北斗全球組網(wǎng)后，將如何影響你我生活

胡喆 魏董華 陳瑜

北斗組網(wǎng)之后如何運(yùn)轉(zhuǎn)？將對(duì)生活產(chǎn)生哪些影響？近日，隨著北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成，依托天上的北斗衛(wèi)星組網(wǎng)，以及地面的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，北斗將以更強(qiáng)的功能、更優(yōu)的性能，迸發(fā)出更多活力，賦能各行各業(yè)，服務(wù)全球、造福人類。

智慧“大腦”忙管理，隨時(shí)在線全覆蓋

北斗導(dǎo)航是一個(gè)龐大、復(fù)雜的航天系統(tǒng)工程，其天地組網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行涉及幾十個(gè)系統(tǒng)、幾萬(wàn)臺(tái)套設(shè)備的統(tǒng)籌調(diào)度與監(jiān)控管理，如何確保它們“統(tǒng)一行動(dòng)聽(tīng)指揮”？

中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司的技術(shù)人員介紹，中國(guó)電科研制的北斗三號(hào)管理控制中心相當(dāng)于智慧“大腦”，可指揮空間段和地面段的協(xié)同運(yùn)行、地面天線和各類觀測(cè)設(shè)備統(tǒng)籌調(diào)度，以及導(dǎo)航電文的編輯、上注等。

為實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星地一體化管理與控制，中國(guó)電科攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)多項(xiàng)創(chuàng)新性成果，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)衛(wèi)星的跟蹤測(cè)量，解決了幾十個(gè)系統(tǒng)、上萬(wàn)臺(tái)套設(shè)備的控制難題。

為確保北斗衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)安全發(fā)射、成功入軌和穩(wěn)定運(yùn)行，中國(guó)電科陸、海、天全方位布局地面雷達(dá)、地面測(cè)控站、海上測(cè)量船以及中繼衛(wèi)星，打造出一張全覆蓋的測(cè)控網(wǎng)，為北斗衛(wèi)星的航天測(cè)控提供隨時(shí)在線服務(wù)。

天上地上“都有網(wǎng)”，地基增強(qiáng)來(lái)幫忙

不僅是天上的北斗衛(wèi)星組網(wǎng)，在地面還有北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)來(lái)幫忙。

北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，于2014年9月啟動(dòng)研制建設(shè)，由中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司承擔(dān)系統(tǒng)建設(shè)總體任務(wù)，是在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)集成米級(jí)、分米級(jí)、厘米級(jí)和后處理毫米級(jí)四類高精度服務(wù)，這在國(guó)內(nèi)外尚屬首創(chuàng)。

目前，該系統(tǒng)已形成由超過(guò)2500個(gè)地基增強(qiáng)站組成的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國(guó)一張網(wǎng)”，系統(tǒng)能力達(dá)到國(guó)外同類系統(tǒng)技術(shù)水平。

2015年8月，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)合資成立了高精度位置服務(wù)平臺(tái)——千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司，以高精度為切入點(diǎn)，融合“互聯(lián)網(wǎng)+”和“北斗+”發(fā)展，打造高精度服務(wù)云平臺(tái)，致力于把北斗高精度時(shí)空服務(wù)打造成面向大眾、觸手可及、隨需而用的公共服務(wù)。

“北斗不僅僅是部署于高空的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，更是和每一位老百姓息息相關(guān)的國(guó)家重大時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。”千尋位置首席執(zhí)行官陳金培說(shuō)，天上有北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，地上有北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，衛(wèi)星信號(hào)在地面有時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況做強(qiáng)化計(jì)算。

近年來(lái)，北斗高精度及北斗輔助快速定位用戶突破5億。目前中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電科正在抓緊建設(shè)北斗三號(hào)區(qū)域短報(bào)文應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，將有力推動(dòng)北斗高精度、短報(bào)文服務(wù)與5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等融合創(chuàng)新。

“北斗”飛入百姓家，賦能各行各業(yè)

公交將有更精確的到站提示

“以前大家使用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，最大的顧慮有兩個(gè)。”千尋位置首席執(zhí)行官陳金培解釋，第一，雖然我國(guó)廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品集成了北斗系統(tǒng)，但產(chǎn)品被賣往的全球有些地方不能享用北斗服務(wù)，產(chǎn)品服務(wù)和能力被降級(jí)。第二，因?yàn)楫?dāng)?shù)貨](méi)有北斗服務(wù)，歐洲的手機(jī)廠商、汽車廠商首選的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不會(huì)是北斗。只有在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)，才會(huì)集成北斗系統(tǒng)。

陳金培說(shuō)，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將服務(wù)范圍從中國(guó)擴(kuò)展至全球。對(duì)有機(jī)會(huì)在全球范圍內(nèi)銷售的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，將有北斗二號(hào)、北斗三號(hào)兩套系統(tǒng)可以同時(shí)為其提供服務(wù)。對(duì)這些產(chǎn)品來(lái)講，他們?cè)谌虻氖褂皿w驗(yàn)、穩(wěn)定性、可靠性大幅度提升。

隨著衛(wèi)星數(shù)量逐步增加，加上地基增強(qiáng)系統(tǒng)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位能力從以前的10米到5米，提高到厘米級(jí)。

智能駕駛是北斗非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域。

2019年11月，在上海洋山深水港啟動(dòng)的“5G+L4級(jí)智能駕駛重卡”示范運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中，上汽集團(tuán)首批L4級(jí)智能駕駛重型卡車實(shí)現(xiàn)了一次性精準(zhǔn)停車、近距離自動(dòng)列隊(duì)行駛，提升了洋山港智能轉(zhuǎn)運(yùn)效率和東海大橋行駛能力。

在山城重慶，市區(qū)9000輛公交車的車道級(jí)定位的位置數(shù)據(jù)，都被實(shí)時(shí)傳輸至管理后臺(tái)，由此保障運(yùn)營(yíng)安全、提高運(yùn)營(yíng)效率：市民可以獲得公交車更精確的到站時(shí)間，城市管理者可以更好監(jiān)管車輛超速、賴站、越線等駕駛行為。

無(wú)人駕駛插秧機(jī)可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位

2019年3月8日，湛江雷州市附城鎮(zhèn)城內(nèi)村，一位工作人員為一臺(tái)特殊的插秧機(jī)設(shè)定好參數(shù)。開(kāi)啟按鈕，這臺(tái)插秧機(jī)在緩慢自動(dòng)行駛的同時(shí)，將一株株水稻秧苗插進(jìn)泥土里。僅1小時(shí)，這臺(tái)無(wú)人駕駛插秧機(jī)就在將近8畝的水田中完成了插秧作業(yè)。這臺(tái)無(wú)人駕駛插秧機(jī)由豐疆智能科技股份有限公司研發(fā)，它的自動(dòng)駕駛功能則基于千尋位置提供的FindCM厘米級(jí)定位服務(wù)。

在我國(guó)，每天有超過(guò)2萬(wàn)架無(wú)人機(jī)在全國(guó)各地進(jìn)行農(nóng)藥噴灑、電網(wǎng)巡檢等各種作業(yè)。

千尋位置運(yùn)用建設(shè)在全國(guó)各地的北斗地基增強(qiáng)站，接收天上的北斗衛(wèi)星定位信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算衛(wèi)星定位誤差，為數(shù)以億計(jì)的用戶提供了高精度定位服務(wù)。

相比傳統(tǒng)有人駕駛的插秧機(jī)，無(wú)人駕駛插秧機(jī)具備不受光線干擾，可以夜間作業(yè)，具有作業(yè)質(zhì)量高等特點(diǎn)，可節(jié)省50%的人力成本，并減少作業(yè)中的秧苗浪費(fèi)。基于覆蓋全國(guó)大部分地區(qū)的FindCM厘米級(jí)定位服務(wù)，無(wú)人駕駛插秧機(jī)已陸續(xù)在海南、新疆、江蘇等地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。

可監(jiān)測(cè)危舊房屋毫米級(jí)的移動(dòng)變化

2019年“利奇馬”臺(tái)風(fēng)登陸我國(guó)東部沿海地區(qū)前夕，浙大正呈結(jié)構(gòu)工程師余志剛開(kāi)始加緊巡查重點(diǎn)危房。

當(dāng)天，他來(lái)到一棟建于20世紀(jì)90年代的藥廠職工宿舍，查看安裝在房屋各個(gè)角落的監(jiān)測(cè)設(shè)備是否遭受破壞，包括墻腳的傳感器、高精度衛(wèi)星接收機(jī)以及天臺(tái)上的衛(wèi)星天線等。這些看似不起眼的工具，就像危舊房屋上的“聽(tīng)診器”。

“系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)到毫米級(jí)的移動(dòng)變化，即便是大貨車經(jīng)過(guò)引起的地面震動(dòng)，都能被感知。”余志剛介紹，得益于千尋位置提供的毫米級(jí)高精度定位能力和阿里云的計(jì)算能力，系統(tǒng)能快速依據(jù)此前危房的“病歷”，判斷出房子的“病癥”。如果房子的傾斜、沉降超過(guò)一定的安全值，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，為人員撤離與救援爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

“有了高精度定位后，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將變成時(shí)空智能的基礎(chǔ)設(shè)施。”陳金培解釋，時(shí)空智能基礎(chǔ)設(shè)施，可以給各種各樣的智能設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景賦予統(tǒng)一的時(shí)間和空間的基準(zhǔn)。

北斗全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射圓滿收官，北斗系統(tǒng)服務(wù)全球迎來(lái)了全新開(kāi)始。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師楊長(zhǎng)風(fēng)表示，到2035年，中國(guó)將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，進(jìn)一步提升時(shí)空信息服務(wù)能力。北斗將以更強(qiáng)的功能、更優(yōu)的性能，服務(wù)全球，造福人類。