BDS在勘測定界項目中的應用與分析

才藝+季文豹

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.066

摘 要：BDS已經具備了向亞太地區提供導航、定位和授時服務的能力，因此，開展BDS在國土單位中的應用就具有重要意義。該文以某征地勘界的具體項目為依托，重點分析了BDS系統在勘測工作中的精度，并且將其與GPS系統進行了對比，最后將兩系統進行了融合并分析了其精度。

關鍵詞：勘測定界 BDS GPS 精度 數據處理

中圖分類號：P22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（a）-0066-02

BDS是繼美國GPS、俄羅斯GLONASS之后建成并運營的第三個衛星導航系統。截止到目前，北斗系統已發射20多顆衛星，計劃在2018年完成基本導航與授時等導航定位服務[1]。為了緊跟國家發展方向更加為了更好地為人民服務的原則，該文研究了BDS系統的定位原理，并且將BDS切實地應用到國土工作中去，通過實踐證明了該系統的可用性、先進性。土地勘測定界的主要作用體現在：使耕地保護制度順利實施，保證用地審查、使用地審批工作規范化，為用地審批工作提供參考。

1 BDS建設現狀及其定位原理

1.1 BDS現狀

自2000年成功實驗了“北斗一號”，便拉開了北斗系統建設的序幕。2007年開始北斗系統二代的建設，北斗系統也開始真正的面向實際應用[2]。目前北斗系統的在用衛星有5顆GEO、6顆IGSO和3顆MEO可供使用，已經完全具備了面向亞太地區提供定位導航授時的能力。

1.2 BDS定位原理

GNSS精密單點定位中最基本的觀測值是偽距觀測值（如C/A碼、P碼等）和載波相位觀測值[4，5]。其中，偽距觀測值屬于絕對觀測量，其測距精度為0.3～3 m，載波相位觀測值屬于相對觀測量，其測距精度為1～3 mm。偽距觀測值和載波相位觀測值的觀測方程如下式所示：

上述觀測方程中假定已經精確改正了系統誤差項，如天線相位中心改正（Phase Center Correction，PCC）、潮汐改正、相對論效應改正、相位纏繞改正等。通過對以上公式中的偽距觀測方程和載波相位觀測的線性組合可以達到消除或削弱系統誤差，恢復模糊度的整數特性，降低噪聲等目的[6]，以滿足不同應用的需求。

2 勘測定界概況及測量方案

2.1 項目概況

該項目位于遼寧省西部，東端與巴新線相接，西端與錦承線相連，是巴新線的后方通路，也是蒙東煤炭外運的重要組成部分。建成之后其通道能力的形成，可以促進遼西地區經濟的發展并拉動遼寧省整體經濟的前進，對全省東西鐵路通道的形成打下基礎，保證遼寧省各市間及東北區域的貨物交流，特別是對中心城市沈陽經濟地位的提升，具有深遠的意義。

2.2 測量方案

該項目控制測量利用80坐標系統測量控制點作為起算點，利用Lecia接收機的CORS站測量模式進行了檢核，并且聯測了鐵路某段沿線控制點或加密控制點。最終利用控制網求得了項目區的GNSS坐標系與80坐標系統的轉換參數，并保證了每個測區及周邊都有方便使用的控制點，為后續利用RTK測量模式測設界址點、地類調查提供便利條件。通過外業測量及內業計算，平面坐標精度均在誤差規定范圍之內，并且利用控制點進行了不同坐標系統的坐標轉換，轉換后成果精度均在規程規范規定的范圍之內。

測量方案流程圖如圖1所示。

3 基于不同定位系統數據分析

該實驗利用Lecia MS15接收機對不同系統下獲取的界址測量成果進行了精度的對比分析，實驗結果及方案如下所示。

（1）同一系統下相同觀測點精度對比。

該實驗我們利用GPS和BDS分別對相同界址點進行了觀測，每一勘界點我們分別不間斷地觀測20次，然后與靜態的已知坐標做對比。測量結果如表1、表2所示。

由表1、表2可知：目前BDS系統的RTK觀測精度與GPS的RTK測量模式下的精度相當，某些情況下觀測精度優于GPS，但是在觀測條件比較惡劣的4號點，GPS觀測精度略好于BDS。

（2）GPS和BDS系統組合相同點精度對比。

該實驗我們利用GPS和BDS聯合解算的方法以及BDS單系統解算結果，分別對相同界址點進行了觀測，每一勘界點我們分別不間斷地觀測20次，然后與靜態的已知坐標做對比。測量結果如表3所示。

從表3可以看出，實驗過程中我們采集的不同系統組合的數據精度，明顯高于單系統的精度。這是由于不同系統之間數據融合后，由于可觀測衛星數的增加客觀上提高了可計算的歷元數，進而提高了觀測點的測量精度。

4 結語

通過將BDS應用到勘測定界項目中，BDS系統下獲取的點位精度完全滿足此類工程項目精度的要求；另外，多系統精度融合的精度明顯優于單系統的精度。因此，合理地利用算法將不同的全球導航定位系統進行融合，可以切實地提高觀測精度，并且在收斂時間上也明顯優于單系統。

參考文獻

[1] 李鶴峰，黨亞民，秘金鐘，等.BDS與GPS、GLONASS多模融合導航定位時空統一[J].大地測量與地球動力學，2013（4）：73-78.

[2] 嚴義強.淺談土地勘測定界流程及技術要求[J].廣東科技，2012，2（3）：152-154.

[3] 張小紅，左翔，李盼，等.BDS/GPS精密單點定位收斂時間與定位精度的比較[J].測繪學報，2015（3）：250-256.

[4] 汪亮，李子申，袁洪，等.BDS/GPS/GLONASS組合的雙頻單歷元相對定位性能對比分析[J].科學通報，2015（9）：857-868.

[5] 何俊，袁小玲，曾琪，等.GPS/BDS/GLONASS組合單點定位研究[J].測繪科學，2014（8）：124-128，170.

[6] 王世進，秘金鐘，谷守周，等.BDS/GPS組合相對定位方法及精度分析[J].測繪通報，2014（5）：1-4.endprint