『北斗﹢』时代来了

   日期:2020-06-28     来源:中国自然资源报    浏览:106    评论:0    
核心提示:6月23日上午,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射,我国提前半年全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。作为天地一体部署的大国

6月23日上午,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射,我国提前半年全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。作为天地一体部署的大国重器,北斗为我国经济社会发展提供了重要时空信息保障,也将为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务。

盛夏平原,上万台智慧农机在麦田里奔忙,由南向北迎接丰收;高铁飞驰,数千个传感器随身体检,钢轨、路基、输电线,桥梁、隧道、边坡实现系统监测;都市里点餐配送、共享单车、出行导航……亿万人习以为常的便捷生活中,北斗卫星导航系统的支撑无处不在,与这款大国重器的横空出世相比,其强大功效似乎润物无声。

“天上好用,地上用好”,是首任总设计师孙家栋院士对北斗系统的寄语。随着北斗三号最后一颗全球组网卫星发射,以及我国卫星导航产业蓬勃发展,尤其是与国民经济各行业、大众生活各领域广泛融合,“北斗﹢”时代已经到来。

基础产品和设施:实现“天地呼应”
据了解,北斗基础产品技术已经达到国际先进水平。支持北斗三号新信号的22纳米工艺射频基带一体化导航定位芯片,体积更小、功耗更低、精度更高,已实现规模化应用。截至2019年底,国产北斗导航型芯片模块出货量已超1亿片,季度出货量突破1000万片。北斗导航型芯片、模块、高精度板卡和天线等,已输出到100余个国家和地区。国外主流厂商纷纷推出支持北斗三号的基础产品。

基础设施方面,支持北斗、兼容GPS等多系统的国家和省级卫星导航定位基准站及服务系统日益完善。基准站服务于国家坐标框架建立与维持,可满足不同行业用户对高精度、快速、实时定位和导航的要求,为多种现代信息化管理提供服务。从1992年开始,原国家测绘局通过国家重大基础设施项目建设,到“十二五”末期建成了国家级基准站网。目前,各省(区、市)建成了平均间距40千米至70千米的省级基准站及数据中心,形成省级卫星导航定位基准服务系统。近年来,交通运输部、中国地震局、中国卫星导航系统管理办公室,国家铁路集团、国家电网、中国移动、燃气行业国企,以及千寻位置、六分科技、南方测绘、中海达等测绘科技企业,都建立了相应规模的基准站,构成广义的北斗地基增强网。可以说,我国已经建成全球基站数量最多、覆盖范围最广的高精度卫星导航定位地基增强系统。

各地基于北斗地基增强系统,积极打造物联网时代新时空基础设施,通过市场化运作,构建北斗高精度位置服务生态圈。湖南省自然资源部门通过对省内基准站网整合,构建了“问北位置”云平台,实现了米级/分米级/厘米级和事后毫米级定位服务的数据入口统一,向大众应用提供标准化应用程序接口和软件开发包,市场开发者仅调用即可实现北斗高精度定位服务,为大众创业、万众创新开辟了云孵化平台。

自然资源领域:“北斗﹢”不断深化
自然资源领域“两统一”职责履行,“山水林田湖草”一体化保护,对高精度时空基准服务须臾不离,北斗应用与自然资源工作方方面面的融合正持续深化。

通过北斗卫星信号定位,实现导航与位置服务,离不开大地测量技术的基础支持。而北斗三号全球组网,进入全新的应用阶段,也将有力促进测绘和地理信息技术的发展和变革,高效助力国家坐标框架维护、快速更新。这在要求地理信息完整性、一致性的自然资源和国土空间管理领域,在对精度、快速定位有极高要求的自然灾害防治、安全生产领域,都有着至关重要的作用。

在全球连续监测评估系统北斗分析中心建设过程中,中国测绘科学研究院利用北斗系统建立和维持我国自主的坐标基准,有效提升了我国坐标基准的可靠性和可用性,提高了国家自然资源调查和国土空间规划保障能力。今年,北斗卫星导航系统更是全方位应用于珠峰高程测量。得益于北斗数据,登顶的国产GNSS接收机测量精度大幅提高。据提供装备的上海华测公司有关负责人介绍,基于北斗的高精度定位产品,能长时间以低PDOP(PositionDilutionofPrecision,位置精度因子)值工作,测量成果更加稳定可靠。

在自然资源调查领域,南方测绘等企业不断探索将北斗应用于迭代无人机航测系统、无人船水上水下测量系统、机载(车载)三维激光雷达系统等,广泛服务于陆海地理信息采集、规划勘测。

第三次全国国土调查中,贵州省自然资源厅基于北斗基准站网,实现不同坐标系下调查图件无缝对接,利用基准站网提供的差分信号,快速获取航空摄影瞬间的精确位置信息,大幅度减少了野外像片控制测量的工作量,降低生产成本,缩短了成图周期;有了亚米级定位信息,外业采集软件能够快速补测、调绘及举证,优化了调查成果信息化管理。

在地质调查中,北斗短报文通信能实现偏远地区及时传输信息。基于北斗和“天地图”研发的地质调查安全保障系统,2013年以来累计为6900余个海陆空地质调查项目,11万余人次、2.1万余车次、580余船次、120余航次飞机提供安全保障服务。

精准农业方面,我国基于北斗系统的农机自动驾驶系统超过2万台套,基于北斗系统的作业和物联网平台为10万余台套农机提供服务。合众思壮科技公司通过载波相位差分技术、无人驾驶等北斗应用,在江苏、新疆等10多个省区服务农机精准播种、智能采收,在西藏日喀则高精度测量引导土地平整,建设高标准农田,机械施工误差小于正负3厘米。

此外,北斗定位与短报文通信功能广泛应用于防火、天然林保护、森林资源调查、病虫害防治,气象测报型北斗终端提升了高空气象探空系统的观测精度、自动化水平和应急观测能力,多山地域水文测报信息实时传输提高了灾情预报的准确性,为防洪调度提供重要支持。中关村智连灾害感知科学研究院在“微芯方”“位移微芯桩”内置北斗单点定位模块,短报文通信功能不受移动网络环境等限制,布点更加灵活。据该院科研人员介绍,高精度定位与动力学监测指标、预警模型相结合,振动、倾斜、水平位移和高程沉降的变化监测精度可以达毫米级。
大众应用:“只受制于想象力”
  
近年来,北斗系统不断融入电子商务、智能终端,在物流监控、共享单车、自动驾驶、智能手机等方面不断促发新业态。正如业内有句话所言,北斗应用“只受制于想象力”。
  
在电子商务领域,物流货车、配送员已普及应用北斗车载终端、手环,实现了车、人、货信息的实时调度和业态优化。抗击新冠肺炎疫情期间,美团、饿了么都新提供了上百万骑手就业岗位,为保就业、保基本民生、保产业链供应链稳定开拓了重要途径。
  
智能手机是卫星导航最大的大众消费领域。国内外主流芯片厂商均选择推出兼容北斗的通导一体化芯片,截至2019年第三季度,中国市场申请入网的手机中有400余款具有定位功能,其中支持北斗定位的近300款。
  
前不久,发改委、工信部、自然资源部等11部委联合发布《智能汽车创新发展战略》,明确提出了“智能汽车基础地图”概念,通过5G网络连接北斗地面基准站网络,实现厘米级精度定位。未来,汽车将由单纯的交通运输工具转变为智能移动空间和应用终端。
  
此外,北斗系统正在走出国门,相关产品已输出到100余个国家,基于北斗的土地确权、精准农业、数字施工、车辆船舶监管、智慧港口解决方案,在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地得到成功应用。
  
“北斗﹢5G”:“新基建”中举足轻重的力量
  
“只有想不到,没有做不到。”孙家栋对北斗应用前景的这一论断,在市场探索中产生了深刻共鸣。业界普遍认为,“北斗﹢”“﹢北斗”与5G互相赋能,正催生前所未有的变革。
  
当前的“新基建”战略,是以技术创新为驱动,以信息网络为基础,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。在“新基建”中,北斗、5G将充分发挥其极高速率、极大容量、极低时延的特性,以及融网络、融科技、融技术、融终端、融应用天然优势,实现在物联网、云计算、大数据、人工智能等领域深度应用。伴随技术革命和产业变革,“新基建”向纵深推进,北斗﹢5G的“用武”时空才刚刚开篇。
  
可以展望,到2035年,以北斗系统为核心,在更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系下,异彩纷呈的新业态、新经济必将深度塑造着我们的生产生活。这一切,可以畅想,没有止境。
 
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