数字城基础设施---香港卫星定位参考站网.PDFVIP

數字城市基礎設施 香港衛星定位參考站網 郭志和 香港地政總署 測繪處 大地測量組 電話 ：(852)真 ：(852) 電郵 ：LNDSLSG@Landsd.gov.hk [ 摘要 ] 衛星定位參考站網是數字城市空間基礎設施建設的重要內容之一 。香港特別行 政區地政總署組織建設的城市衛星定位參考站網日前已完成第一期工程 ，進入試運行 階段 。該參考站網作為香港信息港重要的空間參考系統 ，將為整個香港地區提供滿足 測繪 、氣象、地震、交通、導航及科研等方面多用途空間定位信息服務。本文介紹了 香港空間參考基礎設施的架構 、衛星定位參考站網的系統設計思想、工程方案、設備 構成和運行目標 ，並提供了數據處理的方法和潛在的應用方向。 [ 關鍵字 ] GPS 衛星定位 差分定位 參考站 空間參考基礎設施 參考框架 1.概述 隨著九十年代空間技術和信息技術的飛躍性發展 ，“數字城市”乃至“數字地球” 已經越來越得到人們的重視並正在從理念變為現實 。作為一個重要的衛星測量技術， GPS 可以為地球數字化或 GIS 提供一個高精度 、統一的空間參考框架和一個高效率的 數據採集手段 。 在這裏 ，“統一的空間參考框架”帶有雙重含義。首先，由於GPS 直接得到的是空 間三維座標 ，所以傳統測量上分離的平面控制和高程控制在此得到了統一。其次，由 於各個國家或地區對基準 、參考系統和測量規範的定義不同，所建立的傳統平面控制 和高程控制也因而不相同 。自 1994年以來 ，國際 GPS 服務組織 Services forGeodynamics,縮寫 IGS )使用全球定位系統 ( GPS ),衛星激光測距 ( SLR ), 甚長基線干涉測量 ( VLBI )等太空技術和利用分佈全球各國的衛星定位跟蹤站所採集 的數據 ，建立了達到厘米級精度的國際地面參考框架 Frame,縮寫 ITRF )，從而為全球各地的 GPS 測量和應用提供了一個統一的高精度空 間參考框架 。 香港作為一個國際性都市 ，自九十年代以來一直在致力於建設一個現代化“數字信 息港”所必須的空間參考設施 ，並已取得顯著成就和大量經驗。1991年 ，香港第一代 GPS 控制網建成並獲得了香港大地基準 (HK80 座標系)與 1984年世界大地座標系 (WGS 84)之間的轉換參數 ； 2000年 ，香港GPS 網得到大規模加密並採用 ITRF 作為 1 參考基準 ；2001年 ，香港衛星定位參考站網的一期工程完成並投入試運行。目前，參 考站網的二期工程正在積極準備之中並計劃於 2002年建成並正式投入運行 。建成後 的香港衛星定位參考站網除了可以為香港地區提供一個可靠的高精度基準以外 ，還可 以為許多領域 ，如測繪、氣象、地震、交通、導航及科研等提供大量服務。所以，從 功能上來界定 ，香港衛星定位參考站網是一個衛星定位綜合服務網 。 本文將介紹香港空間參考基礎設施的架構 ，特別是香港城市衛星定位參考站網的系 統設計思想 、工程方案、設備構成和運行目標；同時，還將介紹參考站網數據中心的 數據處理方法和一些潛在的應用方向 。 2.香港空間參考基礎設施的架構 香港空間參考基礎設施分為被動控制系統和主動控制系統兩個部份 。被動控制系統 ( passive control system )是指哪些非自動化的 、需要測量人員於點上架設儀器進行觀測 的控制網 ，包括傳統的平面控制網、高程控制網、和近年建立的 1991及 2000 GPS控 制網 。被動控制系統由於控制點數量多、分佈廣、易維護並且兼容了傳統和現代的不 同測量手段 ，所以目前對大多數測量應用來說仍舊是空間參考基礎設施的主體。1991 GPS 控制網由 16 個點組成 ，其中大部份與傳統首級三角網控制點共站，並且多數位 於山頂和海島制高點等便於地面通視但卻相當難以進入的地域 。 2000 GPS 控制網在 1991 GPS 控制網的基礎上進行了大量加密 ，使控制點個數增加到 46 個 ，點間平均距 離縮少為 10 公里 ，而且新控制