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北斗卫星导航系统在测绘地理信息技术中的应用
摘要:中国独立开发并推出的北斗导航系统具有高度准确且广泛覆盖的位置识别功能、即时的短消息传输能力和极低延迟的时间测量服务,同时其安全稳定的自我控制体系与CGCS2000坐标系统的原始数据相结合,成功地击败了长期由GPS所主导的市场格局。作为国家地理信息建设的重要部分,地理测绘任务在中国有着举足轻重的位置。利用北斗的多项优势,可以在中国的地理测绘工作中融合北斗技术以形成多元化的综合运用,从而推动我国地理测绘事业的发展及革新。
关键词:北斗卫星;地理;应用
引言:
伴随着中国的科学技术进步,特别是在信息、微波通信、太空与航天等方面的发展,我们已经能够在国内的一些关键领域中建立起“中国制造”和“中国创新”的品牌形象。其中最显著的就是北斗卫星定位系统。这个系统的所有权是完整的且可以自我控制,它不仅破除了美国GPS在全球定位服务上的主导地位,而且也已经在航空航天、国防、时间测量及地图制作等多个方面向国内外客户提供了高品质的产品和服务。通过利用北斗系统,地形测绘将会发生重大变化,这有助于推动我们在更深层次上优化基本的地形数据,发掘更多有价值的数据资源,并促进地形测绘结果转化为商业用途。
一、北斗导航及其特点
(一)高精度数据
如同GPS一样,北斗定位系统的提供方式也有两个选项:开放式和授权式。所谓开放式就是向公众开放接入并用于商业用途。由于其运营费用的问题,它可以实现10米范围内的定位准确度,并且时间误差可降低到20纳秒,此外还能保证对移动目标速度测量的高精度,可达0。2m/s。仅就精度而言,它的公共授权已超越了GPS的民用授权标准。至于授权式,则是可以在特定需求下提高精度,同时也为用户提供了短消息通信功能,使他们在定位过程中也能实现信息的双向传递。
(二)地理服务覆盖范围广
北斗定位技术作为一个全方位、无间断且具有全面性的导航系统,因其独特的网络构建与测量方式,使其在为复杂的地貌环境提供数据收集服务上表现出色。根据最近的数据更新,现已拥有超过三十九颗运行中的卫星,实现了全球范围内的完全覆盖。它所具备的广阔的地理及地形覆盖能力,让北斗超越了GPS的位置优势。相对于提高地形覆盖率来说,这是一种较为困难的过程,而北斗在这方面的进步则能在中国全国范围内实施高精度的地图制作更加游刃有余。
(三)更适宜的地理坐标体系
由于具备广泛覆盖及全面的地貌适应能力,中国自主开发的卫星导航系统的使用对于地图测量具有积极影响;同时,该体系能够无缝对接中国的法定参考框架——也就是我们常说的CGCS2000大地坐标基准点。这种方式可以避免因采用其他全球位置参照体如GPS而导致的繁琐、耗时的数据转化过程及其可能产生的误差问题。此外,它还为国内从事空间制图工作的机构提供了便利条件并提高了准确率水平。这一创新技术的实现得益于研究者们致力于满足国家的地球科学与工程领域的需求以推动相关产业的发展壮大。
(四)卫星通信功能
例如,基于GPS的传统卫星定位系统只具备单一的信息传递能力,只能提供地点坐标、高度及时间信息。而北斗卫星定位系统的优势在于其除了基本的导航服务外,也为授权式的服务引入了实时卫星通信功能。这大大改进了地理测量工作者在偏远山区或缺乏移动网络覆盖的环境中工作的条件,使他们在执行任务过程中能够即刻反馈测量结果并保持与团队成员之间的实时交流,确保工作人员的安全并且提高作业质量。尽管卫星通信并非独特创新,但在卫星导航方面,它实现了双向的数据传输通道来支持信息的返回,这是北斗领先于全球导航技术的体现[1]。
二、北斗导航在地理信息测绘中的应用
(一)北斗在地理信息基准建设中的应用
建立地理信息基准是各国地理信息测绘的关键环节。这涉及创建一种独特的计量标准结构,以便所有未来的测绘成果都能在这个框架内被定义和展示。这项举措无论是在国家的防御还是公共利益上都具有极其关键的重要性。中国北斗定位系统作为一个独立的全球卫星定位网络,在中国地理信息基准发展过程中起到了至关重要的作用,它所提供的CGCS2000技术可以有效地协助我们持续调整基准。随着系统的日益扩大,我们将借助北斗的支持来打造出一整套完整的CORS系统。通过搭建CORS系统,可以助力北斗更快融入国际市场并适应新的环境,从而为实现北斗定位系统全面进军国外市场铺设道路。
(二)北斗在卫星导航中的应用
卫星定位技术被普遍用于民用、军用、研究及制造等多个行业中,它的主要任务包括确定位置和服务导向。北斗系统能向内部装置传输准确的位置数据、行动轨迹及其他相关信息。同时,因其具备通信能力,所以搭载北斗系统的移动设备也具有低延迟的卫星通信特性。此外,北斗还可实现对运动模式预判、动态状况解析等多种导航服务的支持,从而提升卫星定位工作的广度和深度,并为其更加人性和科学化的定位提供了技术保障。
(三)北斗对测绘数据的精准化服务应用
借助北斗导航的高精确度定位与地理信息服务,使用者所持有的设备可以获得更为准确的地理位置信息及与其相关的功能。从测量角度来看,选取、整理、操作和稳定化分析是测量任务的关键环节,它们的价值无需赘述。所有这些活动都需要高度依赖于导航的精确度。因为北斗系统本身就支持CGCS2000,所以测量人员能节省大量的时间用于坐标转换和精确度调整等方面的工作。此外,因北斗提供了信息反馈路径,所以在某些要求实时的反馈测量信息的情境下,北斗特有的短消息服务可以在位置服务的框架内迅速发送和储存数据。
(四)北斗在测绘应急处理领域的运用
在地形勘察的过程中,核心要求是保持信息的准确性和精确度。为了进一步提升定位的稳健与准确定位能力,北斗卫星系统通过自身的一些特性,从两个角度出发,即稳健和精确来支持地图制作过程中的详细资料收集。第一,北斗卫星提供的定时及测量功能使我们能够获取实时的位置信息,并将这些信息与时间和地点相关联,从而生成具有及时性和真实性的一一对应的位置数据,并在每个测量步骤后对位置信息进行调整。第二,由于北斗卫星系统的存在,可以避免因技术问题导致的混乱情况,这有助于降低无谓的损耗和浪费。最后,为了保障通信和数据传递的稳定性,北斗卫星系统设立了严苛的规定,以此确保通信和返回的数据质量,同时它的高效安全的服务也有助于工作的顺利开展[2]。
三、结语
作为中国测绘地理信息的领军人物,北斗卫星导航系统在推进技术的革新和突破上发挥着关键作用。它以精准的位置服务、广阔的地域覆盖范围、实时通信能力和对CGCS2000坐标体系的天然适应性,改进了传统的测量过程并显著提高了数据分析及紧急情况下的反应速度。同时,北斗系统在测绘管理的实际运用中展现出独特的优势,使包括测绘工作者和管理层在内的所有人都能够获取更准确且及时的地理信息,从而保证项目的顺利实施和优质结果。伴随着北斗系统的逐步成熟和国际化的加速进程,它的影响力将在全球测绘和地理信息服务的领域继续扩展,向世界各地的客户提供更多元化的优质服务。北斗成功的案例不仅仅展示了我们在科技创新方面的实力,同时也为我们其他的技术领域带来了可以参考的学习经验。
参考文献
[1]吴盼.北斗卫星导航系统在测绘中的应用及问题研究[J].技术与市场,2017,24(12):74-75.
[2]云成.加快地面基础设施建设,着力推动行业应用——《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》发布[J].卫星应用,2014,(04):46-47.