■薛鵬飛

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)　河北　保定　071000）

我國(guó)大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的新進(jìn)展

■薛鵬飛

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)河北保定071000）

本文主要探討了我國(guó)大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)，論述了當(dāng)前我國(guó)大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的新進(jìn)展，希望可以為今后的相關(guān)工作提供參考。

大地測(cè)量衛(wèi)星導(dǎo)航定位進(jìn)展

1　前言

當(dāng)前，大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展比較快速，但是在發(fā)展的過(guò)程中，依然存在很多問(wèn)題，必須要更加深入的分析大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展。

2　衛(wèi)星導(dǎo)航的重要作用

衛(wèi)星導(dǎo)航的基本作用是向各類用戶和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確、連續(xù)的位置、速度和時(shí)間信息。

衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)目前已基本取代了無(wú)線電導(dǎo)航、天文測(cè)量、傳統(tǒng)大地測(cè)量技術(shù)，并推動(dòng)了全新的導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展，成為人類活動(dòng)中普遍采用的導(dǎo)航定位技術(shù)，而且在精度、實(shí)時(shí)性、全天候等方面對(duì)這一領(lǐng)域產(chǎn)生了革命性的影響。

2.1衛(wèi)星導(dǎo)航為民用領(lǐng)域帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益

衛(wèi)星導(dǎo)航廣泛應(yīng)用于海洋、陸地和空中交通運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)航，推動(dòng)世界交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)生了革命性變化。衛(wèi)星導(dǎo)航在工業(yè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、土建工程、礦山、物理勘探、資源調(diào)查、陸地與海洋測(cè)繪、地理信息產(chǎn)業(yè)、海上石油作業(yè)、地震預(yù)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、環(huán)保研究、電信、旅游、娛樂(lè)、管理、社會(huì)治安、醫(yī)療急救、搜索救援以及時(shí)間傳遞、電離層測(cè)量等領(lǐng)域已得到大量應(yīng)用，或已顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

衛(wèi)星導(dǎo)航還用于飛船、空間站和低軌道衛(wèi)星等航天飛行器的定位和導(dǎo)航，提高了飛行器定位精度，并簡(jiǎn)化了相應(yīng)的測(cè)控設(shè)備，推動(dòng)了航天技術(shù)的發(fā)展。

當(dāng)今社會(huì)，衛(wèi)星導(dǎo)航已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大發(fā)動(dòng)機(jī)，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)已成為重要的基礎(chǔ)設(shè)施。

2.2軍事應(yīng)用歷來(lái)是衛(wèi)星導(dǎo)航的重要領(lǐng)域

衛(wèi)星導(dǎo)航可為各種軍事運(yùn)載體導(dǎo)航。例如為彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、制導(dǎo)炸彈等各種精確打擊武器制導(dǎo)，可使武器的命中率大為提高，武器威力顯著增長(zhǎng)。武器毀傷力大約與武器命中精度（指命中誤差的倒數(shù)）的3／2次方成正比，與彈頭TNT當(dāng)量的l／2次方成正比。因此，命中精度提高2倍，相當(dāng)于彈頭TNT當(dāng)量提高8倍。提高遠(yuǎn)程打擊武器的制導(dǎo)精度，可使攻擊武器的數(shù)量大為減少。衛(wèi)星導(dǎo)航已成為武裝力量的支撐系統(tǒng)和武裝力量的倍增器。

衛(wèi)星導(dǎo)航可與通信、計(jì)算機(jī)和情報(bào)監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成多兵種協(xié)同作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。

衛(wèi)星導(dǎo)航可完成各種需要精確定位與時(shí)間信息的戰(zhàn)術(shù)操作，如布雷、掃雷、目標(biāo)截獲、全天候空投、近空支援、協(xié)調(diào)轟炸、搜索與救援、無(wú)人駕駛機(jī)的控制與回收、火炮觀察員的定位、炮兵快速布陣以及軍用地圖快速測(cè)繪等。

衛(wèi)星導(dǎo)航可用于靶場(chǎng)高動(dòng)態(tài)武器的跟蹤和精確彈道測(cè)量以及時(shí)間統(tǒng)一勤務(wù)的建立與保持。

3　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在大地測(cè)量中的應(yīng)用

3.1北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在地籍測(cè)量中的應(yīng)用

3.1.1地籍控制測(cè)量中的應(yīng)用

在建設(shè)基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的地籍控制測(cè)量網(wǎng)時(shí)，依據(jù)國(guó)家土地管理局頒布的《城鎮(zhèn)地籍調(diào)查規(guī)程》要求：可把地籍平面控制網(wǎng)分為二、三、四等三角網(wǎng)、三邊網(wǎng)和邊角網(wǎng),一、二級(jí)小三角網(wǎng)(鎖),一、二級(jí)導(dǎo)線網(wǎng),并且根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模各等級(jí)地籍平面控制網(wǎng)點(diǎn)均可作首級(jí)控制。由于在利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行地籍控制時(shí),沒(méi)有常規(guī)三角網(wǎng)(鎖)布設(shè)時(shí)要求近似等邊及精度估算偏低時(shí)應(yīng)加測(cè)對(duì)角線或增設(shè)起始邊等繁瑣的要求,只要所配備的儀器精度與等級(jí)控制精度匹配,控制點(diǎn)位的選取符合點(diǎn)位選取要求,即可實(shí)現(xiàn)四等網(wǎng)中最弱相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差率≤5cm，同時(shí)四等以下網(wǎng)最弱點(diǎn)(相對(duì)于起算點(diǎn))的點(diǎn)位中誤差≤5cm。從而所布設(shè)的基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的地籍控制測(cè)量網(wǎng)精度就完全能滿足地籍規(guī)程要求。

3.1.2大地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)單向傳遞時(shí)間為100ns，雙向傳遞時(shí)間為20ns；平面位置精度通常為100m(1)，設(shè)標(biāo)校站之后為20m，高程控制精度為10m，可以滿足土地利用狀況調(diào)查及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精度要求。將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用在土地監(jiān)測(cè)中，會(huì)使監(jiān)測(cè)速度和精度大大提高,克服傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的種種弊端，適應(yīng)各種復(fù)雜的變更情況,真正地實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性、數(shù)值化,確保土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的時(shí)效性。

3.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

使用BDS技術(shù)應(yīng)首先復(fù)核起算基準(zhǔn)點(diǎn)的精度，起算點(diǎn)應(yīng)為高等級(jí)的控制點(diǎn)，并且起算基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)之間具有較好的位置分布。當(dāng)使用動(dòng)態(tài)BDS進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，依據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）中規(guī)定的測(cè)量精度和誤差要求，基準(zhǔn)站的精度要經(jīng)過(guò)3-5個(gè)高等級(jí)控制點(diǎn)的連測(cè)、復(fù)核，才能確?；鶞?zhǔn)站坐標(biāo)在各個(gè)方位觀測(cè)情況下具有一致的精度。

4　地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)與大地測(cè)量地球動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

基于中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)1998～2004年27個(gè)基準(zhǔn)站GPS連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)、55個(gè)基本站7期觀測(cè)數(shù)據(jù)和近1000個(gè)區(qū)域站3期觀測(cè)數(shù)據(jù),給出了中國(guó)大陸現(xiàn)今地殼運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)的最新觀測(cè)結(jié)果;按照中國(guó)大陸地質(zhì)構(gòu)造情況,將中國(guó)大陸劃分成不規(guī)則的曲線網(wǎng)格,利用高精度GPS網(wǎng)平差得到的GPS速度、地震矩張量和活斷層滑動(dòng)速率,研究分析了天文大地網(wǎng)與GPS2000網(wǎng)聯(lián)合平差中是否需要對(duì)天文大地網(wǎng)地面觀測(cè)值進(jìn)行形變改正問(wèn)題;利用中國(guó)大陸以及蒙古、緬甸、印度、尼泊爾和喜馬拉雅等周邊地區(qū)多年的GPS觀測(cè)資料,基于連續(xù)介質(zhì)假設(shè),采用雙三次樣條函數(shù)模擬方法,給出中國(guó)大陸整體水平位移速度,擬合精度優(yōu)于±3mm/a,獲得了中國(guó)大陸的水平應(yīng)變率場(chǎng),并分析了中國(guó)大陸現(xiàn)今構(gòu)造變形、水平應(yīng)變率場(chǎng)的空間分布特征;利用2001年和2003年兩期GPS觀測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合絕對(duì)重力測(cè)量結(jié)果分析了中國(guó)沿海海岸在歐亞框架下的水平運(yùn)動(dòng)及在全球框架ITRF2000下的垂直運(yùn)動(dòng)特征,并討論了GPS定期觀測(cè)與連續(xù)觀測(cè)的區(qū)別。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)正在處于快速發(fā)展的階段，為此一定要更加深刻的分析大地測(cè)量及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的未來(lái)發(fā)展勢(shì)態(tài)，進(jìn)而促使其快速健康發(fā)展。

[1]劉根友,朱耀仲,許厚澤,張為民.GPS監(jiān)測(cè)中國(guó)沿海驗(yàn)潮站垂直運(yùn)動(dòng)觀測(cè)研究 [J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào) (信息科學(xué)版).2013(12)

[2]陳俊勇.國(guó)際地球參考框架2000(ITRF2000)的定義及其參數(shù) [J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào) (信息科學(xué)版).2013(09)

[3]朱新慧,孫付平,秦勇.組合GPS和VLBI數(shù)據(jù)建立板塊運(yùn)動(dòng)模型 [J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版).2014(07)

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-208-1