摘要：北斗卫星导航系统作为我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，它不仅用于国土资源、水利、国防等领域，也广泛用在中小比例的测绘、采集动静态测量数据等方面。
关键词：北斗卫星导航系统；测绘；应用
一、北斗卫星导航系统概述
1.1北斗卫星导航系统介绍
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发，独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS，与美国GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统。
1.2北斗卫星导航系统组成
北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星；地面端包括主控制站、注入站和监测站等若干地面站；用户端则由北斗用户端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和十六颗北斗导航卫星（其中，北斗—1A已经结束任务），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。
1.3北斗卫星导航系统工作原理
北斗卫星导航系统的工作原理是：先由地面端的中心控制系统同时向卫星I号和卫星II号发射询问信号，经过卫星转发器对服务区内的所有用户进行信号广播。终端用户在响应其中一颗卫星的询问信号的同时向两颗卫星发送回应信号，信号经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接受并解调终端用户发来的信号，然后对用户申请内容进行数据处理。对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟数据。通过对数据处理，中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。
二、北斗卫星导航系统的特点
北斗导航终端与GPS及格洛纳斯相比，优势在于短信服务和导航结合，增加了通讯功能，全天候快速定位，极少的通信盲区，精度与GPS相当。向全世界提供的服务都是免费的，在提供无源定位导航和授时等服务时，用户数量没有限制，且与GPS兼容。特别适合集团用户大范围监控与管理，记忆无依托地区数据采集用户传输应用。自主系统，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，适合关键部门应用。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的地位，导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务时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、高可靠的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。导航精度不逊于欧美，北斗卫星导航系统解决了何时、何人、何地的问题，这就是北斗的特色服务。
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三、北斗卫星导航系统在测绘中的应用与展望
3.1地质灾害监测与应急指挥中的应用
北斗卫星导航系统集定位、授时和报文通信为一体等优势在地质灾害防治中有重大的应用价值。北斗卫星导航系统为我国灾情信息的采集、灾害应急指挥提供了一个有力的技术支撑手段，能够解决应急救灾工作中急需的多层次、多手段应急通信保障、灾情信息一体化采集与处理、救灾人员监控调度和路线引导等需求，尤其在我国西部偏远山区，应急终端提供的北斗短信功能及时有效地弥补了常规信号不能完全覆盖的缺点，对于提高国家自然灾害救助信息化技术水平具有重要意义。由上述研究可见，综合利用北斗卫星导航系统短报文通信功能和地面移动通信网络以构建多层次、多手段的通信架构，保障了通信的畅通。同时对灾情信息一体化采集与处理和对救灾人员的监控、调度和救灾路线的引导，对于灾情快速评估和有效及时开展救援工作至关重要。
3.2土地利用动态监测中的应用
常规野外监测一般采用简易补测法或平板仪补测法。其中，简易补测法是利用变更地物与周围明显地物之间的相对位置关系，使用皮尺、钢尺等简易测量工具，运用比较法、截距法、延长线截距法等几何方法进行实地测量。简易补测法仅仅适用于变更范围小，变更地物周围存在明显地物点的情况。但如果变更范围较大，且已知明显地物点较少，则通常采用平板仪补测法。平板仪补测法由于速度慢、效率低，而且在实施过程中易受主观因素干扰，致使精度低，严重影响监测质量。由于北斗卫星导航系统单向传递时间为100ns，双向传递时间为20ns；平面位置精度通常为100m，设标校站之后为20m，高程控制精度为10m，可以满足土地利用状况调查及动态监测的精度要求。将北斗卫星导航系统应用在土地监测中，会使监测速度和精度大大提高，克服传统监测方法的种种弊端，适应各种复杂的变更情况，真正地实现了动态监测的实时性、数值化，确保土地利用现状调查的时效性。
3.3电力线路设计勘测中的应用
随着智能电网的大发展，北斗导航系统在电力线路设计勘测中的应用将更为广泛和重要。北斗卫星系统是我国自主研制的区域性卫星导航定位和通信系统，具有首次定位快、无通讯盲区、保密性强等特点。特别是在授时方面精度非常高，单向授时精度100纳秒，双向授时达到20纳秒，研制基于北斗系统的电力授时系统，可以有效保障我国电力安全和国家安全。以广西水利电力勘测设计院在百色山区地区开展电力线路设计勘测为例，应用先进的北斗卫星通信导航系统作为通信信道，有效地解决了山区山高林密，通信不畅，交通不便，维护困难的问题。北斗卫星系统系统支持多用户并发处理，入站至少可保证每秒200个用户同时并发通信请求；做到电力线路设计勘测数据双备份（测站和网管中心）；卫星天线小，宽和高均约为15cm；系统工作在L/S/C频段，几乎不受雨衰和噪声影响；数传速率快，出站31.25kbps，入站15.625kbps；传输误码率优于10-5；卫星终端设备功耗小。
结语
作为我国自主研发、拥有完全知识产权的新一代全天候卫星导航系统，在冰冻灾害、奥运会、抗震救灾中发挥了巨大的作用。随着该系统不断地完善，定位精度的不断提高，北斗卫星导航系统在未来期望成为国内普及率最高的全天候卫星导航系统，在测绘工程中发挥更重要作用。
参考文献
[1]侯柯屹，梁福全，张军.浅谈北斗卫星导航系统及在测绘中的应用.2010.
[2]康红星.gps-rtk技术在城市控制测量中的应用[J].工程设计与建设.2009.
作者简介：陈江（1977.01）性别：男，学历：解放军信息工程大学，本科，
论文作者:陈江1,王睿2,张俊2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/10
标签：北斗论文; 导航系统论文; 精度论文; 地物论文; 通信论文; 系统论文; 用户论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;