融合創新，智享北斗“芯”應用

· 文|和芯星通科技（北京）有限公司 黃磊 張玉鳳

融合創新，智享北斗“芯”應用

· 文|和芯星通科技（北京）有限公司 黃磊 張玉鳳

一、引言

發展北斗產業，必須要有相應的基礎芯片做支撐，否則既談不上產業發展，也無法達到保障國家經濟和社會安全的目的。從這個意義上說，北斗芯片關系到整個北斗產業的發展。北斗芯片對整個北斗產業和信息產業的發展起著重要作用。在與國際主流高精度高性能GPS競爭中，性能卓越的的芯片和終端將主導市場。據統計，國內自主研發的北斗芯片，截至2014年一季度累計出貨已達200萬片以上；具備北斗定位功能的近4000萬部智能手機已投放市場。和芯星通Humbird芯片自2013年5月發布以來，已取得百萬銷量突破，形成在北斗產業鏈關鍵環節的核心技術和競爭力，自主知識產權的北斗導航定位產品初具競爭優勢。

二、北斗應用市場概述

按定位精度劃分，目前北斗的應用市場主要分為高精度與導航型。高精度面向定位定向、測量測繪等精度要求極高的應用領域；而導航型模塊主要滿足汽車導航、對講機、便攜設備等應用。和芯星通產品精度覆蓋米級、亞米級到厘米、毫米級，一站式滿足衛星導航核心基礎產品的應用需求，如圖1所示。

圖1 三大市場北斗產品精度需求

三、 北斗創新應用

2014年以來，除特種、行業領域的產品不斷推陳出新，大眾消費市場也涌現出另人耳目一新的產品，基于北斗的老人、兒童定位設備也已面世。

1.高精度應用

根據北斗衛星導航系統官網的數據，相對于國外高精度市場占整個GNSS應用市場的15%，國內高精度市場僅占比3%；國外測繪地理信息僅占高精度應用的10%且逐年減少，而國內占比高達50%。我國高精度GNSS產業僅在測繪于地理信息方面發展較快，其它行業應用基本處于初始期甚至空白，未來市場空間廣闊。北斗高精度應用主要包括地理數據采集、高精度測量、機械控制等，CORS等，除此之外，近年來通過融合創新，北斗高精度方面也發掘了一些新的應用。

（1）北斗智能駕考

北斗智能駕考系統實現北斗高精度領域首個上萬量級應用突破，通過引入高精度GNSS 定位技術不但可以實現場地考試和實際道路考試中相關項目的驗證（如車輛實時行駛位置，并線軌跡，掉頭位置，行車速度，車輪是否壓圓餅，側方停車是否壓邊線，是否壓出底庫線，定點停車是否進入合格區等），可以更加準確地驗證駕駛員駕駛技術是否過關。

由和芯星通提供的高精度接收機產品通過雙頻或三頻RTK 差分技術，可以實現2cm的位置精度和0.03 m/s的測速精度，0.2°的定向精度完全滿足以駕駛員考試為代表的定位定向應用。目前已經在國內主流駕考定向設備集成廠家實現批量應用。

基于自主創新的UniFusion 技術，和芯星通針對定向應用專門推出了單板雙天線板卡UB280，經實際測試，該板卡顯著改善城市道路環境下定位精度和可靠性，在保證性能的基礎下實現了RTK定位和高精度定向的二合一，完美替代傳統應用上雙板卡雙天線的定位定向方案，體積成本顯著降低。

（2）精準農業/自動駕駛

據國外權威機構預測，從2013年到2018年亞太地區農業市場將以25.16%的年復合增長率增長。 精準農業在GNSS高精度測量行業中是一個新興的應用市場，與處于成熟期的測量測繪行業相比，精準農業GNSS應用處于導入期，國外進口產品也未能形成規?；?。在精準農業領域，對GPS系統和北斗系統來說都還是處女地，是推廣北斗兼容型高精度測量終端應用的最佳時機和良好市場階段。精準農業北斗產品在2～3年內，大部分替代進口產品，成為北斗應用的又一亮點。

農機自動導航系統利用高精度的衛星定位導航信息，由控制器對農機的行駛方向、油門進行控制，農機按照設定的路線（直線或曲線）自動行駛，減少作業的遺漏和重疊，提高農機作業質量。同時，還可以在夜間和復雜氣象條件下作業，提高農機作業效率，降低對機手的技能要求和減輕勞動強度，該系統在起壟、播種、噴藥、收獲等農田作業時都可以使用，可以提高農業作業精度，提高農產品質量。和芯星通的多系統多頻RTK 技術可以提供優于2cm的定位精度和0.2°的定向精度，并在智能駕考領域批量化應用，可保證農業自動導航系統所需的直線跟蹤和轉向精度。

（3）高精度車道級導航

北斗與GPS雙模聯合定位模式越來越得到市場的認可， 就車載導航方面來說，車載前裝多系統兼容的優勢越來越明顯，采用北斗/GPS雙模塊，與其他導航終端相比，搜星和定位速度更快，城市峽谷環境下定位更加穩定、可靠，能更好地實現人機互動體驗。采用北斗高精度產品的車道級車載導航應用也將極大可能改變未來的城市交通， 車載高精度（1米以內）應用，將有效幫助駕駛者解決城市中日益復雜道路識別難的問題， 例如立交橋與旁邊的輔路、近距離的平行路、近距離連續多路口等等。

另外借助北斗地基增強系統的北斗燃氣管網監應用也是一個很典型的北斗高精度應用。北斗高精度應用由于具有北斗三頻優勢，正受到越來越多的行業和領域的關注，前景相當廣闊。

2.導航型應用

增加信息的位置和時間屬性，使信息服務能力成倍提高，滿足人民群眾對信息化服務的多樣化需求，是提高信息化建設水平、全面建成小康社會的重要保障。在行業市場，北斗導航型應用主要包括車輛調度和監控、導航、航空航海、授時等。除此之外，在大眾應用市場領域，北斗導航也日益發揮重要作用：

（1）前裝車輛導航

隨著城市建設進程的加速，城市道路、高速公路發展迅速，日益密集的城市環境,停車樓和隧道等多層次的交通交匯給單一衛星導航定位的導航系統帶來顯著的挑戰。伴隨這些需求，車輛導航系統已經普及，且向多衛星導航系統兼容方向發展。車載前裝產品經過整車廠嚴格的質量測試，具有穩定、可靠的品質保證。

基于慣性導航和組合導航技術，和芯星通面向車載前裝應用，提供車規級產品，基于多系統融合的GNSS算法、GNSS+MEMS組合導航技術確保用戶能在衛星信號被阻斷或妨礙時獲得連續、可靠的定位體驗。

（2）個人定位

隨著社會的發展，衛星導航及位置服務已經成為人們日常生活中不可或缺的重要資源，戶外休閑，如登山、野外探險等；位置跟蹤，如為了方便對老人和孩子以及其他需要保護的特殊群體的監護，實時得到被監控目標的運動軌跡和位置等?；诙ㄎ坏年P愛需求、安全需求已廣泛滲透到老人、兒童、寵物、旅游等各個角落，每時每刻都在影響著我們生活的品質、工作的效率、事業的發展和社會的進步。

和芯星通面向個人定位領域推出北斗/GPS 雙模定位產品，基于超低功耗設計顯著延長待機時間，采用GNSS 多系統融合及高靈敏度設計，確保城市高樓等復雜環境下的連續可靠定位，如圖2所示。為弱勢群體關愛等個人定位業務保駕護航，為實現平安社會、和諧社會提供有力支持和保障。

圖2 個人定位產品

（3）便攜導航定位

便攜導航定位產品為用戶提供更為便捷的位置服務，如PND、對講機、集群應用等，使用戶可以隨時隨地獲取位置信息。集成和芯星通北斗/GPS 雙模芯片/ 模塊的對講機，體積小巧、續航能力強，可廣泛應用于如公共安全、機場、港口、地鐵、公安警務、物流快遞、等專業無線通信領域；也適用于個人戶外活動、野外探險等方向，目前在行業示范應用中也取得了北斗首個過萬量級突破，如圖3所示。

圖3 便攜導航定位產品

四、發展趨勢展望

目前北斗產業化應用發展還處于起步階段，在國內衛星導航市場GPS一家獨大的現狀下，未來北斗與GPS雙模聯合定位模式應該更能得到市場的認可，不是簡單的北斗替換GPS，落腳點在于真正滿足客戶的需要，在于提供更加穩定、可靠的導航定位服務。

高精度領域，國際主流接收機已進入三星/四星時代，主流板卡產品從基帶芯片化過渡到基帶射頻全芯片化，實現了小型化、低功耗、單板卡定位定向一體化，并有向大眾市場延伸的趨勢。 高精度方面，北斗系統獨特的三頻（B1/B2/B3），為國內衛星導航企業提供了一個彎道超車的機會，應充分發揮北斗在提升定位可用性和定位精度的優勢，提供性能更優的多系統兼容接收機。

而導航領域則以提供高性價比的產品為主，在大眾消費領域，GPS已經廣泛應用在各個方面，占據全球90%以上的應用服務，目前，智能手機和各種智能終端成了GPS應用的主要領域，北斗也要不斷通過融合創新在大眾消費領域滲透。未來芯片尺寸將繼續減小，與此同時，功耗也會減少，且隨著芯片工藝的發展，成本不會成為障礙；未來尺寸更小、集成度更高的芯片將用于消費型智能手機。

總之，融合是大的趨勢，體現在行業需求與大眾、民生需求融合、定位與移動互聯網等其他行業融合，通過模式創新，北斗有望走進更廣闊的大眾應用。