北斗三号开通一周年 覆盖超120个国家和地区上亿用户

中国青年报2021-08-03

中青报·中青网记者 邱晨辉

2020年4月29日,西藏自治区拉萨市达孜区章多乡恰村,无人驾驶拖拉机在田间进行土地耕整作业。黑龙江北大荒农垦集团向西藏自治区捐赠了2台雷沃阿波斯智能拖拉机。这两台智能拖拉机利用北斗导航辅助自动驾驶系统,在无人驾驶的情况下能完成土地耕整、精密播种等作业。据悉,西藏农业生产已基本实现从主要依靠人力畜力向主要依靠机械动力转变。2019年,西藏农机总动力达到680万千瓦,主要农作物耕种收综合机械率达到64.02%。 视觉中国供图

2020年6月23日,陕西省汉中市,无人机驾驶员操控多旋翼无人机——大疆经纬M600在略阳县境内的宝成铁路王家沱至乐素河区间K227+210m处起飞,借助北斗卫星导航系统,对Ⅰ级防洪点危岩山体进行视频和图片数据采集,为精细化构建无人机监管平台奠定基础。 视觉中国供图

2021年7月31日,是北斗三号全球卫星导航系统开通一周年的日子,来自中国卫星导航系统管理办公室的数据显示,过去一年,北斗三号系统运行稳定,已在全球超过120个国家和地区得到应用,向亿级以上用户提供服务。

北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风表示,经过一年多的运行,北斗三号全球系统在全球范围内的平面精度可以达到2.5米,高程精度可以达到5米,达到世界一流。

“天上好用,地上用好”,北斗系统里广为流传的这句话,要实现起来并不容易。通常而言,一项技术从实验室到产业应用,走向寻常百姓家,需要经历很长的过程。

多年来,一群年轻的科学家致力于推进北斗高精度定位和授时技术从实验室走向大众市场,不断进行着从0到1的技术创新、从1到N的场景应用。这种应用对象不仅包括手机,还有一批在高速公路上实现自动驾驶的汽车,以及在农田里能自主飞行作业的无人机……

在近期的河南暴雨抢险救灾过程中,就能看到北斗应用的身影。

7月19-20日,河南巩义市持续遭遇暴雨,全市多处房屋、围墙倒塌,多座水库超汛限水位。7月25日,作为国家北斗地基增强系统“全国一张网”的建设和运营方,千寻位置收到巩义中石油昆仑燃气有限公司的紧急救援电话:巩义山区内原来埋在地下的20公里次高压燃气管线,部分裸露在外,一旦暴露管线发生泄露,不仅能造成火灾,还将影响到灾区居民的天然气使用。

7月26日,搭载北斗高精度定位的无人机——千巡翼X5在工程师的指挥下升空。依托于我国建设的北斗地基增强系统,无人机获得厘米级高精度定位服务,按照指定的管线路线实现精准飞行。历时5小时飞行后,无人机拍摄了大量带有高精度时空标签的视频和照片。

飞行结束后,工程师将这些数据资料导入云端3D高精度实景重建平台,对重点区域的燃气管道进行三维建模。26日当天,抢修人员依托这些信息,发现了疑似十几处管线风险点,包括表面裂缝、地面塌陷、管道裸露悬空等,随后制定抢修救灾方案。

“大众应用是北斗卫星导航领域规模最大、发展最快、与生活最贴近的应用领域,我们要在全场景条件下对低成本、低功耗、高性能、高安全的位置服务、定位和数据相关技术领域进行广泛研究。”千寻位置首席科学家冯绍军说。

在今年举行的第十二届中国卫星导航年会上,来自算法、产品、技术等多个领域的专家受邀发表特邀报告,分享他们推进北斗技术产业化的创新成果。今年是冯绍军连续第九次参加中国卫星导航年会,连续第七年担任分会主席。

冯绍军说,高精度位置服务与定位并不是一个新概念,但是这些年大规模进入大众市场还是十分罕见,一方面是手机、汽车等亿级设备对时空服务的市场需求的拉动,一方面得益于北斗地基增强系统的创新与推动。

以前,要获得高精度位置服务,门槛极高。一般而言,需要临时架设基准站,来获得卫星定位校准数,终端层面,则要用上成本高昂的设备,来接收高质量的卫星信号。

冯绍军说,科研团队在全球范围内第一个建设起一个大规模的卫星地基增强系统,并且以“全国一张网”的形式,通过互联网播发,向用户提供高精度定位和授时服务。

建设这样的一张网,只是第一步。降低技术的应用门槛,还需要跨过很多道槛,比如终端层面要解决成本、功耗、算法、芯片、通信能力、计算能力等。

算法专家汪登辉说,如何在用户终端上,实现和测量设备相当的定位精度结果,满足更苛刻的可用率及完好性要求,是科研团队要解决的难题。

据他介绍,通过科研团队所积累的海量基准站数据,以及大规模路测的数据样本,他们正在不断调整和迭代算法性能,努力实现星地一体厘米级快速定位和工程应用。

让北斗走向寻常百姓家,还需要考虑很多实际问题,比如终端产品和服务可靠性。

“让手机集成高精度定位,并不像软件升级那么简单。这离不开手机定位天线、定位算法、定位芯片三方面技术要素的支持,手机厂商必须在量产之前就进行调优。”北斗地基增强系统专家、千寻位置高级专家金玉洁说。

金玉洁说,普通卫星导航的定位精度达5到10米,高精度定位技术在传统单点定位的基础上,可以实现亚米级的定位精度。

在北斗年会上,算法专家佘承莉分享了正在开发的中国地区高精度电离层监测系统。

“我们希望在全国范围内构建精细化的电离层电子总含量的实时监测系统,可以更大程度上缓解电离层对于高精度定位的影响,如果这个监测系统未来可以像日常的天气实况播报一样,那么能发挥更大的应用价值。”佘承莉说。

来自中国卫星导航系统管理办公室的数据显示,截至目前,我国今年第一季度申请入网支持北斗定位的智能手机款型达到79%;超700万辆道路营运车辆已安装使用北斗系统,3.63万辆邮政快递车辆安装北斗终端,约1600艘公务船舶安装使用北斗系统。

未来,中国北斗搭建起的时空智能网络,能否变成像水、电、煤这样的公共基础设施,我们拭目以待。

来源:中国青年报

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