北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在測(cè)繪地理信息服務(wù)的應(yīng)用研究

（江西省地礦測(cè)繪院，江西南昌 330030）

0.引言

隨著國(guó)家對(duì)于導(dǎo)航定位系統(tǒng)的重視和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需求，擁有自行研發(fā)的導(dǎo)航定位系統(tǒng)顯得尤為重要。通過(guò)國(guó)內(nèi)學(xué)者的不斷努力，我國(guó)自主設(shè)計(jì)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)誕生，將該系統(tǒng)應(yīng)用于測(cè)繪地理信息中服務(wù)，可保障在維護(hù)我國(guó)安全前提下促進(jìn)地理信息的發(fā)展，對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的推廣奠定了基礎(chǔ)。該項(xiàng)系統(tǒng)不僅帶來(lái)了更精細(xì)化的測(cè)量方式和標(biāo)準(zhǔn)，保障了測(cè)繪數(shù)據(jù)的完整性和可靠性，同時(shí)也可推動(dòng)地理信息測(cè)繪方式的改革，促進(jìn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)，提高了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平。將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的成果轉(zhuǎn)換應(yīng)用在測(cè)繪地理信息中，可提高北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)際社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力，開拓更多的市場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的整體質(zhì)量和定位能力鑒于此，本文基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)及地理測(cè)繪的要求，闡述了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在測(cè)繪地理信息領(lǐng)域的應(yīng)用。

1.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)特征

（1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高。北斗系統(tǒng)包含授權(quán)式和開放式兩種服務(wù)模式。授權(quán)式服務(wù)獲取數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度、安全性及可靠性相較于開放式服務(wù)性能更好，還可為用戶提供短報(bào)文通信的服務(wù)。開放式服務(wù)的水平和垂直方向定位精度保持在10m，授時(shí)精度保持在20ns[1]。

（2）通信功能。測(cè)繪信息的應(yīng)急保障功能是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在測(cè)繪地理信息中應(yīng)用的重要組成部分，這一功能對(duì)保障測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性具有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，只有保障測(cè)繪工作人員的通信功能保持良好狀態(tài)才能夠獲得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，而北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有強(qiáng)大的雙向通信功能，一次可傳達(dá)120字的信息，工作人員可通過(guò)該系統(tǒng)獲得精準(zhǔn)的三維定位數(shù)據(jù)，保證測(cè)繪地理信息數(shù)據(jù)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

（3）坐標(biāo)系統(tǒng)。在過(guò)去地理信息測(cè)繪過(guò)程中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作繁瑣，工作量大，耗費(fèi)了很多人力和物力。我國(guó)《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》中規(guī)定，于2008年7月1日起正式啟用CGCS2000，而北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的CGCS2000坐標(biāo)系統(tǒng)可不需轉(zhuǎn)換工作，大大提升了地理信息測(cè)繪工作的進(jìn)度和時(shí)效[2]。

（4）安全性。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的安全性和可靠性極高，是具備定位準(zhǔn)確，覆蓋率極高，通信能力強(qiáng)，授時(shí)精度高的導(dǎo)航系統(tǒng)，在全國(guó)漁船和客車的應(yīng)用中保持良好的表現(xiàn)。該項(xiàng)系統(tǒng)由我國(guó)國(guó)內(nèi)學(xué)者完整的設(shè)計(jì)，擁有絕對(duì)的控制權(quán)和使用權(quán)，可滿足保證我國(guó)信息安全，避免出現(xiàn)成果外漏的情況。

2.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在測(cè)繪地理信息中的應(yīng)用

目前，全球定位系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)國(guó)家的發(fā)展具有重要的作用，建立完善的導(dǎo)航定位系統(tǒng)機(jī)制和應(yīng)用極其關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)于目前北斗導(dǎo)航系統(tǒng)特點(diǎn)的闡述，結(jié)合我國(guó)實(shí)際需要，將系統(tǒng)應(yīng)用于測(cè)繪地理信息上，可大大完善我國(guó)測(cè)繪工作中存在的不足，從而更好地為我國(guó)在地理信息測(cè)繪的發(fā)展提供高質(zhì)量的地理信息數(shù)據(jù)，加快我國(guó)測(cè)繪事業(yè)的進(jìn)步。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)形式如表1所示[3]。

表1 定位系統(tǒng)服務(wù)形式

2.1 地理信息基準(zhǔn)建設(shè)中的應(yīng)用

從技術(shù)功能方面來(lái)講，我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS有很大不同。地理信息基準(zhǔn)建設(shè)作為測(cè)繪地理信息中的重要組成部分，測(cè)繪地理信息基準(zhǔn)建設(shè)主要包括術(shù)語(yǔ)、CORS、時(shí)空坐標(biāo)等，在使用過(guò)程中我需要確保北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的特性能夠滿足地理信息測(cè)繪服務(wù)，因此需要對(duì)測(cè)地理信息基準(zhǔn)進(jìn)行重新的定義，使得測(cè)繪結(jié)果可通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行描述和完善，而對(duì)于GPS所獲得的測(cè)繪數(shù)據(jù)我們需要根據(jù)北斗導(dǎo)航的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換[4]。最終，我們需要在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立出一套完整的CORS系統(tǒng)，確保我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的順利推廣和實(shí)際應(yīng)用。

2.2 測(cè)繪數(shù)據(jù)采集和處理中的應(yīng)用

在實(shí)際測(cè)繪地理信息工作中，測(cè)繪的主要目的是為了進(jìn)行數(shù)據(jù)收集合并通過(guò)合理的處理后達(dá)到目標(biāo)要求。在目前的測(cè)繪工作通常采用人工測(cè)量、衛(wèi)星遙感以及無(wú)人機(jī)等方式，通過(guò)將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)加入其中，每種測(cè)量方式都可借助北斗導(dǎo)航系統(tǒng)精準(zhǔn)的定位和信息傳輸功能將獲得的位置情況和時(shí)間節(jié)點(diǎn)快速的傳回，大大提高數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)性和高效性。同時(shí)，我們可根據(jù)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)本身的測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，考慮不同等級(jí)的測(cè)量方式會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響，根據(jù)測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度構(gòu)建出一個(gè)完整、科學(xué)、合理、高效的地理測(cè)繪信息體系。

2.3 導(dǎo)航定位中的應(yīng)用

我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)擁有完善的雙向通信功能，因此搭載該系統(tǒng)的設(shè)備具備了低延時(shí)的衛(wèi)星通訊功能，保障在實(shí)際工作中提供完善的位置服務(wù)、定位功能、時(shí)間信息等。

在提供此項(xiàng)服務(wù)的同時(shí)，還可根據(jù)客戶要求，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還可滿足運(yùn)動(dòng)情況的規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)分析、授時(shí)精度等方方面面的內(nèi)容，從而滿足定位系統(tǒng)的個(gè)性化和智能化，達(dá)到北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在位置服務(wù)和導(dǎo)航定位方面的應(yīng)用[5]。

2.4 信息應(yīng)急處理中的應(yīng)用

信息應(yīng)急處理作為地理信息測(cè)繪工作中的重要組成部分，在個(gè)別條件下，信息測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)受到影響，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可根據(jù)自身的特性從以下幾個(gè)方面保障信息應(yīng)急處理的高效運(yùn)行。在應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取方面，需要采用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的時(shí)效性進(jìn)行分析，研究數(shù)據(jù)的精度與地理位置的關(guān)系，通信能力與應(yīng)急數(shù)據(jù)的關(guān)系，對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷修正，形成具有時(shí)效性的位置信息，防止數(shù)據(jù)失真的發(fā)生。在應(yīng)急數(shù)據(jù)提供方面，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲和融合的情況，減少北斗導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)誤判和失誤的情況，提高準(zhǔn)確性。在應(yīng)急數(shù)據(jù)保障方面，根據(jù)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定完備的保障標(biāo)準(zhǔn)，確保回傳數(shù)據(jù)的有效性，推進(jìn)測(cè)繪信息應(yīng)急處理服務(wù)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.5 測(cè)繪成果管理中的應(yīng)用

測(cè)繪成果管理的有效實(shí)施，能夠規(guī)范人員操作的準(zhǔn)確性及提高地理信息測(cè)繪質(zhì)量，基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)全天候、高精度的特點(diǎn)，能夠省去測(cè)量中的通視環(huán)節(jié)，且北斗導(dǎo)航系統(tǒng)自帶的交互功能可提供操作人員管控操作步驟和接口，且北斗導(dǎo)航系統(tǒng)擁有對(duì)測(cè)量人員行為、測(cè)量時(shí)間以及測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行記錄和回傳的功能，確保了測(cè)繪選取的準(zhǔn)確性。在對(duì)城鎮(zhèn)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要根據(jù)不同的城鎮(zhèn)進(jìn)行不同等級(jí)的控制點(diǎn)的選擇，只有在選擇合理的首個(gè)控制點(diǎn)才可有效地保障測(cè)繪工作的正常開展，而北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的加入大大減少了操作的過(guò)程和時(shí)間，僅僅需要選擇好符合要求的控制點(diǎn)和對(duì)選擇的控制精度配備合適精度的儀器，就可達(dá)到最終測(cè)量精度的要求。

3.結(jié)語(yǔ)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用是我國(guó)在全球定位系統(tǒng)方面的一大突破，打破了GPS對(duì)我國(guó)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的控制與壟斷，促進(jìn)了我國(guó)基礎(chǔ)性地理信息資源的開發(fā)與應(yīng)用。文中通過(guò)對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行闡述，針對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的特定以及測(cè)繪地理信息的要求進(jìn)行結(jié)合分析，歸納出目前對(duì)于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在各個(gè)方面的應(yīng)用情況，為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在應(yīng)用中的進(jìn)一步提升提供依據(jù)。