2016年，千尋位置率先開啟高精度定位“全國(guó)組網(wǎng)時(shí)代”
上千年來(lái)，人類一直在探索自身在時(shí)空中的位置，以便能更好處理與外在的關(guān)系。今天，時(shí)空信息是人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界、掌控生活以及進(jìn)行社會(huì)化協(xié)同的基本信息。
在信息化社會(huì)中，約80%的信息都與空間和時(shí)間有關(guān)，位置數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性越高，物聯(lián)網(wǎng)能夠幫助用戶解決的問(wèn)題就越多。同樣，自動(dòng)駕駛、AR/VR、智能機(jī)器人等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的出現(xiàn)，也催生出對(duì)精準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)的大量需求，數(shù)以億計(jì)的機(jī)器對(duì)時(shí)空的感知提出了更高分辨率的要求。
目前，高精度定位技術(shù)走過(guò)了四個(gè)發(fā)展階段。面向未來(lái)，無(wú)論在沙漠還是海洋，是否有4G/5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，亦或是室外、室內(nèi)，都有一張統(tǒng)一基準(zhǔn)、精確感知、高度協(xié)同的高精度時(shí)空網(wǎng)絡(luò)。
第一代：?jiǎn)位綬TK技術(shù)
GPS、北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，極大方便了人們了解自己的時(shí)空信息，但光靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在室外土地測(cè)量、工程作業(yè)中，人們利用RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)進(jìn)行高精度定位，其定位的標(biāo)準(zhǔn)模式是利用兩臺(tái)衛(wèi)星定位接收機(jī)(一臺(tái)為基準(zhǔn)站，一臺(tái)為流動(dòng)站)進(jìn)行同步觀測(cè)，基準(zhǔn)站利用其無(wú)線電設(shè)備，將差分改正數(shù)據(jù)(包括基準(zhǔn)站坐標(biāo)、基準(zhǔn)站原始觀測(cè)值或者改正數(shù))實(shí)時(shí)傳輸給流動(dòng)用戶，在流動(dòng)用戶接收機(jī)上進(jìn)行基線解算，獲取流動(dòng)用戶的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，精度可達(dá)厘米級(jí)。
常規(guī)單基站RTK極大地方便了需要?jiǎng)討B(tài)高精度服務(wù)的用戶，但在實(shí)際應(yīng)用中存在明顯的制約。比如，測(cè)量范圍，用戶站和基準(zhǔn)站的距離需要小于10km;隨著測(cè)量區(qū)域的變化，需要不斷設(shè)置和變更基準(zhǔn)站。
第二代：網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)
針對(duì)以上常規(guī)RTK定位存在的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，滿足中長(zhǎng)距離用戶和某些特殊要求的用戶(如監(jiān)測(cè)丘陵及山區(qū)的用戶)。
網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在服務(wù)端利用載波差分技術(shù)原理，通過(guò)在區(qū)域內(nèi)布設(shè)一定范圍的基準(zhǔn)站，形成分布較為均勻的連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站(CORS)，利用基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)求解基線模糊度，建立區(qū)域大氣誤差模型，基于用戶位置向用戶實(shí)時(shí)播發(fā)虛擬站的修正觀測(cè)信息，為覆蓋范圍區(qū)域內(nèi)的所有用戶提供穩(wěn)定等精度的增強(qiáng)服務(wù)。對(duì)于終端用戶，利用短基線RTK技術(shù)，消除如衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘誤差、電離層延遲、對(duì)流層延遲等誤差項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)載波模糊度的快速整數(shù)固定，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)高精度定位。
網(wǎng)絡(luò)RTK需要暢通的數(shù)據(jù)通信鏈路，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、信號(hào)穩(wěn)定，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求并非特別高。目前作業(yè)環(huán)境中，3G/4G具有足夠的數(shù)據(jù)帶寬，已經(jīng)完全可以作為通信數(shù)據(jù)鏈路的載體。
目前，我國(guó)多個(gè)區(qū)域已建成省級(jí)CORS系統(tǒng)，滿足地區(qū)內(nèi)對(duì)于高精度位置應(yīng)用的需求。
不過(guò)，網(wǎng)絡(luò)RTK依然受到一些技術(shù)限制。比如隨著基線長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，模糊度的固定成功率受大氣誤差影響明顯而逐漸降低，且需要建立用戶和數(shù)據(jù)中心的通訊鏈路，當(dāng)用戶存在較大的距離變化時(shí)，存在播發(fā)主站切換的情況，造成模糊度結(jié)果出現(xiàn)變化。
第三代：全國(guó)組網(wǎng)
隨著數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展，高精度定位服務(wù)在智慧城市建設(shè)、水路交通導(dǎo)航、精密測(cè)繪等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域顯現(xiàn)出戰(zhàn)略意義，成為連接虛擬和現(xiàn)實(shí)的橋梁，無(wú)論是國(guó)家還是行業(yè)、大眾市場(chǎng)，都對(duì)精準(zhǔn)位置服務(wù)需求越來(lái)越大。
2014年起，國(guó)家層面牽頭啟動(dòng)研制“全國(guó)一張網(wǎng)”，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、共建共享”的原則，由中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司作為總體研制單位，聯(lián)合交通運(yùn)輸部、國(guó)土資源部、國(guó)家測(cè)繪地理信息局、中國(guó)氣象局、中國(guó)地震局、中國(guó)科學(xué)院、教育部有關(guān)部門建設(shè)。
2016年5月18日，作為“全國(guó)一張網(wǎng)”的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方，千尋位置宣布：國(guó)家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行，開始向全社會(huì)提供服務(wù)。
據(jù)介紹，該系統(tǒng)分布在全國(guó)的基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)接收北斗、GPS、GLONASS、Galileo衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)專網(wǎng)傳至國(guó)家北斗數(shù)據(jù)處理中心，由部署數(shù)據(jù)中心的千尋位置云平臺(tái)解算實(shí)時(shí)播發(fā)差分?jǐn)?shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要獲取實(shí)時(shí)亞米級(jí)、厘米級(jí)、后處理毫米級(jí)精度的位置服務(wù)。“全國(guó)一張網(wǎng)”已完成了近2800座基準(zhǔn)站建設(shè)和組網(wǎng)工作，整網(wǎng)系統(tǒng)全部使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，核心技術(shù)、芯片、算法全部自主可控。
“全國(guó)一張網(wǎng)”推行四年來(lái)，已服務(wù)超過(guò)6億用戶，成為全球最大規(guī)模的衛(wèi)星地基增強(qiáng)系統(tǒng)，覆蓋中國(guó)境內(nèi)除無(wú)人區(qū)外的大部分區(qū)域，系統(tǒng)高可用、高并發(fā)，服務(wù)可用性大于99.99%?？梢哉f(shuō)，千尋位置在業(yè)內(nèi)開啟了高精度定位的“全國(guó)組網(wǎng)時(shí)代”。
第四代：星地一體
在“全國(guó)一張網(wǎng)”之后，千尋位置2018年又率先發(fā)布星地一體高精度時(shí)空服務(wù)“天音計(jì)劃”，開啟了高精度定位的“星地一體”時(shí)代，也為全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域貢獻(xiàn)了中國(guó)方案。
這套系統(tǒng)由國(guó)家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國(guó)一張網(wǎng)”、星基增強(qiáng)系統(tǒng)、星地一體融合能力及千尋位置的全球站網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成，為用戶提供高精度、高可靠、實(shí)時(shí)無(wú)縫的高精度時(shí)空服務(wù)，用于滿足智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)于無(wú)縫、連續(xù)、安全可靠的精準(zhǔn)定位和復(fù)雜時(shí)間協(xié)同的需求，以發(fā)揮GNSS定位增強(qiáng)在自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)等涉及用戶人身和生產(chǎn)安全的應(yīng)用場(chǎng)景中的重要價(jià)值，賦能全球智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
根據(jù)介紹，“天音計(jì)劃”動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位服務(wù)首次定位時(shí)間縮短97%以上，定位精度可提高50%，服務(wù)可用率高達(dá)99.999%。
不依賴通信運(yùn)營(yíng)商4G/5G網(wǎng)絡(luò)，“天音計(jì)劃”由于采用地球同步軌道衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)雙路播發(fā)，即便在覆蓋不佳的地方，譬如在沙漠、海洋、高空等無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)覆蓋斷續(xù)的區(qū)域，千尋位置同樣能提供7×24小時(shí)高可用的動(dòng)態(tài)厘米級(jí)定位服務(wù)。目前服務(wù)覆蓋中國(guó)大部分地區(qū)。
基于星地一體的創(chuàng)新技術(shù)方案，千尋位置已經(jīng)建立了龐大的時(shí)空智能生態(tài)圈
隨著大眾市場(chǎng)對(duì)高精度定位需求的增長(zhǎng)，高精度定位從傳統(tǒng)的測(cè)量測(cè)繪應(yīng)用方向走出來(lái)，市場(chǎng)迫切要求低成本精密定位技術(shù)，要求高精度定位方案技術(shù)革新。
從千尋位置開創(chuàng)性的全國(guó)組網(wǎng)方案，到突破性的星地一體融合方案，千尋位置5年實(shí)踐驗(yàn)證了高精度定位服務(wù)具有強(qiáng)大的應(yīng)用前景，包括在智能駕駛、智能電網(wǎng)、智慧城市、智能終端等大眾市場(chǎng)領(lǐng)域，并且在應(yīng)用過(guò)程中不斷驗(yàn)證算法，形成了一套具有獨(dú)特能力的時(shí)空智能服務(wù)，在算法、服務(wù)、技術(shù)等層面，不斷引領(lǐng)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新。
面向未來(lái)，由無(wú)數(shù)個(gè)0和1組成的虛擬世界里，時(shí)空信息將幫助數(shù)以億計(jì)的機(jī)器人連接虛擬和現(xiàn)實(shí)世界，時(shí)空將成為是萬(wàn)物數(shù)字化不可或缺的數(shù)字要素，我們需要一張更加實(shí)時(shí)、無(wú)縫、精確的時(shí)空網(wǎng)。千尋位置也一直從未停止對(duì)前沿科學(xué)的投入，無(wú)論在室內(nèi)外無(wú)縫導(dǎo)航、GNSS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，還是完好性、多GNSS融合導(dǎo)航定位理論與算法研究等諸多方面，展開前瞻研發(fā)。
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