浅谈北斗卫星导航系统在工程测量中的研究与应用

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1、浅谈北斗卫星导航系统在工程测量中的研究与应用吴龙彪广州绘宇智能勘测科技有限公司510665摘要：随着导航接收机性能及数据处理技术的不断发展，北斗卫星导航系统的实时测量技术将在工程测量中得到更为广泛的应用。木文分析了北斗卫星导航系统概述，重点介绍了北斗卫星导航系统在公路测量中的应用。关键词：北斗卫星导航系统；工程测量；研究；应用一、北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力，己经初步兵备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m,授

2、时精度优于100ns。空间段由35颗卫星组成，括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。5颗静止轨道卫星定点位置为东经58.75°、80°>110.5°、140°、160°,中地球轨道卫星运行在3个轨道面上，轨道面之间为相隔120°均匀分布。至2012年底北斗亚太区域导航正式开通时，已为正式系统在丙昌卫星发射中心发射了16颗卫星，其中14颗组网并提供服务，分别为5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星（均在倾角55°的轨道面上），4颗中地球轨道卫星（均在倾角55°的轨

3、道面上）。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧盟“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。北斗卫星导航系统基于三球交会原理。若空间上存在三个已知点，亦知第四点到该三点的距离，则该点必然位于三个以己知点为球心、已知距离为半径的球面交汇点上。早期的北斗试验系统使用有源定位方式，设备通过卫星发送信号给地面中心，地面中心解算坐标再把结果传回给设备；北斗二代卫星导航系统则保留了有源、无源方式实现卫星定位。采用无源定位吋，用户设备至少要接收4颗卫星导航信号，

4、通过设备终端设备独立完成位置解算。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授吋服务。2013年12月27日，正式发布《北斗系统公开服务性能规范(1.0版)》和《北斗系统空间信号接口控制文件(2.0版)》系统文件。为促进北斗卫星导航系统在测绘领域的应用,国家测绘地理信息局于3月6日下发了《国家测绘地理信息局关于北斗卫星导航系统推广应用的若干意见》，为北斗卫星导航系统在测绘领域的应用提供了政策支撑。二、北斗卫星导航系统中RTK技术的分析1.RTK技术基本原理RTK(RealTim

5、eKinematic)技术是GPS实吋载波相位差分的简称，是一种GPS与数据传输技术相结合，实吋解算并进行数据处理，在1一2秒吋间内得到高精度位置信息的技术。RTK系统主要由基准站接收机、数据链及移动接收机三部分组成。通常是利用2台以上的RTK接收机同吋接收卫星信号，其中一台安置在己知点上作为基准点，另一台用来测量未知坐标点，称为移动站。基准站根据该点的准确坐标可求出卫星的距离改正数，并将其发送给移动站；移动站根据距离改正数来修正其定位结果，从而提高了定位精度，保证了实吋提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果达到厘米级精度。2.RTK技术相较于传统的测量

6、技术，其主要优点体现在以下几方面：(1)自动化、集成化程度高，测量精度更高RTK测量系统中的移动站通过内置的软件控制系统进行操作，无需人工干预即可完成各种测量工作，即节约了人工成本，又减少了因人工参与而带来的误差,保证了测量精度。(2)对测量作业条件要求更低随着山区公路建设需求的日益增大，应用RTK技术能够更轻松地满足测量需求。RTK技术不要求两点点满足光学通视，只要求满足电磁通视和对天基本通视即可，即应用RTK技术，受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制较小，对于传统测量方法，由于地形复杂、地物障碍造成的难通视地区，应用RTK技术均可轻松地解

7、决。（3）定位精度高、数据安全可靠、没有误差积累不同于全站仪等仪器，全站仪在多次搬移后，存在误差累积的状况，搬移次数越多，误差越大；RTK技术不存在这•-问题，只要满足RTK基本工作条件，在一定作业半径范围内，其测量平面精度和高程精度均能满足测量需求。（4）数据处理能力强、作业效率高相较于传统测量方法中，多人参与，多次搬移站点等情况，应用RTK技术，在满足测量条件情况下，仅需一人操作即可完成测量，且移动站在搬移过程中即可获得测量结果坐标或进行坐标放样，数据输入、存储、处理、转换能力强，信号以电磁波的形式与其它测量仪器进行通信，极大地提升了测量工作的效率。

8、三、北斗卫星导航系统在公路测量中的应用1.在公路勘测方面的应用公路勘测工作路线长