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人类生活在地球上,其一切活动,无不与测绘信息或者说地理空间信息有关。什么时间,什么地方,发生了什么事情,事发地点及其周围的环境发生什么变化,有什么关联,这些都是人们最为关心的问题。经济社会发展对测绘信息的需求在迅速增长。当今社会已进入信息时代,世界各国都把加速信息化进程视为新型发展战略,导致测绘信息服务的方式和内容在国家信息化的大环境下发生了深刻变化,促进了测绘信息化的发展,推动测绘事业优化升级,继而催生了信息化测绘的新概念。现阶段的测绘科学技术学科的发展现状和趋势,主要是以3S技术为代表的现代测绘技术作支撑,发展地理空间信息的快速获取、自动化处理、一体化管理和网络化服务,以此推进信息化测绘的建设进程。

今天小编为大家带来卫星定位测量的发展。

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(一)卫星定位测量

1、现代测绘基准建设

现代测绘基准(又称地理空间信息基准),是确定地理空间信息的几何形态和时空分布的基础,是反映真实世界空间位置的参考基准,它由大地测量坐标系统、高程系统/深度基准、重力系统和时间系统及其相应的参考框架组成。近年来我国现代测绘基准的建设取得了重要进展。基于现代理念和高新技术的新一代大地坐标系己进入实用阶段。经国务院批准,我国自2008年7月1日起启用“2000国家大地坐标系(简称CGS2000)”,并规定CGS2000与现行国家大地坐标系的转换、衔接过渡期为8至10年。关于我国的高程基准,除了建立新的一等精密水准网作为高程参考框架外,还可借助厘米级精度(似)大地水准面形成全国统一的高程基准。因此我国信息化测绘体系所要的建立的现代测绘基准则是在多种现代大地测量技术支撑下的全国统一、高精度、地心、动态的几何——物理一体化的测绘基准。

我国5.12汶川大地震将灾区原有维护测绘基准的国家平面与高程系统以及城市坐标系的控制点摧毁殆尽,已完全不能满足救灾、抢险和灾后家园重建的要求,为此国家测绘局编制了汶川地震灾后重建测绘保障工作实施方案,对灾区及周边地形变进行分析,并采用现代测绘技术,快速高效地恢复和建立了灾区应急测绘基准体系,为灾情评估、灾后重建规划和建设提供及时、可靠的测绘服务。此基准包含了24个GPS连续运行基准站和灾区厘米级精度似大地水准面。

2、全球导航卫星系统(GNSS)的组建

当今世界上全球导航卫星系统除美国的GPS和俄罗斯的GLONASS之外,现在正在建设的有欧盟的GALILEO和中国的北斗二代(COMPASS)。近年来,后两者的建设均有较大进展。2008年欧盟通过了GALILEO的最终部署方案,标志着为期6年的伽利略计划基础设施建设正式启动。它分两阶段实施,即2008年至2013年为建设阶段,2013年后为正式运行阶段。2008年4月27日发射升空的第二颗在轨验证元素卫星GIOVE-B,目前已开始在轨检测,将继续验证未来GALILEO有效载荷的关键技术。GIOVE之后下一步计划就是2010年发射4颗运行卫星,验证GALILEO太空设备与相关的地面段设备。一旦在轨验证阶段结束,则将发射其余26颗卫星,部署一套具有完全运行能力的由30颗星组成的星座。中国的北斗二代导航系统已开始组建。2007年2月3日,中国用长3号甲火箭将北斗系统4号星发射升空,现在卫星转入正常运行。2007年4月14日,我国又再次以长3甲火箭将一颗北斗MEO导航卫星送入太空。这标志着我国将开始由区域导航卫星系统向全球导航卫星系统建设的过渡。

3、卫星定位技术的研究热点

   网络RTK和精密单点定位技术仍是当前主要研究热点。尤其是利用网络RTK技术在大区域内建立连续运行基准站网系统(CORS),为用户全天候、全自动、实时地提供不同精度的定位/导航信息。这里主要研究其技术实现的方法。现在比较成熟的方法有虚拟基准点技术(VRS)、主辅站技术(FKP)以及数据通信模式等。由于当前出现了多种卫星和多种传感器导航定位系统,因此产生了多模组合导航和多传感器融合导航技术,前者如GPS/GLONASS/GALILEO/BD的组合导航,后者则是将GNSS同惯性、天文、多普勒、地形、影像等相融合的导航系统。它们都是按某种最优融合准则进行最优组合,实现提高目标跟踪精度的目的。

4、GPS/重力相结合的高程测量新方法

这是GPS逐渐发展比较成熟的测定地面海拔高程(正高或正常高)的一种新技术。GPS可测出地面一点的大地高,如果能在同一点上获得高程异常(或大地水准面差距),那么就可将大地高通过高程异常(或大地水准面差距)很容易转换成正常高(或正高),即通常水准测量测出的海拔高程。这里的关键技术就是高精度、高分辨(似)大地水准面数值模型的确定方法。由于这种方法可以替代费时、费力、费财的几何水准测量,要求(似)大地水准面数值模型达到同几何水准测量相当的厘米级精度水平,这就要在其确定理论和解算方法上不断改进和完善,用于实际解算的各种观测数据不断丰富。例如目前在我国出现的顾及地球曲率的严密重力归算方法,就是采用曲率连续张量样条算法的格网空间异常内插方法,以及似大地水准面的第二类赫尔默特凝聚算法等。采用这些理论和方法大大提高了(似)大地水准面数值模型的精度。

注:本文取之宁津生院士的《测绘科学技术学科发展现状》


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