北斗卫星导航系统在工程测绘中的运用

北斗卫星导航系统在工程测绘中的运用

张薇

辽宁省自然资源事务服务中心

摘要：随着研究人员对该项技术的不断完善升级和优化创新，在未来的建设工程中，北斗导航测绘技术将会具有更高的应用价值和更大的应用空间。同时，相关人员也应不断加强建设工程测量对北斗导航测绘技术的应用研究，以便充分发挥其应用价值。

关键词：北斗卫星导航；工程测绘；应用

1.北斗导航系统的运行方式

北斗导航系统的主要操作方法是空间距离交会算法，操作的具体原理与其他国家的导航系统相似。北斗导航系统运行中的主要设备是北斗卫星信号接收机，它被设备安装者固定在一个特定的位置上，对于固定位置需要慎重选择，要通过非常严格和精确的计算才能确定。由于北斗导航接收器要随机接收卫星的定位信息，时间无法确定，因此必须同时接收三颗或更多的卫星的定位，以便确保定位信息的准确性。卫星在接收到信息后，通过计算机对数据进行计算，估算出准确的数值，然后用它来修正接收到的数据的误差。北斗系统的导航和测绘技术的坐标系统一般分为两类：第一类是空间固定坐标系统，第二类是地点固定坐标系统。在测绘的实际工作过程中，要根据项目实施的具体情况，选择最恰当的坐标系统。当然，如果有特殊情况，也可以同时使用两个坐标系统来测绘。将两个坐标系统得出的数据结合起来，会使最后得出的结论更加准确，并提高测绘的效率。北斗卫星导航定位系统采用的技术主要包括数据传输技术和基于载波相位观测系统的TK测量技术，其中测量技术的优越性更为突出。在基准站安装一台北斗卫星导航定位系统的信号接收器，以实现稳定连续的地质观测机制，并将观测获得的数据通过无线电进行储存和传播。

2.北斗导航系统测绘功能具备的优点

目前，工程测绘主要以GPS定位技术为基础，已经能够满足实际基本工作的需要，但仍有很多方面有待改进。中国的北斗卫星定位系统在技术层面上优于GPS技术，已经基本实现了对亚太地区的全面覆盖，并能为工程测绘提供快速高效的通信服务。GPS导航系统主要采用双频定位技术，但北斗卫星导航定位系统通常采用三频定位技术，定位精度可以达到2cm，定位精度比GPS导航系统更高、更精准。由于技术特点的差异，GPS卫星定位系统在一些偏远山区会出现信号较弱的情况，因此单纯依靠GPS技术进行工程测绘，会严重限制后续工作的开展。北斗卫星定位系统覆盖面积大，具有三频定位技术和定位精度高等优点，可以满足工程测绘工作绝大部分的需求，其优点具体体现在以下三个方面。

3.北斗卫星导航系统在测绘工作中的具体运用

3.1.提升测绘效率

传统工程测绘技术对各种劳动力成本和材料技术的专业性要求非常高，因此测绘缺口的需求量较大。为了改善这种测绘行业的现状，设计师致力于将北斗导航技术运用到工程测绘领域。北斗导航技术在工程测绘中的应用可以有效地节省测绘所需的时间和物质成本，大幅度提高测量效率，为提高测量效率做出了重要贡献。

3.2.提升测绘精度

北斗导航制图是一项新技术，可在绘制各种复杂项目时获得更准确的测量结果，并为人民的实际工作提供更精确数据。利用北斗导航制图技术进行的测量提供了厘米、毫米和毫米以下的精确度，充分满足了某些具体测量的实际需要。这种技术的准确性极大地促进了现代社会的发展，同时也是当今新科技的象征和代表。

3.3.作业标准降低

北斗卫星导航系统的定位与RTK技术的应用相结合，具有相当大的好处，因为不需要在相邻点之间有一个视角，而只需要满足电磁波的视角。工作原理符合GPS-RTK技术，但技术含量较高，实际效果较客观。北斗卫星导航系统RTK技术与传统测量方法相比减少了干扰和故障因素。即使在山区和森林茂密的复杂地区，北斗卫星导航系统的RTK技术也能提供高精度的制图结果，但条件是必须满足作业条件，这充分表明了该系统的技术优势，值得推广。

3.4.增加经济效益

根据调查研究，在工程测绘过程中使用北斗导航测量技术可以降低相关企业和单位的投入成本，有效缩短工作时间，促进测绘效率的提高。由此可见，北斗测绘系统的先进技术必定会为国家和相关企业带来良好的经济效益。

4.北斗卫星导航系统在测绘工作中的具体运用

4.1.在道路测绘项目中的运用

（1）准确绘制地形图。在公路建设过程中，必须事先绘制大比例尺的地形图。然而传统的绘制方法受到技术的限制，始终存在测量工作量大、耗费时间长，测量效率和精度无法得到保障的问题。通过使用北斗导航测绘技术绘制地形图，可以在更短的时间内获得更准确的数据信息，并且绘制的地形图更完整。（2）参与公路工程控制。一般而言，北斗导航的测绘系统属于比较成熟且精确的静态测量技术，但北斗导航的动态测量技术将主要应用于公路工程的控制测量，这种情况下，动态测量技术可以促进工作效率的提高。（3）测定公路中线的应用。在开展公路工程测绘工作的过程中，在绘制完大比例尺地形图后，工作人员必须在地面上标出公路的中心线再进行施工。因此，必须对公路的中心线进行测量。此时，可以运用北斗导航测绘技术，满足实际工程中的不同需求，有效利用北斗接收机实现对高速公路中心线坐标的测量和定位。（

4）测定公路纵横切面的应用。可以利用北斗导航测绘技术获得道路的纵向和横向尺寸数据，并利用测绘软件和中线的桩点距离间隔绘制出道路的纵向和横向截面状况。

4.2.在工程变形测量中的运用

土木工程的工作过程中，不可避免地会有各种变形情况的发生，必须对变形现象进行及时的监控和管理，因此需要对有可能发生变形的区域进行测量和监测。通过使用北斗导航测绘技术，可以准确测量建筑物之间的距离变化和具体变形程度。利用该技术进行测量，可以有效减少各种资源的浪费，节约人力、物力，保障测绘工程的安全展开。

4.3.地下工程测绘中的应用

土木工程测量由地面测量和地下水区域测量两部分组成。地形的一部分主要是测量土木工程中的地面控制，以及在土木工程完成后的工作过程中监测地面变形。该部分工作与正常测量相似，因此3S技术得到广泛应用。一般来说，大型隧道工程通过实测地形控制网，通过引入传统的导线网络和三角剖分与北斗导航控制网，完全改变了网络的精度和可靠性。随着卫星精度的提高，北导航在通过隧道测量的大地流量管道范围内监测地形变形以及处理大型地形工程方面发挥着重要作用。

4.4.在水下测绘过程中的运用

在一些沿海城市，北斗系统的导航测绘技术已被广泛用于沿海码头和航道的设计，为人们的实际工作带来了良好的正面效果。此外，该技术还能提供更精确的水下地形图，帮助人们充分了解和有效利用海洋资源。要想将北斗系统的测绘技术应用到水下工程测绘中，必须充分考虑各种安全问题，尤其是对工作人员的人身安全，必须提供有力的保护。同时，水下工程的测绘工作要求技术人员具有较高的技术要水平，因此需要安排专业性强的工作人员下水。在开始实际工作前必须能够把握整体工作流程，以获得更好的测绘效果。

5.结束语

综上所述，中国自主研发并运行的世界范围内的GPS定位系统，是当今世界上最尖端的技术。目前，我国已成为世界上四大导航与定位卫星的重要组成部分。北斗卫星导航系统与其他三个主要系统兼容，即中国COMPASS卫星导航系统和中国北斗音译。在卫星导航领域，其发展方向是自主、开放、兼容、可持续的、可扩展性强的导航系统。随着人类的生存与生活需求，导航与定位越来越成为研究热点。

参考文献

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[2]白英广,王福军.北斗卫星导航定位系统在工程测绘中的应用探讨[J].科技创新导报,2018,15(21):20+22.