2021年2月4日
人造衞星定位一事,大家應不陌生,亦有許多人經常應用,只要手提一電話已可撳到位置。這樣普遍的現象,固然帶來方便,但亦會令人忽略了這科技系統的可靠性,以及定位工序與準確性的關係。
要準確測定一個位置,是否真的舉「指」之勞便成?其實背後需要有眾多支援與配套,並非三言兩語可以道盡。筆者提出這個問題,是因為政府地政總署測繪處最近有一新貢獻,於定位測量方面提供更可靠的數據,讓業界定位更精準。該處於去年12月28日公布這消息,由於它的內容包括好些專有名詞,非業界人士未必容易了解,筆者在此先行介紹一些衞星測量的基本知識,再繼續談論這一新貢獻。
四大衞星定位系統
首先要說的是,測繪處公布的內容,除提及固有的兩組定位衞星系統外,亦加進了另兩組的衞星系統,所以這小標題是簡略介紹各衞星系統,何謂固有、何謂新加,以及它們與本港測量的關係。
按照時間次序,這兩舊兩新的定位衞星系統,表列如下:
(一)美國的Global Positioning System(簡稱GPS),中文是全球定位系統。
(二)蘇聯的GLONASS(簡稱GLO),中文是全球衞星導航系統。
(三)歐盟的Galileo(簡稱GAL),中文是伽利略定位系統。
(四)中國的北斗衞星導航系統,英文為BeiDou。
美國的GPS歷史最久,在香港應用最廣,可以有多些題材討論;蘇聯的GLO所知最少(起碼筆者是這樣),所以下文着墨不多;歐盟的GAL也當然比不上GPS的應用普遍。至於中國的北斗,雖是新增,在香港卻有其地利,預見應用會漸增,有些事項足以一論。
且先說GPS,既是最初面世的定位系統,自必是全球所依賴,美國算是開放了這天空讓民用,且不設收費,但絕非是無條件。當初GPS應是採用精密的頻率,定位可至米(m)內之準,作軍事用途,開放給民用卻做了手腳,使準確的訊號變得不清晰,專門術語是加添了一項Selective Availability(簡稱SA)。當年民用作定位時,遇到好時機或許可以準確至十米八米之譜,否則誤差至幾十米也毫不出奇。
事實上,於某年戰爭危機時(若筆者沒記錯是海灣戰爭之時),美國連這民用訊號也干擾了兩日,短時間內已令許多測量定位工程即時停頓。然而事件過後,再沒有同樣情形發生,美國更進一步開放頻率,從此定位變得更可靠。無論如何,定位要準確至厘米之譜者,則非要靠更多後勤支援及數據更正的工序不可,這是後話。
還要說的就是衞星定位所需條件。原來定位的概念,在於量度要定的位置與不同衞星的距離,根據幾何原理,求取各距離的交點而成答案,是以操作上最少要從所設的位置接收到四粒衞星,並且要求這些衞星出現於有明顯差距的位置,要真正得到可靠結果,四粒衞星當然令測量者大不放心,須有五六粒才可交差。但香港高樓大廈多而空間狹小,難以見到廣闊天空,致令許多定位測量受制於可「見」的衞星不足。另有一因素是GPS為美國產品,它們的衞星軌道只會為美國方面安排,香港距離美國近半個地球,因此GPS衞星於日間中午經過香港的時間較為稀疏,我們只得待晚上GPS衞星出現得較頻密時才工作,所以在早年,午夜測量是慣見的現象。
之一
梁守肫 香港測量師學會前會長
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