北斗高精度應(yīng)用技術(shù)突破:千尋位置六大底層自研技術(shù)揭曉

7月31日,千尋位置正式對(duì)外揭曉“六脈神劍”——時(shí)空智能六大底層自研技術(shù),這些技術(shù)代表了千尋位置在全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)Χ鄠€(gè)世界級(jí)技術(shù)難題的突破,以及在北斗產(chǎn)業(yè)自主可控技術(shù)之路上的努力。

千尋位置CEO陳金培表示,創(chuàng)新是千尋位置成立七年以來一直在的“基因”,自主研發(fā)的底層技術(shù)是千尋位置在時(shí)空智能領(lǐng)域具備全球競爭力的重要因素,同時(shí)也確保我國時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施安全、可控。

千尋位置“六脈神劍”包括:高可用星地一體融合技術(shù)、多層次大氣建模算法、快速收斂星基增強(qiáng)技術(shù)、全鏈路完好性技術(shù)、高性能分布式應(yīng)用框架、云端一體開放時(shí)空服務(wù)協(xié)議等,技術(shù)水平全球領(lǐng)先。

兩年前的2020年7月31日,北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)。從天上到地面,千尋位置構(gòu)建了技術(shù)自主可控的時(shí)空智能基礎(chǔ)設(shè)施,支撐數(shù)以億計(jì)的時(shí)空智能新物種應(yīng)用創(chuàng)新,廣泛服務(wù)于交通、農(nóng)業(yè)、能源、大眾消費(fèi)、自然資源等國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)。

自研多層次大氣建模算法

——解決GNSS定位領(lǐng)域的世界級(jí)難題

地球大氣層內(nèi)的電離層是干擾衛(wèi)星定位精度的“頭號(hào)元兇”,隨著第25個(gè)太陽活動(dòng)周期的到來,電離層變得更加活躍。

千尋位置自研的多層次大氣建模算法,基于業(yè)內(nèi)獨(dú)有的覆蓋不同地理環(huán)境、大氣環(huán)境等在內(nèi)的多維度時(shí)空數(shù)據(jù),運(yùn)用自適應(yīng)調(diào)優(yōu)、機(jī)器學(xué)習(xí)等多種技術(shù)手段,形成了適配電離層等多場景的算法模型,保證電離層活躍期間,仍然能夠獲得精準(zhǔn)的電離層建模結(jié)果,從而在業(yè)內(nèi)率先推出包括算法優(yōu)化、云端協(xié)同、電離層實(shí)時(shí)感知等在內(nèi)的電離層擾動(dòng)解決方案,保障用戶始終得到精準(zhǔn)、連續(xù)、可靠、安全的高精度定位服務(wù)。

自研快速收斂星基增強(qiáng)技術(shù)

——無區(qū)域站條件下1分鐘快速收斂,速度提升50%

在海上、沙漠、邊境等通信網(wǎng)絡(luò)較差的地區(qū),星基增強(qiáng)PPP(精密單點(diǎn)定位)技術(shù)可以繼續(xù)提供高精度定位服務(wù)。但傳統(tǒng)的PPP技術(shù)通常需要十到幾十分鐘不等的初始定位時(shí)間才能收斂到厘米級(jí)的精度,無法滿足無人機(jī)飛控、農(nóng)機(jī)導(dǎo)航、智能駕駛等高實(shí)時(shí)性高精度應(yīng)用場景的要求。

千尋位置通過自研無區(qū)域站快速收斂星基增強(qiáng)PPP算法,在不依賴衛(wèi)星導(dǎo)航區(qū)域加密站、無需大氣產(chǎn)品輔助的情況下,在1分鐘內(nèi)就可以讓智能終端快速獲得厘米級(jí)高精度定位結(jié)果,最快可在幾十秒達(dá)到收斂。該技術(shù)可通過較小的播發(fā)帶寬實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星/網(wǎng)絡(luò)雙鏈路全球覆蓋。

自研高可用星地一體融合技術(shù)

——面向智能駕駛等高安全標(biāo)準(zhǔn)場景,可用率高達(dá)99.9%

為了解決高精度定位服務(wù)“不掉線”的問題,千尋位置融合地基增強(qiáng)及星基增強(qiáng)兩者技術(shù)優(yōu)勢,開創(chuàng)一條新的技術(shù)路線和播發(fā)體系:星地一體融合技術(shù)。該技術(shù)規(guī)避了單一技術(shù)和節(jié)點(diǎn)異常造成的服務(wù)不可用風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)多鏈路瞬時(shí)厘米級(jí)定位及99.9%高可用率。同時(shí),在終端層面無需高成本硬件,即可實(shí)現(xiàn)上萬元專業(yè)測量設(shè)備定位效果。

千尋位置自研星地一體融合技術(shù)將在國際知名汽車廠商下一代高端車型實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

自研全鏈路完好性技術(shù)

——完好性風(fēng)險(xiǎn)低至10-7/時(shí)

定位感知層面,給予絕對(duì)位置信息的衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)如果出錯(cuò),終端能不能像人類一樣及時(shí)發(fā)現(xiàn)并自主判斷,避免事故發(fā)生?

千尋位置創(chuàng)新性地將“完好性”從航空領(lǐng)域引入衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域,經(jīng)過三年攻堅(jiān),結(jié)合高精度應(yīng)用需求進(jìn)行了面向完好性的全系統(tǒng)設(shè)計(jì)、算法研發(fā)和工程實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星地基增強(qiáng)站到用戶接收端的全鏈路完好性,完成了500多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的攻堅(jiān)。目前,千尋位置完好性風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)了低至10-7/小時(shí)的可信定位結(jié)果,相當(dāng)于1000多年才能發(fā)生一次風(fēng)險(xiǎn)。

自研高性能分布式應(yīng)用框架SpaceX

——每秒百萬級(jí)的時(shí)空數(shù)據(jù)高并發(fā)請(qǐng)求處理能力

數(shù)以億計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)終端對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)需求愈來愈大,數(shù)據(jù)處理量堪比電商“雙十一”、春節(jié)火車票搶票。對(duì)于作業(yè)中的無人機(jī)、自動(dòng)駕駛汽車等設(shè)備而言,如果北斗高精度時(shí)空服務(wù)中斷甚至?xí)a(chǎn)生安全隱患。

千尋位置自研內(nèi)部代號(hào)為“SpaceX”的高性能分布式應(yīng)用框架,將一個(gè)龐大的計(jì)算任務(wù)劃分為若干個(gè)小任務(wù),分布在上百臺(tái)機(jī)器同時(shí)進(jìn)行解算,最終產(chǎn)生全國幾十萬的網(wǎng)格數(shù)據(jù),解決了站點(diǎn)接入有限、服務(wù)穩(wěn)定性不足、播發(fā)實(shí)時(shí)性不足等問題。目前,千尋位置高并發(fā)處理能力已經(jīng)達(dá)到了堪比互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)前列的每秒百萬級(jí),遠(yuǎn)超同行業(yè)平均水平。

自研云端一體開放時(shí)空服務(wù)協(xié)議OSS

——把單向播發(fā)的定位服務(wù)變成雙向交互的時(shí)空智能服務(wù)

傳統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào),并不具備與互聯(lián)網(wǎng)云端交互的能力,然而在數(shù)字化過程中,云端協(xié)同是各類智能終端在同一時(shí)空相互對(duì)話的基礎(chǔ)。

千尋位置自研云端一體開放時(shí)空服務(wù)協(xié)議OSS,把單向播發(fā)的導(dǎo)航定位服務(wù)變成雙向交互的時(shí)空智能服務(wù),讓各類終端與云端有了“對(duì)話”的基礎(chǔ),進(jìn)而獲取更豐富的時(shí)空數(shù)據(jù)服務(wù)、設(shè)備管理服務(wù)、智能分析服務(wù)等,讓終端在線、服務(wù)化、智能化,定位結(jié)果越算越準(zhǔn)。

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