北斗實時精密定位關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用項目研發(fā)側(cè)記
前不久,廣西南寧市測繪地理信息局組織研發(fā)的“南寧市北斗位置綜合服務(wù)系統(tǒng)”獲2017年度南寧市科技進步一等獎。基于這一系統(tǒng),可實現(xiàn)基站監(jiān)測管理、北斗精密定位等多種功能,讓新技術(shù)廣泛應(yīng)用于不動產(chǎn)測繪、工程測量、滑坡監(jiān)測等領(lǐng)域。

項目成果意義重大
過去,受技術(shù)條件限制,老一輩測量員多采用皮尺、平板儀、經(jīng)緯儀等傳統(tǒng)儀器進行測量,得出的成果多為手繪地圖,且精度較低、應(yīng)用范圍較窄。
在廣西測繪地理信息局的指導(dǎo)幫助下,2017年,南寧市測繪地理信息局依托本局技術(shù)力量,突破兼容北斗衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的區(qū)域高精度實時電離層和對流層延遲建模及基準(zhǔn)站坐標(biāo)實時監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)成功具有國際先進水平的“南寧市北斗位置綜合服務(wù)系統(tǒng)”。
現(xiàn)在,通過北斗位置綜合服務(wù)系統(tǒng)(CORS),利用RTK等電子設(shè)備開展數(shù)字化測繪,讓快速、精確采集地物點坐標(biāo)及高程成為現(xiàn)實,也讓其生產(chǎn)的數(shù)字化測繪成果應(yīng)用范圍變得更為廣泛。
關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破
電離層和對流層是高精度衛(wèi)星定位的主要誤差源,同時利用對流層可以反演水汽用于天氣預(yù)報,但目前CORS商業(yè)軟件無法提供區(qū)域高精度電離層和對流層及其水汽,不僅對北斗導(dǎo)航定位精度造成很大影響,也無法為天氣預(yù)報服務(wù)。
為解決這一困難,南寧市測繪地理信息局啟動了攻克北斗實時精密定位關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用的攻堅戰(zhàn)。
經(jīng)過兩年多的研究開發(fā),技術(shù)人員先后建立了區(qū)域高精度多模實時電離層延遲改正模型,并發(fā)展了一套完善的地基GNSS水汽三維層析的理論與方法,建立了區(qū)域?qū)α鲗痈呔燃s束及水汽轉(zhuǎn)換模型,解決了傳統(tǒng)技術(shù)收斂時間慢、缺少實時精密星歷的難題,研發(fā)了國內(nèi)外首個精度小于2毫米的區(qū)域?qū)崟r可降水量監(jiān)測系統(tǒng)。
南寧市國土測繪地理信息中心總工程師、南寧市北斗位置綜合服務(wù)系統(tǒng)研發(fā)團隊的負責(zé)人方丹娜介紹說:“例如電離層、對流層會對北斗精密定位的準(zhǔn)確性造成影響,為此,我們建立了電離層層析成像三維分布圖、可降水量空間分布圖等多個模型,并實時采集數(shù)據(jù)進行監(jiān)測,這樣可以有效減少誤差,讓RTK獲得實時厘米級精度的定位。”
值得一提的是,該研發(fā)團隊還研發(fā)了國內(nèi)外首個精度優(yōu)于3毫米、更新率小于24小時的基準(zhǔn)站坐標(biāo)動態(tài)監(jiān)測與自動維持系統(tǒng),解決了基準(zhǔn)站的穩(wěn)定性監(jiān)測難題,有效提高了RTK定位服務(wù)的精度、可靠性及基準(zhǔn)站遇到地震、滑坡等自然災(zāi)害時的快速恢復(fù)能力。
項目成果迅速推廣
北斗實時精密定位關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用不僅顯著提升了南寧市的信息化水平,還進一步完善了基于北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)的南寧市測繪基準(zhǔn)體系,為南寧市北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
目前,項目成果已為全市150多家測繪資質(zhì)單位提供服務(wù),極大地提高了測繪生產(chǎn)效率,降低了測繪生產(chǎn)成本。按南寧市測繪生產(chǎn)服務(wù)總值每年1億元估算,項目成果能提高10%生產(chǎn)效率,每年能節(jié)省資金1000萬元。項目成果還可以拓展至氣象、地震等應(yīng)用領(lǐng)域。目前,水汽監(jiān)測產(chǎn)品已被南寧市氣象部門用來開展短時降水預(yù)報研究。
下一步,該項目將基于北斗位置綜合服務(wù)系統(tǒng),開展地災(zāi)隱患點的安全監(jiān)測和預(yù)警;與氣象部門合作開展北斗水汽監(jiān)測與氣象常規(guī)水汽監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合研究,研發(fā)基于北斗水汽監(jiān)測產(chǎn)品的氣象預(yù)報模型;進一步研究北斗和慣導(dǎo)的組合導(dǎo)航技術(shù),開展北斗在公共交通領(lǐng)域的室內(nèi)外高精度一體化導(dǎo)航定位應(yīng)用,讓這一高新技術(shù)更好應(yīng)用于實際、造福于民。
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