首 页 关于我们 产品中心 解决方案 服务与下载 重要客户 新闻中心 联系我们

新闻中心

EWS CENTER

行业要闻
位置:首页 | 新闻中心 | 行业要闻

北斗推开万物互联时空大门

时间:2017-06-06发布者:中国青年报浏览次数:723次

 国务院新闻办公室2016年6月16日发表的《中国北斗卫星导航系统》白皮书指出,20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了“三步走”发展战略。视觉中国供图



  在第八届中国卫星导航学术年会上,中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍,中国北斗卫星导航定位系统已与多个共享单车玩家合作,利用北斗地基增强系统,实现米级,甚至亚米级高精准时空定位。视觉中国供图


   在如今这个抬起手表就能看到“时间”,打开手机就能知道“位置”的时代,人们获取时间、空间的方式变得极为简单,简单到人们可能都意识不到,在没有卫星导航系统提供时空基准服务之前,定位“我在哪”是根本无法想象的事情,更不必说步入所谓的万物互联时代。

   继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后,北斗系统让中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家,正是这些卫星导航系统,以广泛、便捷、廉价的方式连接了时间和空间,为万物互联提供最基本的可能。在前不久举行的第八届中国卫星导航学术年会(以下称“北斗年会”)上,有关北斗的最新情况披露:今年下半年将正式开始全球组网,拉开面向全球服务的帷幕。

   届时,所谓北斗,将不再只是太空中遥远而又高冷的卫星,通过北斗芯片的研发升级,手机、共享单车等设备的应用,地上的人类和天上的北斗之间将建立一种“穿越大气层和时间”的联系,甚至为全球用户提供高精度、全天时、全天候定位导航授时服务。

   正如北斗系统总设计师杨长风在北斗年会上所说:北斗卫星导航所提供的位置和时间信息,将成为万物互联不可或缺的要素,既是至关重要的物品标签,也是一切经济活动的记录,更是世界生生不息的见证。

   经纬度定位为何取代不了门牌号

   在北斗年会上,北京大学工学院航空航天工程系教授、北京大学先进技术研究院副院长程承旗连续问了几个和“经纬度”有关的“位置”问题——

   “影视作品里通过某个经纬度,可立即查出某个地方的位置,但现实生活中,为何我们家里的门牌号码没有用经纬度来标识?”

   “怎么才能快速计算物体之间的相对位置关系,比如对飞行器进行航路规划,用经纬度串成组的矢量矩阵就可以吗?”

   在程承旗看来,经纬度之所以难以解决这些问题,根本原因在于经纬度的“点”特性,对描述空间“区域”存在一定局限。说白了,有了经纬度,可以知道你家在哪个小区甚至哪个楼,但具体到哪一层即三维空间里的“高”,以及你家有多大空间时,就不得而知了。

   程承旗说,几百年来,人们建立经纬度位置体系,可以方便地确定地球上每一个“点”的位置。但长期以来,人们想描述一个“面”,或一个“体”的区域位置却十分复杂,通常要用一串经纬度坐标来描述。如此,既不方便报送,也很难标识索引,所以大家干脆用各种代码来代替,比如ID码、门牌号、电线杆号、井盖号,等等。

   在迈向北斗全球导航的今天,科研人员提出了一种新的区域位置编码体系,支持陆、海、空、天和地下空间的“区域”标识。程承旗所研究的“北斗网格码”就是在这一背景下提出的。

   事实上,卫星导航的本质就是定位,能否提供高精度的时空基准服务,是验证其成败的标准。而所谓“北斗网格码”,有人比喻称其是空间大数据的集装箱,就是北斗系统专门研发的全球区域位置标识编码。

   程承旗说,未来这一技术一旦走进人们生活,每个人都可能会记住几个常用的北斗码,比如家庭门牌北斗码,单位停车位北斗码等;而每个城市基础设施部件上都能见到北斗码,电线杆、消防栓,甚至是建筑物上的一个螺栓,都有可能拥有专属的北斗码。

   “不妨设想一下,当我们的北斗卫星导航终端都能自动输出北斗网格码的时候,那将会是一个什么样的场景?” 程承旗说,这意味着,北斗网格码有可能作为一个入口,开启“万物互联”。今后任何人走到任何地方,也许就不再需要扫码,通过北斗网格码即实现智能推送。

   卫星信号走过两三万公里削弱了咋办

   所谓万物互联,有一种形象的说法,即将一切还未联接起来的人、数据、流程和万事万物都联接起来,而目前全球仅有1%的事物与网络相连。有人就认为,要想实现这一点,“互联网+”“大数据+”是前提。

   不过,在北斗年会上,中科院院士、北斗系统副总设计师杨元喜却表示,如果没有PNT体系即定位(Positioning)、导航(Navigation)、授时体系(Timing)——这三个维度和工具,一切很可能沦为“空中楼阁”。以大数据为例,如果没有PNT,就是一堆“乱数据”“杂数据”。他说,大数据的挖掘要根据定位、导航、授时来寻找线索、发现规律从而提供决策。

   目前最常见的PNT信息,都是由全球卫星导航系统提供的。不过不管是美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯格洛纳斯,还是中国的北斗,都具有一个天然的“脆弱性”,即“信号弱、穿透能力差、易被欺骗、易被干扰”的问题。

   正如中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其所说,一颗距离地球两三万公里的卫星,发出的信号抵达地面后不可避免地会有所削弱,而且,空间段卫星的长期安全稳定运行也极具挑战,卫星本身和卫星的重要载荷可能出现故障,等等,这样,单靠导航卫星提供PNT服务,很难做到百分之百的保障。

   如此一来,通过多手段建立一个时空领域的综合PNT体系就显得十分必要。这次北斗年会上,冉承其也透露,未来中国拟加快推进以北斗系统为核心的国家综合PNT体系建设,争取到2030年前后,构建基准统一、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合PNT体系。

   在杨元喜的设想里,综合PNT可能的信息源,除了包括北斗系统在内的高低轨天基无线电,还可以包括地基无线电、重力匹配导航、磁力匹配导航以及天文导航,甚至是量子导航等。

   以量子导航为例,杨元喜说,既然量子可以通信,为何不能导航?至少从理论上来看,通过“测站点”发送具有纠缠特性的脉冲信号到“已知点”,测定脉冲到达的时间,即可计算距离。而且,量子导航可能还具有保密性、安全性等方面的优势。

   在北斗年会上,一位北斗产品厂商代表问杨元喜,“如果说北斗系统的一些芯片是从国外采购的,那么未来即将建设的PNT系统还能称得上是国产吗,生产厂商又该如何追求‘国产化’呢?”

   杨元喜说,他只能提出希望,希望我国的科研团队和相关厂商,花大力气研究自己的北斗芯片等产品,毕竟这些是北斗系统真正实现自主应用的一个前提。

   芯片国产化加速北斗应用迈向物联网时代

   在北斗年会期间,一款仅有铅笔尖大小的28纳米北斗芯片对外发布,业内专家称,这款芯片有望让北斗应用加速步入“物联网时代”。杨元喜说,这意味着至少在中国生产的全球卫星导航系统终端以及接收机,已经是“中国芯”。

   来自中国卫星导航系统管理办公室的消息显示,目前我国已经启动了北斗三号全球系统建设,而在北斗三号前期论证中,就明确提出元器件和器部件国产化自主可控的目标。

   北斗卫星导航系统副总设计师谢军说,截至目前,随着我国元器件生产厂家技术能力和工艺水平的提升,北斗三号关键部件目前全部实现国产化。他说,2015年我国发射了几颗新一代北斗导航卫星,目前在轨运行良好,这也证明我国国产化能力已满足可靠性要求。

   谢军说,元器件国产化作为整个北斗工程的一个重要缩影,对我国基础工业有极大的推动和牵引作用,同时,国家工业基础的进步也保证了北斗系统的发展,两者互相促进。

   北斗人流传着一句话:“国产化我骄傲,国产化我心跳。”前者是说我国自主技术已经涉及北斗系统建设的各个方面,后者则折射出其国产化道路上遭遇的种种不易。

   北斗卫星导航系统卫星系统总设计师杨慧透露,午夜12点是卫星最易出问题的时间段,不同于部分国外成熟的技术,我国国产化是在不断摸索、不断归零中提升的。“曾几何时,最怕夜间接到来自卫星厂房的电话,因为不知道要面对哪些新的难题。”她说。

   如今,在这次年会上,一家共享单车公司和一家生产北斗芯片的公司正式签约,对外宣称要推出北斗智能锁,实现车辆精细化管理,有望解决当前困扰大家的单车定位不准、人找车、单车乱停乱放难管理等难题。一位专家告诉记者,这种签约的底气,正是来自北斗国产定位芯片的研制成功。

   业内有这样一句名言:“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制。”冉承其说,作为典型的国家重器,北斗将像水、电,还有公路一样,保障社会的运行发展。

   他告诉记者,目前,公交车、出租车的北斗应用已相当成熟,网约车加入北斗系统、物流电商平台与北斗对接、北斗自动驾驶汽车诞生、北斗高精度车辆后视镜应用也已经开展。未来,以北斗时空信息为主要内容的新兴产业生态链十分可期。

业务咨询 售后咨询

销售热线
010-62975946
13311014399