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北斗要做“只有想不到”的北斗

發布日期:2020-06-24 信息來源:新華網

   北斗三號最后一顆組網衛星于23日成功發射,標志著我國北斗衛星導航系統即將實現全球組網。今后,在地球的任何一個地方,都能享受北斗衛星的導航、定位、授時服務。

  在全球四大衛星導航系統中,北斗開始最晚,同時也充分發揮了后發優勢。未來北斗提供全球服務,必將加速在世界范圍內的應用步伐。按照北斗系統首任總設計師孫家棟院士的話,“北斗的應用只受想象力的限制”。全球組網后的北斗系統,帶來哪些新期待?新華網采訪了相關專家和產業人士。

  全球組網助推北斗服務全世界

  北斗系統全球組網完成,“中國的北斗”正式走向“世界的北斗”,北斗將開啟全球服務新時代。

  “北斗三號全球組網完成是北斗系統建設的里程碑,也是北斗系統進一步發展的重要起點。”中國衛星導航定位協會副秘書長王博表示,全球組網意味著北斗的應用將不再局限于國內,而是更加自信地走出國門,擴大應用。

  此前,由于北斗服務沒有做到全球覆蓋,一些在國內已經推廣且效果良好的相關應用方案并沒有在海外大規模推廣。王博認為,隨著北斗全球組網完成,有助于在一帶一路沿線國家和地區更好地應用北斗、推廣北斗,此舉對北斗系統建設本身也起到促進作用。

  提供高精度及授時能力,北斗系統為什么能?實際上,這些能力建立在準確的時間基礎之上。據悉,星載鐘是北斗衛星的核心部件,關系到整個衛星系統導航定位的精度。比如,1米的定位精度需要星載鐘的時間同步到3納秒。而要確保星載原子鐘時間的準確可靠,需要用時間穩定度、準確度更高的地面時間基準做校準。

  誰能為北斗做校準?國家時間頻率計量中心辦公室主任、中國計量科學研究院時間頻率所所長房芳說,“北斗系統的地面時間基準,可以通過基準鐘駕馭守時鐘組產生。”她介紹,銫原子噴泉鐘是用來復現“秒”定義的基準原子鐘,其準確度可以達到上億年不差1秒。實現全球組網后,這意味著北斗不僅有實力為世界各地提供精準的定位和授時服務,同時通過對全球重要站點超遠距離的時間頻率傳遞性能評估測試證明,在北斗二號系統有效覆蓋范圍內,北斗鏈路性能指標與GPS鏈路基本相當,具備了成為國際標準時間正式比對鏈路的能力。隨著本次北斗三號系統全球組網的完成,必將能為世界各地提供性能更好的時間頻率比對鏈路。

  北斗系統全球組網,其定位精度和廣度獲得提升,將推動北斗技術進一步民用化。高德地圖定位研發負責人龍悔認為,未來“GPS+北斗”兼容的位置服務模式會成為行業標配,將在地理信息、交通、導航出行、大數據、車聯網、物聯網、車道級導航、高級輔助駕駛、自動駕駛等領域產生更多創新融合應用,特別是對自動駕駛、高精地圖的發展有著重要意義。

  北斗應用服務滲透到國計民生

  提到北斗,普通人最常問的一個問題就是:什么時候能用上北斗? 事實上,北斗早就活躍在我們身邊。

  疫情期間,北斗為武漢火神山醫院、雷神山醫院建設提供高精度測量。在近期備受矚目的珠峰高程測量項目中,北斗系統首次被用于珠峰測高。今年全國兩會期間,全國政協委員、中國北斗衛星導航系統工程總設計師楊長風透露,在中國入網的智能手機中,70%以上提供了北斗服務……

  可以說,北斗是交通運輸的大腦、防災減災的利器、工程建設的保障和萬物互聯的基礎,它與產業廣泛關聯, 已滲透到國民經濟諸多領域。

  作為北斗定位系統民用示范平臺之一,全國道路貨運車輛公共監管與服務平臺(簡稱“貨運平臺”)目前入網車輛已超過650萬輛,占全國重載貨車的96%以上。北斗全球服務時代開啟,也將提高貨運平臺的數據質量。貨運平臺依托北斗部標車機,針對超速、疲勞駕駛、異常停車等情形及時向司機或有關部門提醒、報警,促使道路運輸的重特大事故發生率大幅降低,為公路貨運交通安全保駕護航。

  北斗的一大特色是高精度服務。北斗的精度能夠達到多少?去年12月召開的國新辦發布會上,中國衛星導航系統管理辦公室稱,不同應用場景結合星基增強服務、精密單點定位服務等,北斗可為中國及周邊地區提供動態分米級、靜態厘米級的高精度定位服務,滿足國土測繪、精準農業、自動駕駛等領域用戶高精度服務需求。

  高精度對自動駕駛、高精地圖的發展有著重要意義。高德地圖正推動“高精地圖+高精度定位”成為自動駕駛的基礎設施。“邁向自動駕駛時代,處理海量數據的能力,不能單純依靠‘傳感器+控制系統’的解決方案,‘高精地圖+高精度定位’的深度融合將扮演越來越重要的角色。”龍悔表示,基于北斗系統,高德地圖與千尋位置在數據層、算法層等展開全方位深度合作。

  從千尋位置了解到,基于國家北斗地基增強系統“全國一張網”,千尋位置可提供全天候的厘米級定位服務,向無人駕駛物流車提供廣泛覆蓋、低成本、高可用的服務。

  定位和授時,所有導航系統都具備這兩項基本功能。而北斗在此基礎上,還有一個獨門絕活:短報文通信功能。短報文服務并不是面向普通用戶“聊天”使用的,它主要是在移動通信信號不能覆蓋或通信基站遭受破壞的情況下,通過短報文進行緊急通訊。

  北斗短報文通訊服務已成熟應用于燃氣管網日常運營管理中。從北斗精準服務網了解到,結合北斗短報文服務的燃氣智能監控終端,針對地面通訊網絡中斷造成的“信息孤島”,可對天然氣場站及重點設備設施進行全面監控。當災害發生時,智能監控終端將自行調整傳輸頻率,每分鐘向后臺報送一次數據,傳輸數據在后臺進行實時展示,便于管理者及時掌握現場情況并采取措施。

  與國外導航系統相比,北斗的另一大特色是包含很多遙感技術。“北斗是唯一的通、導、遙一體化的全球系統。”著名大地測量與衛星導航專家劉經南說。

  “只有充分開展通、導、遙一體化設計與應用,才能真正做大做強衛星應用產業。”北斗導航系統專家、航天宏圖副總經理任凌介紹說,作為衛星應用服務提供商,航天宏圖制定了北斗、遙感雙引擎協同發展戰略規劃,打造“宏圖位智通導遙一體化空間智能體系”。在北斗應用方面,航天宏圖開展了一系列北斗特色應用項目。比如,與中科院合作,利用北斗全球短報文支持空間科學先導專項;實現北斗應急測繪與海上無人機的融合應用;開展北斗態勢綜合感知開發;將北斗應用于車輛派遣與管理等。

  北斗與“新基建”相互賦能

  當前,“新基建”迅速推進,結合人工智能、大數據、云計算等新一代信息技術,一個全面智能化時代正加速到來。提供時間、位置信息的衛星導航技術、產品及服務成為智能化時代不可或缺的基礎。

  北斗系統和“新基建”具有天然的淵源關系。北斗可以構建高精度、高可靠、高安全的新一代信息時空技術體系,大家耳熟能詳的5G、物聯網、云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等技術都離不開北斗。

  “北斗與‘新基建’,兩者相互賦能、共同促進。”王博認為,作為國家空間基礎設施的北斗系統對“新基建”中的主要方向均具有支撐作用。北斗系統提供的精準授時、定位導航、短報文通信等功能可以應用在對時間精度和位置精度有很高要求的5G基站建設、工業互聯網連接、特高壓授時授頻、高鐵和軌道交通位置服務、新能源汽車充電樁建設、人工智能和大數據的時空參考框架等。而在“新基建”主要領域的大規模應用,又促使著北斗系統建設的不斷發展,提供更高的精度、更好的服務功能。

  劉經南曾向媒體表示,5G網絡時代,讓北斗系統更好的與人工智能、大數據、物聯網等相結合,未來將是一個重點研究方向。

  《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書(2019)》預測,5G帶來的移動物聯網革命,將推動北斗及時空信息應用的泛在化,是繼移動位置服務經濟和共享經濟之后,極有可能結合北斗應用形成商業新奇跡的重大機遇。

  高精準智能巡檢機器人就是北斗與“新基建”結合的產物。據了解,通過北斗精準服務與5G、物聯網、人工智能、大數據、多傳感器融合技術等相互賦能,使得北斗高精準智能巡檢機器人在油氣場站可替代人工巡檢。在光線不足、雨霧天氣等不良條件下,機器人可以精準識別視野范圍內的人、車等物體,對緩沖罐、儲油罐等實現全天候巡邏布控,守護工業安全。

  慎終如始,北斗全球組網收官之戰畫上圓滿句號,正在開啟北斗“只有想不到”應用服務的新征程。北斗是中國的北斗,也是世界的北斗,北斗全球組網加快應用步伐,必將為服務全球用戶做出更大貢獻。

 

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