前我國(guó)土地的動(dòng)態(tài)變化和發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。特別是在宏觀土地監(jiān)測(cè)和微觀土壤變化監(jiān)測(cè)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(cè)技術(shù)和新的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

當(dāng)我們使用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)基站進(jìn)行精密觀測(cè)時(shí)，根據(jù)《工程測(cè)繪規(guī)范》 （gb500262007）中規(guī)定的精密測(cè)繪精度和觀測(cè)誤差評(píng)估要求，基準(zhǔn)儀器基站的測(cè)繪精度必須通過(guò)較高位置的3～5個(gè)控制點(diǎn)，并進(jìn)行精密測(cè)繪和誤差評(píng)估，以保證觀測(cè)基站的位置坐標(biāo)在不同方向和角度上具有一致的測(cè)繪精度。根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2016年建設(shè)發(fā)展規(guī)劃的總體安排，進(jìn)行了實(shí)地觀測(cè)，決定采用衛(wèi)星靜態(tài)相對(duì)定位進(jìn)行測(cè)繪。衛(wèi)星俯仰角15，時(shí)間45分鐘，采樣間隔10 s，同時(shí)在三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)放置三個(gè)天線接收氣象天線（中心、水平、定向），測(cè)繪天線海拔，測(cè)繪天線天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，同時(shí)開(kāi)始?xì)庀笥^測(cè)。當(dāng)一個(gè)指標(biāo)參數(shù)滿足要求時(shí)，在信號(hào)接收器的信號(hào)提示處輸入相關(guān)的信號(hào)數(shù)據(jù)。

三、工程測(cè)繪的意義

工程測(cè)繪在各種工程項(xiàng)目中起著非常重要的作用。工程測(cè)繪管理貫穿于整個(gè)重點(diǎn)工程建設(shè)過(guò)程。項(xiàng)目建設(shè)前，需要對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中的地址主體進(jìn)行地下勘察，準(zhǔn)備一些地貌觀測(cè)資料、水文觀測(cè)資料等。并為工程設(shè)計(jì)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(cè)繪實(shí)物設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器作為測(cè)繪實(shí)物觀測(cè)對(duì)象的技術(shù)基礎(chǔ)。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)數(shù)量自始至終與整個(gè)項(xiàng)目的整體建設(shè)密切相關(guān)。任何大型工程項(xiàng)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(chǎng)地規(guī)劃主要包括整棟建筑的準(zhǔn)確定位、其整體地形的實(shí)時(shí)測(cè)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(jìn)入主要施工現(xiàn)場(chǎng)。建設(shè)工程竣工后，應(yīng)當(dāng)對(duì)建設(shè)工程的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，確保工程施工過(guò)程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)

北斗一號(hào)衛(wèi)星遠(yuǎn)程導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)作為中國(guó)衛(wèi)星自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、國(guó)家擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全天候、新技術(shù)一代遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)，也在不斷進(jìn)步和新發(fā)展，特別是充分結(jié)合了grs、gis、gps等多種導(dǎo)航技術(shù)，不僅在我國(guó)國(guó)土資源管理、測(cè)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建，李勝，劉邢巍，等.基于北斗的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)系統(tǒng)升級(jí)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(dǎo)航系統(tǒng)的林區(qū)智能巡檢測(cè)繪系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2018，49（07）：177-185.