BDS在勘测定界项目中的应用与分析

才艺+季文豹

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.066

摘 要：BDS已经具备了向亚太地区提供导航、定位和授时服务的能力，因此，开展BDS在国土单位中的应用就具有重要意义。该文以某征地勘界的具体项目为依托，重点分析了BDS系统在勘测工作中的精度，并且将其与GPS系统进行了对比，最后将两系统进行了融合并分析了其精度。

关键词：勘测定界 BDS GPS 精度 数据处理

中图分类号：P22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（a）-0066-02

BDS是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后建成并运营的第三个卫星导航系统。截止到目前，北斗系统已发射20多颗卫星，计划在2018年完成基本导航与授时等导航定位服务[1]。为了紧跟国家发展方向更加为了更好地为人民服务的原则，该文研究了BDS系统的定位原理，并且将BDS切实地应用到国土工作中去，通过实践证明了该系统的可用性、先进性。土地勘测定界的主要作用体现在：使耕地保护制度顺利实施，保证用地审查、使用地审批工作规范化，为用地审批工作提供参考。

1 BDS建设现状及其定位原理

1.1 BDS现状

自2000年成功实验了“北斗一号”，便拉开了北斗系统建设的序幕。2007年开始北斗系统二代的建设，北斗系统也开始真正的面向实际应用[2]。目前北斗系统的在用卫星有5颗GEO、6颗IGSO和3颗MEO可供使用，已经完全具备了面向亚太地区提供定位导航授时的能力。

1.2 BDS定位原理

GNSS精密单点定位中最基本的观测值是伪距观测值（如C/A码、P码等）和载波相位观测值[4，5]。其中，伪距观测值属于绝对观测量，其测距精度为0.3～3 m，载波相位观测值属于相对观测量，其测距精度为1～3 mm。伪距观测值和载波相位观测值的观测方程如下式所示：

上述观测方程中假定已经精确改正了系统误差项，如天线相位中心改正（Phase Center Correction，PCC）、潮汐改正、相对论效应改正、相位缠绕改正等。通过对以上公式中的伪距观测方程和载波相位观测的线性组合可以达到消除或削弱系统误差，恢复模糊度的整数特性，降低噪声等目的[6]，以满足不同应用的需求。

2 勘测定界概况及测量方案

2.1 项目概况

该项目位于辽宁省西部，东端与巴新线相接，西端与锦承线相连，是巴新线的后方通路，也是蒙东煤炭外运的重要组成部分。建成之后其通道能力的形成，可以促进辽西地区经济的发展并拉动辽宁省整体经济的前进，对全省东西铁路通道的形成打下基础，保证辽宁省各市间及东北区域的货物交流，特别是对中心城市沈阳经济地位的提升，具有深远的意义。

2.2 测量方案

该项目控制测量利用80坐标系统测量控制点作为起算点，利用Lecia接收机的CORS站测量模式进行了检核，并且联测了铁路某段沿线控制点或加密控制点。最终利用控制网求得了項目区的GNSS坐标系与80坐标系统的转换参数，并保证了每个测区及周边都有方便使用的控制点，为后续利用RTK测量模式测设界址点、地类调查提供便利条件。通过外业测量及内业计算，平面坐标精度均在误差规定范围之内，并且利用控制点进行了不同坐标系统的坐标转换，转换后成果精度均在规程规范规定的范围之内。

测量方案流程图如图1所示。

3 基于不同定位系统数据分析

该实验利用Lecia MS15接收机对不同系统下获取的界址测量成果进行了精度的对比分析，实验结果及方案如下所示。

（1）同一系统下相同观测点精度对比。

该实验我们利用GPS和BDS分别对相同界址点进行了观测，每一勘界点我们分别不间断地观测20次，然后与静态的已知坐标做对比。测量结果如表1、表2所示。

由表1、表2可知：目前BDS系统的RTK观测精度与GPS的RTK测量模式下的精度相当，某些情况下观测精度优于GPS，但是在观测条件比较恶劣的4号点，GPS观测精度略好于BDS。

（2）GPS和BDS系统组合相同点精度对比。

该实验我们利用GPS和BDS联合解算的方法以及BDS单系统解算结果，分别对相同界址点进行了观测，每一勘界点我们分别不间断地观测20次，然后与静态的已知坐标做对比。测量结果如表3所示。

从表3可以看出，实验过程中我们采集的不同系统组合的数据精度，明显高于单系统的精度。这是由于不同系统之间数据融合后，由于可观测卫星数的增加客观上提高了可计算的历元数，进而提高了观测点的测量精度。

4 结语

通过将BDS应用到勘测定界项目中，BDS系统下获取的点位精度完全满足此类工程项目精度的要求；另外，多系统精度融合的精度明显优于单系统的精度。因此，合理地利用算法将不同的全球导航定位系统进行融合，可以切实地提高观测精度，并且在收敛时间上也明显优于单系统。

参考文献

[1] 李鹤峰，党亚民，秘金钟，等.BDS与GPS、GLONASS多模融合导航定位时空统一[J].大地测量与地球动力学，2013（4）：73-78.

[2] 严义强.浅谈土地勘测定界流程及技术要求[J].广东科技，2012，2（3）：152-154.

[3] 张小红，左翔，李盼，等.BDS/GPS精密单点定位收敛时间与定位精度的比较[J].测绘学报，2015（3）：250-256.

[4] 汪亮，李子申，袁洪，等.BDS/GPS/GLONASS组合的双频单历元相对定位性能对比分析[J].科学通报，2015（9）：857-868.

[5] 何俊，袁小玲，曾琪，等.GPS/BDS/GLONASS组合单点定位研究[J].测绘科学，2014（8）：124-128，170.

[6] 王世进，秘金钟，谷守周，等.BDS/GPS组合相对定位方法及精度分析[J].测绘通报，2014（5）：1-4.endprint