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2021年2月9日

梁守肫 天圓地方

北斗衞星系統

土地測量這一學科,其中主力研究的是要認識所有量度數據(即長度、角度、高度等)都必有誤差,如何減少誤差程度,以及如何調整這些誤差以求得到最可靠的結果,要達到這目的,首先是從觀測方面入手,盡量測定多些數據,達到有餘(Redundant)的條件,再用數據算出調整這些誤差才作為成果。

人造衞星測量自不例外,接收衞星的數量當然要多多益善,所以本港除使用美國的GPS外,也樂於兼用前蘇聯、今俄羅斯的GLONASS(簡稱GLO),只不過這系統的衞星數量不及GPS,也可能因為財力關係,它的補充及維修也不如GPS。然而,GLO仍是GPS後的第二個衞星系統,所以早年本港測繪處所建立的衞星網絡更正數據(Correctional Data)也包括GLO數據在內。

及後再有歐盟的Galileo(簡稱GAL)可用,只不過測繪處的網絡並無為了加添這系統而特意提供新的更新數據,待至現在有了中國的北斗衞星才一併宣告一次過更新。自此,本港的人造衞星測量更加準確方便,只要有適當的測量儀器接收到上述的4項衞星系統,即GPS、GLO、GAL及北斗,都可以應用測繪處新發出的更正數據測定境內位置。

至於申請及採用這更正數據且按下再談,現在先繼續介紹北斗衞星系統,一如其他國家的系統,各發展者當然以服務本國為重,所以北斗衞星的安排自以亞太區為主要覆蓋範圍,再者這系統更包括一些同步衞星,即某一衞星位處於某地上空的,便永遠停留於該點不動,所以本港佔盡地利,隨時可以接收多一顆北斗衞星,不用以往般苦待GPS衞星才可測量,並有一顆北斗同步衞星接近赤道及本港的經度,更是長期候用,方便之極。至此不妨順帶一提,日本其實也有小量衞星,且亦覆蓋亞太區,適合本港採用,但作用當然與北斗無可比較,它的發展如何,還待將來分曉。

回看上文所說的四大衞星系統外,加上日本可能成為第五個系統,還是言之尚早,須知衞星之能夠定位,並不是衞星事先在上空佔有已知的位置,再傳送訊號給地面使能定位,實則衞星的位置要靠地面上一些固定的控制站不斷追蹤,才可以確定其位置,再轉而讓新增的觀測點定位,結果等於地面上待測定之點借助衞星作中介,聯繫至各地面控制站,測量仍不是「堅離地」運作的。

這一來,衞星系統的覆蓋範圍及準確性便與控制站的數量和分布有關,理想情況當然是全球都有控制站而又平均分布,所以至今這4個衞星系統都由大國(包括歐盟為一組國家)包辦,每個國家(包括歐盟)都有廣闊的國土以設立遠布距離的控制站,所以能夠建立自己的系統。其中美國因佔有許多海外基地,致令GPS成為領頭者。

上文曾提及每一衞星系統側重於為本國服務,這亦是必然現象,因為各系統的控制站當然也集中於本國之故也。

看來世界上的大國餘下可數的無幾,而日本則可能需要聯合其他國家,協力發展控制站網才划算,所以中國的北斗衞星系統成功建立,確是可喜可賀,這亦令筆者想起一首唐詩包括北斗這詞語,略改數字,可為應景之作:

原文為《哥舒歌》,作者唐.西鄙人

北斗七星高,哥舒夜帶刀。

至今窺牧馬,不敢過臨洮。

拙作《衞星測量》

北斗衞星高,功能比美蘇。

從今測大地,輕易製輿圖。

 

衞星測量.之二

梁守肫_香港測量師學會前會長

 

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