BDS在勘測(cè)定界項(xiàng)目中的應(yīng)用與分析

才藝+季文豹

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.066

摘 要：BDS已經(jīng)具備了向亞太地區(qū)提供導(dǎo)航、定位和授時(shí)服務(wù)的能力，因此，開(kāi)展BDS在國(guó)土單位中的應(yīng)用就具有重要意義。該文以某征地勘界的具體項(xiàng)目為依托，重點(diǎn)分析了BDS系統(tǒng)在勘測(cè)工作中的精度，并且將其與GPS系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比，最后將兩系統(tǒng)進(jìn)行了融合并分析了其精度。

關(guān)鍵詞：勘測(cè)定界 BDS GPS 精度 數(shù)據(jù)處理

中圖分類(lèi)號(hào)：P22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0066-02

BDS是繼美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS之后建成并運(yùn)營(yíng)的第三個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。截止到目前，北斗系統(tǒng)已發(fā)射20多顆衛(wèi)星，計(jì)劃在2018年完成基本導(dǎo)航與授時(shí)等導(dǎo)航定位服務(wù)[1]。為了緊跟國(guó)家發(fā)展方向更加為了更好地為人民服務(wù)的原則，該文研究了BDS系統(tǒng)的定位原理，并且將BDS切實(shí)地應(yīng)用到國(guó)土工作中去，通過(guò)實(shí)踐證明了該系統(tǒng)的可用性、先進(jìn)性。土地勘測(cè)定界的主要作用體現(xiàn)在：使耕地保護(hù)制度順利實(shí)施，保證用地審查、使用地審批工作規(guī)范化，為用地審批工作提供參考。

1 BDS建設(shè)現(xiàn)狀及其定位原理

1.1 BDS現(xiàn)狀

自2000年成功實(shí)驗(yàn)了“北斗一號(hào)”，便拉開(kāi)了北斗系統(tǒng)建設(shè)的序幕。2007年開(kāi)始北斗系統(tǒng)二代的建設(shè)，北斗系統(tǒng)也開(kāi)始真正的面向?qū)嶋H應(yīng)用[2]。目前北斗系統(tǒng)的在用衛(wèi)星有5顆GEO、6顆IGSO和3顆MEO可供使用，已經(jīng)完全具備了面向亞太地區(qū)提供定位導(dǎo)航授時(shí)的能力。

1.2 BDS定位原理

GNSS精密單點(diǎn)定位中最基本的觀(guān)測(cè)值是偽距觀(guān)測(cè)值（如C/A碼、P碼等）和載波相位觀(guān)測(cè)值[4，5]。其中，偽距觀(guān)測(cè)值屬于絕對(duì)觀(guān)測(cè)量，其測(cè)距精度為0.3～3 m，載波相位觀(guān)測(cè)值屬于相對(duì)觀(guān)測(cè)量，其測(cè)距精度為1～3 mm。偽距觀(guān)測(cè)值和載波相位觀(guān)測(cè)值的觀(guān)測(cè)方程如下式所示：

上述觀(guān)測(cè)方程中假定已經(jīng)精確改正了系統(tǒng)誤差項(xiàng)，如天線(xiàn)相位中心改正（Phase Center Correction，PCC）、潮汐改正、相對(duì)論效應(yīng)改正、相位纏繞改正等。通過(guò)對(duì)以上公式中的偽距觀(guān)測(cè)方程和載波相位觀(guān)測(cè)的線(xiàn)性組合可以達(dá)到消除或削弱系統(tǒng)誤差，恢復(fù)模糊度的整數(shù)特性，降低噪聲等目的[6]，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用的需求。

2 勘測(cè)定界概況及測(cè)量方案

2.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于遼寧省西部，東端與巴新線(xiàn)相接，西端與錦承線(xiàn)相連，是巴新線(xiàn)的后方通路，也是蒙東煤炭外運(yùn)的重要組成部分。建成之后其通道能力的形成，可以促進(jìn)遼西地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展并拉動(dòng)遼寧省整體經(jīng)濟(jì)的前進(jìn)，對(duì)全省東西鐵路通道的形成打下基礎(chǔ)，保證遼寧省各市間及東北區(qū)域的貨物交流，特別是對(duì)中心城市沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)地位的提升，具有深遠(yuǎn)的意義。

2.2 測(cè)量方案

該項(xiàng)目控制測(cè)量利用80坐標(biāo)系統(tǒng)測(cè)量控制點(diǎn)作為起算點(diǎn)，利用Lecia接收機(jī)的CORS站測(cè)量模式進(jìn)行了檢核，并且聯(lián)測(cè)了鐵路某段沿線(xiàn)控制點(diǎn)或加密控制點(diǎn)。最終利用控制網(wǎng)求得了項(xiàng)目區(qū)的GNSS坐標(biāo)系與80坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換參數(shù)，并保證了每個(gè)測(cè)區(qū)及周邊都有方便使用的控制點(diǎn)，為后續(xù)利用RTK測(cè)量模式測(cè)設(shè)界址點(diǎn)、地類(lèi)調(diào)查提供便利條件。通過(guò)外業(yè)測(cè)量及內(nèi)業(yè)計(jì)算，平面坐標(biāo)精度均在誤差規(guī)定范圍之內(nèi)，并且利用控制點(diǎn)進(jìn)行了不同坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后成果精度均在規(guī)程規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)。

測(cè)量方案流程圖如圖1所示。

3 基于不同定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

該實(shí)驗(yàn)利用Lecia MS15接收機(jī)對(duì)不同系統(tǒng)下獲取的界址測(cè)量成果進(jìn)行了精度的對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果及方案如下所示。

（1）同一系統(tǒng)下相同觀(guān)測(cè)點(diǎn)精度對(duì)比。

該實(shí)驗(yàn)我們利用GPS和BDS分別對(duì)相同界址點(diǎn)進(jìn)行了觀(guān)測(cè)，每一勘界點(diǎn)我們分別不間斷地觀(guān)測(cè)20次，然后與靜態(tài)的已知坐標(biāo)做對(duì)比。測(cè)量結(jié)果如表1、表2所示。

由表1、表2可知：目前BDS系統(tǒng)的RTK觀(guān)測(cè)精度與GPS的RTK測(cè)量模式下的精度相當(dāng)，某些情況下觀(guān)測(cè)精度優(yōu)于GPS，但是在觀(guān)測(cè)條件比較惡劣的4號(hào)點(diǎn)，GPS觀(guān)測(cè)精度略好于BDS。

（2）GPS和BDS系統(tǒng)組合相同點(diǎn)精度對(duì)比。

該實(shí)驗(yàn)我們利用GPS和BDS聯(lián)合解算的方法以及BDS單系統(tǒng)解算結(jié)果，分別對(duì)相同界址點(diǎn)進(jìn)行了觀(guān)測(cè)，每一勘界點(diǎn)我們分別不間斷地觀(guān)測(cè)20次，然后與靜態(tài)的已知坐標(biāo)做對(duì)比。測(cè)量結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們采集的不同系統(tǒng)組合的數(shù)據(jù)精度，明顯高于單系統(tǒng)的精度。這是由于不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)融合后，由于可觀(guān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)的增加客觀(guān)上提高了可計(jì)算的歷元數(shù)，進(jìn)而提高了觀(guān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量精度。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將BDS應(yīng)用到勘測(cè)定界項(xiàng)目中，BDS系統(tǒng)下獲取的點(diǎn)位精度完全滿(mǎn)足此類(lèi)工程項(xiàng)目精度的要求；另外，多系統(tǒng)精度融合的精度明顯優(yōu)于單系統(tǒng)的精度。因此，合理地利用算法將不同的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)進(jìn)行融合，可以切實(shí)地提高觀(guān)測(cè)精度，并且在收斂時(shí)間上也明顯優(yōu)于單系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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