北斗卫星导航系统在土地测绘中的应用

摘要：本文介绍了北斗卫星导航系统的概念、设备组成、主要技术特征、技术优势及主要应用领域。通过阐述了北斗导航系统在土地测绘中的应用，分析了北斗卫星导航系统的发展前景。

关键词：北斗卫星导航系统 地籍测量 土地测绘

中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0183-01

1、引言

北斗卫星导航定位系统（Bei-Dou（COMPASS）Navigation Satellite System），是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后，第三个成熟全球卫星导航系统。该系统以“独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠、覆盖全球”为目标，促进卫星导航产业链的形成，推动卫星导航在交通测绘、运输、海洋、灾害预报及其他特殊行业的定位导航服务。作为获取测绘数据的重要信息源，测绘是信息化建设的重要基础。在我国测绘事业与科技发展中，基础地理信息资源短缺、信息数据获取能力不足，已成为制约发展的“瓶颈”问题。测绘卫星由于其全球、全天候、实时动态观测等优点，越来越成为主要的对地观测手段，成为测绘数据获取的重要信息源。本文将首先介绍北斗卫星导航系统的概念、组成和主要技术特征，接着阐述北斗卫星导航系统在土地测绘中的应用，最后分析总结北斗卫星导航系统的发展前景。

2、北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统包括客户端、地面控制中心和导航通信卫星三部分。地面控制中心由计算中心、校正站、测高站、测轨站以及主控站五部分组成，负责测量、校正卫星定位导航参数，调控卫星的运行轨道、姿态，并编制星历，实现用户定位修正资料与对用户进行定位。导航通信卫星由2枚地球同步轨道卫星构成，负责地面控制中心与客户端双向无线电信号的中继任务。北斗卫星导航系统定位采用3球交会测星原理进行定位。其中，以2卫星为球心，2球心至用户的距离为半径可做出2个球面，再以地心为球心，用户所在位置点至地心的距离为半径做出1个球面，3个球面的交会点即为用户的位置。

与当前国外卫星导航系统相比较，俄罗斯的GLONASS系统由于前苏联解体造成研发维护经费不足，目前实用性和前景都不理想；欧洲的GALILEO仍然处于试验研发阶段，也并非成熟的导航系统。因此本文只将北斗卫星导航系统与目前普及率最高的美国GPS做比较，如图1所示：

与美国GPS相比较，虽然北斗卫星导航系统还有差距，但它是我国用很少投资建成的具有快速定位、短报文通信、精密授时等特性的区域性卫星导航定位系统，不仅解决了有无自主导航系统的问题，而且特别适合国土资源等关键部门推广应用。

3、地籍控制测量中的应用

近年来北斗卫星导航系统快速崛起,为测绘工作带来了根本性变革,同时也为地籍测量――尤其地籍控制测量――产生了深远影响。由于北斗卫星导航系统具有全天候、速度快、精度高等诸多优点,在运用北斗卫星导航系统进行地籍控制测量时不需要通视,有效避免了常规地籍控制工作中点位选取不利等诸多弊端。

在建设基于北斗卫星导航系统的地籍控制测量网时，依据国家土地管理局颁布的《城镇地籍调查规程》要求：可把地籍平面控制网分为二、三、四等三角网、三边网和边角网,一、二级小三角网(锁),一、二级导线网,并且根据城镇规模各等级地籍平面控制网点均可作首级控制。由于在利用北斗卫星导航系统进行地籍控制时,没有常规三角网(锁)布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁琐的要求,只要所配备的仪器精度与等级控制精度匹配,控制点位的选取符合点位选取要求,即可实现四等网中最弱相邻点的相对点位中误差率≤5cm，同时四等以下网最弱点(相对于起算点)的点位中误差≤5cm。从而所布设的基于北斗卫星导航系统的地籍控制测量网精度就完全能满足地籍规程要求。

4、土地利用动态监测中的应用

常规野外监测一般采用简易补测法或平板仪补测法。其中，简易补测法是利用变更地物与周围明显地物之间的相对位置关系,使用皮尺、钢尺等简易测量工具，运用比较法、截距法、延长线截距法等几何方法进行实地测量。简易补测法仅仅适用于变更范围小，变更地物周围存在明显地物点的情况。但如果变更范围较大,且已知明显地物点较少,则通常采用平板仪补测法。平板仪补测法由于速度慢、效率低,而且在实施过程中易受主观因素干扰,致使精度低,严重影响监测质量。虽然近年来遥感技术在土地利用现状监测中得到广泛应用,对宏观变化有很强的适用性,但因成像、地形环境影响,还不足以及时、全面、准确反映土地动态变化,尤其在微观监测中仍然以传统技术方法为主。

由于北斗卫星导航系统单向传递时间为100ns，双向传递时间为20ns；平面位置精度通常为100m(1)，设标校站之后为20m，高程控制精度为10m，可以满足土地利用状况调查及动态监测的精度要求。将北斗卫星导航系统应用在土地监测中，会使监测速度和精度大大提高,克服传统监测方法的种种弊端，适应各种复杂的变更情况,真正地实现了动态监测的实时性、数值化,确保土地利用现状调查的时效性。

5、结语

作为我国自主研发、拥有完全知识产权的，新一代、全天候卫星导航系统，北斗卫星导航系统不断发展进步，特别是与GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、GIS(Geographic Information System，地理信息系统)、RS(Remote Sensing，遥感)等技术相结合,将在国土资源测绘管理领域发挥重大作用,并产生巨大的经济效益与社会效益。

参考文献

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