北斗衛星導航系統應用于LBS的機遇與挑戰

+ 付永恒北京衛星導航中心

北斗衛星導航系統應用于LBS的機遇與挑戰

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隨著北斗衛星導航系統開通運行，基于北斗系統的應用作為發揮系統功能的落腳點，必將出現爆發式增長。本文在北斗系統應用和基于位置服務現狀的基礎上，重點探討了北斗系統對位置服務的機遇以及在位置服務中的優勢和挑戰。通過對北斗系統在基于位置服務中發展趨勢的探討，為更好發揮北斗系統應用的廣度和深度進行一些探索。

北斗衛星導航系統；基于位置的服務(LBS)；地理信息系統（GIS）

1 引言

中國北斗衛星導航系統（BeiDousatellitenaviga tionsystem）已于2012年年底開通運行，基于北斗的應用作為發揮系統功能的落腳點，必將出現爆發式增長。2013年10月國務院辦公廳發布《國家衛星導航產業中長期發展規劃》，該規劃指出，到2020年，中國衛星導航產業創新發展格局基本形成，產業應用規模和國際化水平大幅提升，產業規模超過4000億元，北斗衛星導航系統及其兼容產品必將在國民經濟重要行業和關鍵領域得到廣泛應用。但是目前，中國北斗系統建設發展還面臨諸如市場占有率和認可度低，相關軟硬件產品少，應用發展缺少統籌規劃，自主創新能力不足，政策扶持力度和法規標準不夠健全等突出問題。本文試圖立足北斗衛星導航系統在基于位置服務領域應用的基礎上，對更好發揮北斗系統應用的廣度和深度進行一些探索。

2 基于位置的服務（LBS）現狀

基于位置服務，即Locationbasedservice，簡稱LBS。它包括兩層基本含義：首先是確定移動設備或用戶所在地的位置或者用戶關心的地理位置信息，其次是提供與該位置信息相關的各類服務信息。所以說，LBS就是要借助互聯網或無線網絡，實現與位置相關的信息傳遞，為用戶提供包含有位置信息的優質服務。

目前，LBS相關業務主要包括：交通運輸管理、物流管理、導航服務、緊急救援服務、目標地信息查詢服務、個人問詢服務、商業和娛樂推廣等等。這些服務均已逐步普及和使用，為人們的工作和生活提供了巨大的便利。隨著LBS定位技術的繼續發展和進步，其業務領域還必將進一步地延伸與拓展。

LBS產業鏈上可存在十幾個大的環節，主要有：應用平臺、內容提供、服務提供、定位平臺、網絡運營、地理信息系統（GIS）、定位終端和終端用戶等等。根據服務方式的不同，其產業鏈上涉及的環節也會有所不同。

目前，LBS從用戶的角度來講主要有行業集團用戶和個人大眾用戶兩大類，行業集團用戶應用比較成熟的例如交通運輸管理、物流管理等等，個人大眾用戶應用比較成熟的例如有自主導航、目標地資訊查詢等等。LBS從定位功能實現的角度區分主要有基于移動通信網絡的定位和基于衛星導航定位兩大類，這兩種定位模式均比較成熟，只是在定位精度上存在差異。目前，由于北斗衛星導航系統剛剛開通運行，相關應用和產品較少、市場成熟度較低等原因，基于衛星導航系統的定位中GPS有很大的市場占有率。

移動LBS的發展很大程度上依賴于其客戶端的占有率即用戶基數，由于智能手機的普及率和已有智能手機的差異比較大，國內的LBS普及還需要時間和市場的發展。目前，LBS除了在交通運輸管理、物流管理、自主導航和目標地信息查詢（主要是GIS數據信息）等方面比較成熟外，還存在概念模糊，分類和標準差異大，應用差異大，商業化程度低，用戶參與度不高等等問題。

3 北斗衛星導航系統的特點和在LBS應用中的優勢

LBS系統中的關鍵技術有以下三個方面，即無線互聯網、地理信息系統（GIS）和定位技術。

無線互聯網是LBS信息交流的橋梁。隨著當前移動通信技術的飛速發展直接促成了移動無線互聯網的誕生。無線互聯網即具有移動通訊的移動性、方便快捷等特點，同時結合了互聯網的擴展性、開放性、海量信息和查詢方便的優點。

地理信息系統（GIS）是LBS服務功能的平臺。在LBS中,GIS的主要功能有：①、空間認知功能，通過對地理信息的可視化來實現空間認知是GIS最基本的功能，移動設備上最簡單常見的就是電子地圖。無論是衛星定位還是移動網絡定位，位置信息必須以電子地圖等方式展示出來，從而實現用戶的空間認知。②、信息分析、查詢和管理功能，利用GIS的分析、查詢等功能為用戶提供與位置信息相關的交通、商業、餐飲、娛樂、天氣等等增值服務，最常見的例如搜索某地1千米范圍內的加油站，查詢某個酒店的位置等等；信息管理，尤其是與位置相關信息的管理是GIS的一個很重要功能，例如用戶關心位置的自我管理和標記等。該功能會使LBS應用更具個性化，是實現LBS差異化發展重要方式。③、導航功能，LBS中GIS的關鍵功能之一就是導航，在GIS中確定目標位置、實現航跡規劃和用戶自主導航等等功能。

定位技術是LBS的核心。在LBS中，所有的信息與服務沒有了與位置信息的結合是沒有意義的。LBS的本質是基于空間認知基礎上的信息服務。目前LBS應用中定位技術主要有基于無線通信網絡的定位和基于衛星導航系統的定位兩大類。北斗衛星導航系統在LBS的應用中可以很好地解決定位和位置信息傳遞等功能。

北斗衛星導航系統自2012年12月27日正式向亞太區域提供服務以來，系統性能表現穩定，定位精度穩步提高，受到了地方政府部門、各行各業、廣大科技工作者和普通群眾的廣泛關注。北斗衛星導航系統在LBS中的應用具有以下主要優勢：首先，北斗衛星導航系統是我國自主研發的衛星導航系統，具有安全性高、保密性能高的特點。其次，北斗衛星導航系統具有政策扶持的優勢，在涉及國家安全等行業的應用更是具有不可替代的地位。第三，北斗衛星導航系統具有短報文通信功能，在LBS的三大關鍵技術中除了定位技術以外，通過技術途徑可以與移動網絡互聯互通，實現無線互聯網的部分功能，這就使得北斗系統具有了不同于其他衛星導航系統的優勢。

4 北斗衛星導航系統應用于LBS的趨勢

4.1 北斗系統

在行業中的LBS應用與傳統行業融合將是北斗LBS業務的重要發展方向。基于北斗衛星導航系統的LBS在行業中的應用，可以促進諸如交通運輸、物流、安全、城市規劃、農林業、漁業等眾多傳統產業的精確信息化管理。北斗衛星導航系統具有中國自主研發、安全性高、保密性能高的特點。同時，北斗衛星導航系統行業應用具有政策扶持的巨大優勢。北斗系統衛星導航系統LBS行業應用要走規模化發展的道路，隨著中國相關政策的陸續出臺，全面打造和扶持基于北斗LBS的融合性行業應用會大量出現。必將促進北斗LBS產業價值鏈的多元化，有力拓寬行業市場容量，衍生應用潛力無限。

4.2 北斗系統面向大眾的LBS應用

基于北斗衛星導航系統LBS應用必將更加貼近實際，服務生活方方面面。LBS在個人服務領域要走大眾化的道路。目前已經有商家推出具有北斗定位功能的智能手機。智能手機的發展是信息化發展的革命性成果，其具有應用軟件多、便攜式、用戶基數高的特點。與北斗集成的智能手機，集上網功能、定位、軟件服務平臺三位一體，是LBS的最佳搭檔。另外，隨著科技發展，智能手機的高性能、高普及率、網絡速度升級、成本下降都是必然趨勢。可以想象，在智能手機上集成北斗的大眾LBS應用必將出現爆發式增長，相關產品和服務會大量涌現。

4.3 北斗短報文通信在LBS中的應用

北斗衛星導航系統RDSS用戶具有短報文通信的功能，雖然短報文的信息量和頻度受到限制，不能像移動通信網絡一樣大量傳輸數據和信息。但是，基于北斗的LBS用戶之間可以通過代碼通信的方式交流，最大化實現服務的信息傳遞。代碼通信交流的基礎是建立代碼庫，信息相互交流的北斗用戶具有相同的本地代碼庫，信息通過短報文中的代碼傳遞來觸發用戶本地的代碼庫，從而實現大量信息傳輸。該功能十分適合沒有移動通信網絡覆蓋區域的北斗LBS用戶之間的交流。因為只有用戶自己掌握代碼庫，所以代碼通信還具有保密性很高的優點。另外，指揮型北斗用戶機與下轄用戶機的管理交流功能，可以最大限度發揮信息傳遞與服務的能力。

4.4 北斗短報文通信與移動通信網互聯互通

北斗用戶RDSS短報文通信與移動網絡實現互聯互通，可以大大解決北斗用戶基于位置服務中的信息分享與交流。該功能的實現是在移動網絡覆蓋良好的區域內建立小型服務交換中心。該中心的主要功能：一是通過配置在中心的北斗用戶機接收沒有移動信號覆蓋區域內的北斗用戶機發來的位置信息和短報文信息，經過簡單處理再通過配置在本中心的移動網絡設備轉發到移動網絡覆蓋良好區域的目標移動設備上去；反之，本中心接收到移動網絡覆蓋良好區域目標移動設備上發來的信息，經過簡單處理再通過配置在中心的北斗用戶機發送給沒有移動信號覆蓋區域內的北斗用戶機。這種信息的交換，可以做到準實時和無縫對接，從而實現北斗用戶設備與移動網絡設備之間的信息互通。該互聯互通功能的實現可以解決兩個方面的問題，一是實現北斗用戶與移動用戶之間的信息準實時交互，二是實現沒有移動網絡覆蓋區域內北斗用戶位置信息和其它信息向移動網絡的傳遞，大大增強偏遠無移動網絡覆蓋區域用戶位置服務的參與度和質量。該功能目前十分適合偏遠地區、海上、山區等的勘探、科考、探險等領域的服務。

目前，由于北斗系統起步較晚，市場占有率不高，在LBS中的應用較少。北斗系統在某些單獨的方面相對于GPS并不具有優勢，例如硬件集成度和價格等等。但是，北斗衛星導航系統具有以上很多的特點，這些特點的有機結合會在很多領域的應用中產生巨大的優勢甚至是不可替代的優勢，其衍生產品的優勢也是不可估量的。

5 總結

展望在移動通信已經到來的3G、4G時代，隨著網絡條件的飛躍，智能用戶終端的普及，LBS將會發展成為基于移動網絡的重要應用，成為移動互聯網上的一個業務亮點。隨著北斗衛星導航系統正式開通運行，北斗產品的大量涌現，產品價格的迅速下降，軟硬件的集成度會進一步提高，各方面條件的改善會促使北斗LBS實用性的優勢得到充分體現與釋放。

目前，衛星導航的發展呈現融合軟件業、制造業、數據業、服務業等多行業復合型高技術智能信息產業的特點，開啟人們更智慧地利用時空信息的時代。人們開始超越導航信息的基本用途，去發現更多時空信息的價值。衛星導航產業也從傳統的產品產業，向精度增強、電子地圖、位置服務、質量檢測等相關產業拓展。北斗衛星導航系統雖然也存在很多的不足，例如應用服務研究開發少、相關北斗應用衍生產品少，市場占有率低等等。但是，也存在很多潛在的優勢和特點。我們必須樹立北斗系統建設和北斗應用服務并重的理念，積極研究相關應用服務產品，研究相關產業拓展和產業融合，研究北斗衛星導航市場和應用發展規律。充分發揮北斗系統功能，更好地產生軍事、社會和經濟效益。