河南理工大学 2021～2022 学年第 1 学期
《测绘学概论》试卷
考试方式：开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 100 %
专业班级： 测绘卓2102 姓名： 马梓豪
学 号： 382105020216 分数：
评卷人：
考试题（从下面8道题目中任选一题，满分100分。要求3000字以上，必须手写）
1.测绘地理信息在自然资源“两统一”职责中发挥的作用。
2.北斗导航系统组成、特点，以及在各行业发挥的作用。
3.无人机低空遥感技术现状及发展前景。
4.我国高分辨率对地观测系统的卫星组成及传感器特点。
5.简述航天航空遥感技术在自然资源调查监测中的作用。
6.新型基础测绘、实景三维及智慧城市时空大数据平台建设的内涵。
7.试述“泛在测绘”对专业测绘地理信息行业带来的变革。
8.试述目前商用GIS软件系统的特点以及与BIM的结合。
北斗导航系统组成、特点，以及在各行业发挥的作用引言
2020年6月23日，北斗三号全球卫星导航系统（BDS-3，简称北斗三号系统）组网工程的最后一颗地球静止轨道卫星（GEO-3）成功发射，标志着北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成以及北斗导航卫星系统“三步走”发展战略的成功实施[1]。北斗导航卫星系统提供的定位导航授时（PNT）及特色服务已经广泛融入国民经济和国防安全的各类核心基础设施中，促进了社会生产方式变革和产业结构升级。北斗导航系统概述
北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
随着北斗系统建设和服务能力的发展，相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。[6]
卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类[2]。北斗导航系统组成北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站，以及星间链路运行管理设施。用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端设备、应用系统与应用服务等[2]。
北斗系统增强系统包括地基增强系统与星基增强系统。
北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统的重要组成部分，按照“统一规划、统一标准、共建共享”的原则，整合国内地基增强资源，建立以北斗为主、兼容其他卫星导航系统的高精度卫星导航服务体系。利用北斗/GNSS高精度接收机，通过地面基准站网，利用卫星、移动通信、数字广播等播发手段，在服务区域内提供1-2米、分米级和厘米级实时高精度导航定位服务。系统建设分两个阶段实施，一期为2014年到2016年底，主要完成框架网基准站、区域加强密度网基准站、国家数据综合处理系统，以及国土资源、交通运输、中科院、地震、气象、测绘地理信息等6个行业数据处理中心等建设任务，建成基本系统，在全国范围提供基本服务；二期为2017年至2018年底，主要完成区域加强密度网基准站补充建设，进一步提升系统服务性能和运行连续性、稳定性、可靠性，具备全面服务能力。
北斗星基增强系统北斗卫星导航系统的重要组成部分，通过地球静止轨道卫星搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进。按照国际民航标准，开展北斗星基增强系统设计、试验与建设。已完成系统实施方案论证，固化了系统在下一代双频多星座（DFMC）SBAS标准中的技术状态，进一步巩固了BDSBAS作为星基增强服务供应商的地位[2]。北斗导航系统特点
北斗卫星系统具有实时导航、快速定位、精准授时、位臵报告和短报文通信服务五大功能。
1）实时导航：结合交通、测绘、地震、气象、国土等行业监测站网资源，提供实时米级、分米级、厘米级等增强定位精度服务，生成高精度的实时轨道、钟差、电离层等产品信息，以满足实时用户应用；
2）快速定位：北斗系统的性能达到国外同类系统水平，其中瞬态和快速定位指标居国际领先地位，可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务；
3）精确授时：北斗系统时钟通过星载高精度的铷原子钟和氢原子钟和UTC时间同步，地面用户北斗接收机接收到来自卫星的时钟信号后，即可完成高精度的时间传递。
4）位臵报告：北斗全球位臵报告是用户将卫星无线电导航业务(RNSS)定位结果，通过北斗组网星座中全球连续覆盖的入站链路发送至地面控制中心，实现位臵报告功能。
5）短报文通信：北斗系统是全球首个在定位、授时之外集报文通信为一体的卫星导航系统，短报文通信是北斗系统的核心优势。它通过空间卫星将信号传输到接收机(如船舶接收机)上，既可以避免传输距离近的弊端，又可以提高通信质量。
与其他卫星导航系统相比，北斗卫星导航系统特点突出：
1）北斗系统采用高、中、低三种轨道卫星组成混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区服务优势更为明显；
2）北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度；
3）北斗系统创新融合了导航与通信能力，具备基本导航、短报文通信、星基增强、国际搜救、精密单点定位等多种服务能力[3]。北斗导航系统在各行业发挥的作用
1、交通运输方面，北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域。截至2018年12月，国内超过600万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆，36个中心城市约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统，建成全球最大的营运车辆动态监管系统，有效提升了监控管理效率和道路运输安全水平。据统计，2017年与2011年中国道路运输重特大事故发生起数和死亡失踪人数相比均下降50%。
2、农林渔业方面，基于北斗的农机作业监管平台实现农机远程管理与精准作业，服务农机设备超过5万台，精细农业产量提高5%，农机油耗节约10%。定位与短报文通信功能在森林防火等应用中发挥了突出作用。为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务，全国7万余只渔船和执法船安装北斗终端，累计救助1万余人。
3、水文监测方面，成功应用于多山地域水文测报信息的实时传输，提高灾情预报的准确性，为制定防洪抗旱调度方案提供重要支持。
4、气象测报方面，研制一系列气象测报型北斗终端设备，形成系统应用解决方案，提高了国内高空气象探空系统的观测精度、自动化水平和应急观测能力。
5、通信时统方面，突破光纤拉远等关键技术，研制出一体化卫星授时系统，开展北斗双向授时应用。
6、电力调度方面，开展基于北斗的电力时间同步应用，为在电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。
7、救灾减灾方面，基于北斗系统的导航、定位、短报文通信功能，提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务，显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。
8、公共安全方面，全国40余万部警用终端联入警用位置服务平台。北斗系统在亚太经济合作组织会议、二十国集团峰会等重大活动安保中发挥了重要作用[4]。发展与展望
随着大众用户需求的提高，以及现代科学技术水平的发展，北斗卫星导航系统的服务能力将持续发展并不断升级。与其他全球卫星导航系统一样，基于无线电信号测量和传输技术的北斗卫星导航系统信号具有落地电平低、穿透力差、易受干扰等固有脆弱性和局限性，特别是在深空、水下、室内等环境下使用时受限。为此，中国已着手开展下一代北斗卫星导航系统的论证研究工作，在充分发挥天基混合星座卫星导航系统服务能力的基础上，融合多种导航技术手段，打造更加精确可信的时空基准核心，发展综合PNT体系，为国家安全和经济发展提供更加强健的时空信息保障。
参考文献
[1]北斗卫星导航系统的未来发展方向展望，贤集网，2021年
[2]北斗网，北斗卫星导航系统介绍，2017年
[3]ZhouXun，中研网，2019年
[4]锐观资讯整理，锐观网，2020年
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