北斗卫星导航系统在地质调查领域应用综述_温静.pdf

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1、第18卷第3期地质力学学报Vol.18No.32012年9月JOURNALOFGEOMECHANICSSep．2012文章编号:1006-6616(2012)03-0213-11北斗卫星导航系统在地质调查领域应用综述温静，汪大明，孟月玥，方洪宾(中国国土资源航空物探遥感中心，北京100083)摘要:北斗卫星导航系统由中国自行研制，拥有完全自主知识产权，具有快速定位、双向通信和精密授时三大功能。介绍了北斗卫星导航系统的特点、功能及其在数据采集与监测、监控与指挥调度等方面的典型应用，总结了北斗卫星系统在野外地质调查与安全保障、地质

2、灾害实时监测、抗震救灾与应急指挥中的应用，重点介绍了基于北斗卫星的野外地质调查服务与管理系统、滑坡实时监测系统、青藏高原地应力实时监测系统、抗震救灾应急指挥系统的组成及功能，并分析了北斗卫星导航系统在地质领域的应用优势。关键词:北斗卫星导航系统;地质调查;安全保障;地质灾害监测中图分类号:V474.2;P627文献标识码:A北斗卫星导航系统(CNSS)是中国自主研制、自行管理的全球卫星定位与通信系统，与美国的全球卫星定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)以及欧盟的伽利略定位系统(Galileo)并称全球四大

3、卫星导航系统。北斗卫星导航系统安全可靠，覆盖范围［1］大，无通信盲区，架设与维护简便，是野外数据传输的理想通信系统。目前北斗卫星导航系统已经广泛应用于地质调查、测绘、交通、海洋渔业、减灾救灾等领域，并产生了显著的经济效益和社会效益。1北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是中国自行研制、具有完全自主知识产权的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端3部分组成。该系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度的定位、导航和授时服务，并具备短报文通信能力。中国此前已成功发射4颗北斗导航试验卫星和13颗北斗导航卫星

4、(其中，北斗-1A已经结束任务)，自2011年12月27日，该系统已开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务，后续将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。目前其定位精度优于20m，授时精度优于100ns。1.1系统功能北斗卫星导航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，包括开放服收稿日期:2012-03-23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”;国土资源部公益性行业科研专项“基于3S技术的野外地质工作管理与服务关键技术研究与应用”

5、(201011010)作者简介:温静(1984-)，女，山西太原人，工程师，主要从事遥感地质研究。E-mail:wenjing911@163．com214地质力学学报2012务和授权服务2种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度10ns。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。1.2系统优势北斗卫星导航系统是中国自主知识产权的卫星导航系统，安全、可靠、稳定，保密性强，适合关键部门应用。它同时具备定位与通讯功能，不

6、需要其他通讯系统支持。数据通信实时性强，传输快捷，一次数据发送时间大约为1s。覆盖范围大，无通讯盲区。“北斗一号”卫星导航系统覆盖了中国及周边国家和地区，不仅可为中国、也可为周边国家服务。“北斗”二代将覆盖全球。采用有源定位导航体制，用户终端需要发射入站(返程)信号。随着“北斗”二代的建设，“北斗”系统发展成为具有全球导航能力的卫星定位系统，定位体制将变为垂直定位，而且随着通信终端性能的逐步提高，通信内容及形式将逐渐丰富，应用的领域也将逐步扩大。1.3北斗一号卫星系统北斗一号卫星系统于2003年建成并投入使用，系统由2颗地球静

7、止卫星(80°E和140°E)、一颗在轨备份卫星(110.5°E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。信号覆盖范围为中国领土及周边地区。卫星上行L波段，下行S波段。卫星上设有转发器，可以接收地面站发送的信号，并转发给用户;也可以接收用户请求发送定位信号，并转发给定位总站。北斗一号卫星系统具有定位功能、授时功能和短报文功能。定位功能具有主动式定位和被动式定位2种，主动式定位在中心站计算;这两种定位都是二维定位，精度为15m左右。授时功能可以单向授时、双向授时，精度为5～50ns。短报文功能使用户和中心站之间可进行双向

8、120个字的短报文通信。北斗一号卫星系统由空间卫星、地面系统和用户设备等部分组成(见图1)。空间卫星部分由2颗对地静止轨道卫星和1颗在轨备份卫星组成，其主要任务是执行地面中心站与用户设备之间的双向无线电信号中继业务。地面系统部分包括主控站和技术中心(两者合在一起叫地面中心站，