东昆仑地质填图中北斗卫星定位系统应用研究.pdf

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1、第18卷第3期地质力学学报V0l_18NO．32012年9月JOURNALOFGEOMECHANICSSep．2012文章编号：1006~616(2012)03-0254-10东昆仑地质填图中北斗卫星定位系统应用研究赵文婷，胡道功(1．中国地质大学地球科学与资源学院，北京1000832．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)摘要：通过北斗卫星定位系统终端在东昆仑试验区不同海拔高度、天气条件、地貌构造及移动状态下的示范应用，总结归纳了该定位系统在野外地质调查中的应用特点及不足，并对未来北斗卫星定位系统的应用进行了分析。试验应用结果表明，北斗卫星定位系统在提高地质调

2、查效率、保障野外地质调查人员人身安全、野外作业管理以及野外应急服务等方面均可发挥重要作用。系统目前存在的定位精度不尽如人意、定位信号受地貌构造、天气和移动方式影响不甚稳定的现象，是其今后发展中需要重点解决的问题。关键词：北斗卫星定位系统；地质填图；应用测试；东昆仑试验区中图分类号：P622；V474．2文献标识码：A=I匕斗卫星定位系统(CNSS)是中国自主研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统，是继美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。为了推动国产卫星在地质调查领域中的广泛应用，在东昆仑试验区开展了多项

3、北斗卫星系统野外应用的重大关键技术研究，建立了基于自主卫星的野外地质调查服务与管理系统，实现了基于卫星遥感、导航定位、地理信息系统技术的野外地质工作安全保障、作业管理、信息服务的信息化管理。本文基于北斗终端指挥机与野外终端的信息链接，开发作业管理信息库(包括野外作业人员基本信息、位置、短信等)，基于3s的三维地理空问综合展示平台，结合作业管理信息库，采用B／S架构开发野外作业管理保障系统，为各级管理部门提供野外人员作业状态、人员保障管理的工具。1北斗卫星定位系统1．1北斗卫星定位原理={匕斗卫星导航定位系统由空间卫星、地面主控站(控制中心)与标校站、用户终端设收稿日期：2

4、012-04-09基金项目：国家发改委高技术产业化示范工程项目“基于我国卫星的野外地质调查应用高技术产业化示范工程”；中国地质调查局矿产资源评价专项“野外地质矿产调查服务与管理系统研建与应用”(1212011120215)作者简介：赵文婷(1987一)，女，山东人，硕士研究生，第四纪地质学专业，研究方向：地理信息系统，E-mail：zhaonianqiul9@163．corn第3期赵文婷等：东昆仑地质填图中北斗卫星定位系统应用研究255备3大部分组成，具有快速二维定位、双向简短报文通信和精密授时3大基本功能。该系统基于“二球交会”原理进行定位，即以2颗卫星的已知位置坐标为

5、圆心，各以测定的本星至用户机的距离为半径，形成2个球面，用户机必然位于这2个球面交线的圆弧上。地面控制中心存储的电子高程地图库提供1个以地心为球心，以球心至用户机的距离为半径的球面。求解圆弧线与该球面的交点，并根据用户在赤道平面北侧的实际情况，即可获得用户的二维位置坐标¨。1．2北斗卫星定位系统特点北斗卫星导航定位系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性4项原则。系统具有快速定位、精密授时、双向定位、价格便宜等突出特点。①快速定位：北斗卫星导航定位系统可为服务区内用户提供全天候、高精度、快速实时定位(最快可在1

6、s之内完成)服务，定位精度为20—100m。覆盖范围较大，没有通信盲区。系统覆盖了中国及周边国家和地区。②精密授时：系统具有单向和双向2种授时功能。根据不同的精度要求，利用授时终端，完成与北斗导航定位系统之间的时间和频率同步，提供100rl$(单向授时)和20118(双向授时)的时间同步精度。③双向定位：由于特殊的定位原理，它不仅能使用户知道自己所处的位置，还可以将自己的位置信息告知他人，特别适用于需要导航与移动数据通信的场合，如交通运输、调度指挥、搜索营救等。双向定位功能对于地质调查工作更具有应用意义，可以实现野外地质调查人员对地理信息的实时查询“。④卫星数目少，用户终

7、端设备简单，接收终端不需铺设地面基站，用户终端相对便宜。1．3中国北斗卫星定位系统现状中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和3O颗非静止轨道卫星组成，提供2种服务方式，即开放服务和授权服务(二代系统)。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10m，授时精度为50118，测速精度0．2m／s。根据系统建设总体规划，2012年，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；至2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。目前已建成的空间系统部分由2颗地球同步卫星、1颗在