進入九月,首屆北斗應用峰會、第三屆中國衛星導航與位置服務年會紛沓而至,其中當仁不讓的主角自然是北斗衛星導航系統。根據中國衛星導航定位協會的統計,2013年,我國北斗導航產業的產值超過了100億元,一場北斗導航“盛宴”已然開啟。
在繁榮背后,9月11日,一場低調但又頗具里程碑意義的會議在北京舉行。這次會議的舉辦標志著經過前期試點建設,我國將正式啟動北斗地基增強系統工程建設工作,構建全國一張網,實現部門間、地區間和用戶間資源統籌、數據共享。這無疑將進一步推動我國北斗導航產業的快速發展,促成更多領域的北斗應用逐步落地。
北斗導航的生命力在于應用,應用的根基則在于北斗導航提供的各項數據精度是否能滿足不同領域用戶的需求,而北斗地基增強系統則被認為是實現高精度導航的“殺手锏”。隨著系統工程建設的正式啟動,北斗導航產業鏈的上下游企業,尤其是處于產業鏈上游的北斗芯片及板卡研發企業,將如何積極參與其中,是否能夠利用企業自身的優勢,促進北斗產業的應用發展?帶著這些問題,我們采訪了上海司南衛星導航技術有限公司董事長王永泉博士。
什么是北斗地基增強系統
對于大多數人來說,北斗地基增強系統或許還是一個生澀的概念,但打個比方估計你就能對北斗地基增強系統所發揮的作用有所了解。據了解目前我們日常使用的手機導航定位精度只能達到10米左右,這就會造成車輛實際在行車道上行駛,而導航地圖卻顯示車輛行駛在非機動車道。如果有了北斗地基增強系統之后,配合搭載有北斗芯片的導航設備,就可以使得定位精度達到車道級,亞米級甚至厘米級,這無疑將促進高精度導航的發展,甚至幫助無人駕駛汽車更好地行駛在道路上。除此之外,機械控制、精準農業、智能交通等行業對高精度差分定位的需求正在快速形成,迫切需要相應的地面基礎服務網絡的支持,提供可靠的高精度定位服務。
北斗導航作為我國自主研發的衛星導航系統,國家層面已經開始統籌建設北斗地基增強“一張網“,《國家衛星導航產業中長期發展規劃》明確提出要在2020年基本實現北斗導航全球覆蓋,重點建設多模連續運行參考站等重大地面基礎設施,為各類用戶導航增強服務提供支撐。
從北斗地基增強系統工程建設啟動會透露的信息,該項目計劃分兩個階段實施:2015年底前將建成框架網和部分區域加密網基準站網絡,并投入運行,提供米級精度的定位服務;2018年底前將建成全國范圍區域加密網基準站網絡,提供米級、分米級、厘米級和后處理毫米級的高精度位置服務。
為什么要建北斗地基增強系統
眾所周知,美國GPS以起步時間早、技術成熟而著稱,是目前使用最為廣泛的全球衛星導航系統,我國目前大部分的導航應用,無論是大眾消費應用,還是行業高精度應用都依賴于GPS。
我們在使用過程中很容易忽略它的本質——這是由美國政府控制的“私有資產”,它最初建設的目的也是為了軍方使用。雖然美國政府承諾會向全球民眾提供免費的米級精度服務,但并沒有保證“永遠”。據統計,目前我國大部分涉及國家安全領域的行業應用和重大工程,如測繪、國土、城建、規劃、水利、高鐵等,90%以上還是主要依賴基于GPS的基準站差分定位技術。一旦GPS由于特定外界因素停止服務,包括中國在內的所有國家及地區將處于被動地位。而其中基于GPS技術的行業應用損失更將是大大超過普通的消費導航用戶。
因此,王永泉博士表示,北斗地基增強系統是開拓北斗高精度定位應用的必備設施,是提高北斗系統服務能力和競爭力的必要手段,可以徹底消除我國在高精度衛星定位、導航和授時三大應用領域存在的安全隱患,同時滿足我國高精度導航定位用戶的應用需求,這也是北斗導航的重要使命。
同時,當范圍廣、精度層次差異大,成本低廉的北斗增強網建成之后,能為用戶提供厘米級和車道級、分米級的實時定位服務,到那時使用GNSS接收機的用戶就能像使用手機一樣,只需要收取“信號”,就能輕松的實現高精度的定位服務了。
北斗地基增強系統建設火熱,司南導航先行涉足
隨著北斗地基增強系統工程建設啟動會的舉行,我國將進入全面建設的階段。此前,上海市、天津市、湖北省、四川省、廣東省、浙江省、江蘇省、新疆維吾爾自治區等地區已經提出要建設北斗地基增強系統,并選取了部分城市進行試點建設。目前,湖北省已經建成了全省北斗地基增強系統,天津市則在渤海灣建成了我國首個海上北斗地基增強系統,而廣東深圳市的北斗地基增強系統亦通過了驗收。此外,中國位置網服務聯盟將啟動“百城百聯百用”行動計劃,整合全國北斗地基增強資源,在100個城市實現位置網互聯互通,預計2014年底將完成100個城市的北斗地基增強系統應用。
由于北斗導航現在的服務范圍已經擴大至亞太地區,因此,除了國內陸續開展的北斗地基增強系統試點建設外,還陸續在泰國、老撾等東南亞國家建成了北斗地基增強系統。2014年6月,泰國三座北斗地基增強系統示范站建成,這是我國在泰國建成的首批示范站,按照計劃,泰國還將建設220座北斗地基增強系統基準站,實現泰國全境覆蓋。而在更早的2013年11月,東盟首座北斗連續運行參考站在老撾正式啟動運行,同時這也是首座在國外建成的CORS參考站。這座參考站不僅能滿足老撾國土測繪、農林管理等方面對高精度定位應用的需求,而且北斗提供的高精度服務能力,將對老撾血吸蟲病的時空監測和早期預警示范研究起到助推作用。值得一提的是,這個參考站采用了司南導航完全自主研發的北斗高精度GNSS接收機。
“司南Inside”為北斗CORS網全面鋪路
在計算機行業里有個常見的名詞為“Intel Inside”,顯而易見的是Intel處理器早就成為電腦的標配;而在北斗導航的多個應用領域,“司南Inside”的叫法正悄然流行。
王永泉博士介紹說,司南導航已經開發出可用于北斗地基增強系統建設的軟硬件產品,尤其是M300系列接收機已成功應用于國內外多個重大地基增強CORS項目,如前文所述的老撾項目,還有第29次南極科考、東海無線電指向標——差分北斗衛星導航系統(RBN-DBDS)、長江口北斗連續運行參考站、韓國某CORS中心等項目。
100%具有自主知識產權的M300系列無疑是明星產品,作為針對北斗地基增強系統應用而設計的高精度多模多頻GNSS接收機,它對于產品后期維護升級的可控性有極大幫助,能在各種應用場景中最大程度地保障有關北斗導航定位服務性能。
據了解,M300系列接收機所采用的自主核心板卡,在2013年度國內同類型供應商中銷售量位居第一,目前累計超過近4萬片(套/臺)。國內廠商在有關GNSS地基增強市場項目中,普遍選用司南導航系列接收機或板卡產品,例如南方測繪已建成的2000多個CORS站中,其中具備北斗定位能力的500多座CORS站均采用了司南導航的北斗高精度GNSS板卡。“司南Inside”已經成為司南導航積極投身北斗地基增強系統建設的實力的象征。
北斗開啟了高精度應用的新時代。王永泉博士認為,隨著我國北斗地基增強網的建設和完善,更多的新型應用將應運而生,相對應的北斗高精度GNSS板卡(接收機)使用范圍越來越廣,價格也會越來越“平民化”,用戶將以更低成本獲取更高質量的定位服務。
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