中国北斗除了定位,还有哪些独特的功能?

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北斗卫星导航系统已经无处不在,从地图导航到外卖,再到车库停车,无处不在。全球有超过372亿手机使用北斗导航系统。北斗系统的发展是一个不断创新、开拓进取的过程。北斗一号的主要成就是两颗卫星实现了广泛的高精度定位和授时服务,覆盖中国和周边地区。根据GPS定位原理,需要12颗卫星,双向授时精度10ns,全球领先。定位和报告可以在同一渠道同时完成。用户知道我在哪里,指挥部门也知道我们在哪里,定位报告是北斗与GPS最大的区别。

北斗是世界上第一个具有三频完整服务能力的导航系统。北斗是全球首个连续导航定位报告双模式集成系统。双模用户计算机带来了巨大的社会效益和经济效益。主要成就是独立建立了时间和空间的全球基准,因为只有全球系统是全球系统的代表,那些区域系统没有能力建立时间基准,所以北斗系统没有。北斗七星实际上是从第一阶段到第四阶段的航行,因此北斗七星的成就是跨代的。

我国北斗建成后,基本上达到了L频计级的导航精度。在2030年或2035年,一个导航、通信、遥感融合深度的空间系统将来自中国,中国的高速网络采用5g地面网络,实现全球天空物体和内容的连通性,第六代移动通信,中国的6G道路和西方国家的不一样,中国是先建设地面系统,然后建设空间系统,中国的空间系统是基于北斗时空基准的,所以中国的5G将会成功,中国的6G也会成功。

未来会有一个北斗全球物联网。互联网是人与人之间的一种联系,人们非常包容。为了实现全球动态事物之间的互联,全球物联网必须在时空基准下进行维护。世界一流的动态分米级北斗卫星导航系统已经实现,提供了统一时空基准的天基物联网,获得了天基无线电全球系统对地球的认知,北斗未来天基物联网模块实现了空间物体与空间的互联,空间与地球内容联网,任务超出了地球导航方法的研究。其意义在于充分发挥北斗空时基准的基本价值,打破世界上独立建筑行业导航、通信、遥感的固化状态,为包括遥感在内的大部分行业提供公共数据链接。北斗多业务卫星无线电系统是我国重要的空间信息基础设施。北斗三号在基础导航、星基增强、精确单点定位、信息通信、国际搜救等服务领域的综合创新,是未来发展的良好开端。

对我国好多领域起到了推动作用。

在2020年7月31日,我国正式宣布北斗3号卫星导航系统正式开通,并且向全球提供服务。

据北斗导航专家介绍道,现在全球市面上的400多款智能手机其中有300多款手机是可以直接使用北斗导航定位系统的。而手机能不能使用北斗卫星取决于手机搭载的芯片。

具体使用哪一种导航,不是个人可以决定的,也就是说你没有办法选择,单独或者拒绝某一家卫星导航。比如我们经常使用的百度、高德等软件是根据手机本身提供的位置信息进行定位,而手机本身的定位,取决于手机芯片,手机会自动搜索当前位置信号最好的卫星。目前市面上大部分安卓手机都是兼容北斗的,比如华为麒麟、高通骁龙,联发科等等。

经过多重测试,目前中国的北斗3号卫星定位导航系统信号已经是非常稳定了。

中国北斗的正式应用是具有跨时代意义的。虽说美国的GPS系统是免费开放,但是如果想要使用,就必须得到美国方面的授权才行,而就单单依靠这授权费用,美国一年都能赚取一大笔费用,据2013年数据显示,美国依靠GPS授权营收就达到了560亿美元。

中国北斗卫星导航的系统正式开放,也是让我们的飞机、船只、导d等高科技武器有了自己独立的导航定位系统,相对更加安全。再则国内的交通运输、气象预报、通信系统、救灾减灾等领域都得到了巨大推动。

在未来随着5G的全面普及、物联网的全面发展,无人驾驶、人工智能、可穿戴式设备、物流机器人等领域也都将会在北斗的加持下更快地走向大众生活中。

北斗3号的正式开通是值得所有中国人高兴的事儿。它见证了我国科技的不断进步。相信未来,我国的科技还会继续不断迈上新的台阶。

北斗三号全球卫星系统总共有30颗卫星组成,北斗三号卫星导航系统主要为中国及亚太地区提供开放服务和授权服务。开放服务是指在服务区中免费提供定位、测速和授时服务。授权服务是指向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务。从2009年北斗三号工程正式开始启动建设到现在,已经成为全球最先进的卫星导航系统之一,给我国和亚太地区其他国家的发展提供了强大的动力。

北斗系统的系统服务最核心的功能就是导航定位功能,这种导航定位服务可以用于各个领域,比如航空运输,道路交通管理,铁路交通管理,应急救援,个人的服务应用,气象服务等领域。

北斗三号系统稳定运行以来,包括国内外智能手机厂商都加速了研发支持北斗系统的电子产品,随着北斗芯片的进一步升级,大众消费者就可以在多个领域方便的使用北斗系统。首先在手机导航方面,只要在手机设置中开启位置服务,就可以成功的利用手机进行导航定位,来满足我们日常生活的需要。

北斗三号系统的通讯功能也非常的强大,北斗三号系统采用了非常先进的双短报文功能,用户除了可以接收信号还可以发出信号。如果在没有信号的区域遇到事故或者危险,可以利用北斗卫星导航系统发出信号,进行求救。

北斗三号系统已经成为物联网和车联网的非常重要的一环,在现在的自动驾驶技术中,借助卫星定位信息控制汽车行驶是非常的普遍,北斗三号是建立智慧化城市的基础,在城市救援方面,北斗三号系统可以准备定位到事故现场的位置并第一时间了解到相关的救援信息,为救援工作提供非常有利的帮助。

随着人类技术的持续进步,北斗三号卫星对人类的影响会越来越大,人们的生活会向着更加智能化和信息化而前进。

实时导航、快速定位。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并且具备短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度02米/秒,授时精度10纳秒。

其他特色功能:

1、精确授时

北斗卫星本身是我们国家的一个授时系统,北斗三号卫星上的星载铷原子钟的精度处于国际领先水平,可以达到每天100亿分之5秒。目前这一功能已应用于通信、电力、金融等系统。

2、位置报告

通过两颗地球同步轨道卫星联手,不仅能回答用户“我在哪”,还能告诉关注用户行踪的相关方“你在哪”,广泛用于搜救、渔业等领域,是保障民生安全的“千里眼”。

3、短报文通信

导航卫星和通信卫星是两种类型的卫星,但北斗导航卫星却附加了通信功能。这个功能在沙漠、远洋、深山、森林等没有网络覆盖的地区,或者是灾害发生、通信受阻时至关重要。

伴随着5G移动通信、区块链、物联网、人工智能等新技术的持续发展,以及与北斗系统的进一步融合,构建以北斗时空信息为主要内容的新兴产业生态链,推动生产生活方式变革和商业模式不断创新,将创造出巨大的经济效益和社会效益。

正如首任北斗卫星导航系统总设计师孙家栋院士曾说的那样,“北斗的应用只受人类想象力的限制”。北斗未来的应用价值,完全不可估量!

空间技术与应用水平是一个国家科技实力的重要标志。如今,我国自主研发的北斗卫星系统闪耀星空,不仅令国内基于北斗卫星系统的服务越来越多,还走出了国门,服务亚太地区。

日前,国家发改委、国家测绘地理信息局等部门积极推动国家北斗卫星导航产业的重大应用示范专项、“互联网+北斗”的空间位置服务产业。我国北斗卫星系统建设和应用这几年来取得了哪些成绩?未来还会有哪些应用?

我国是第三个拥有自主卫星导航系统的国家

我国2000年建成了北斗导航实验系统,这是第一代北斗卫星系统。刘经南告诉记者,第一代北斗卫星系统是一个区域系统,由三颗卫星提供区域内的定位服务。虽然只有三颗卫星,但使我国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

第一代北斗卫星系统在海上定位也可达到二三十米的精度,它是一个双向定位系统。双向授时,可以达到20纳秒,比GPS的授时精度要高,GPS承诺的是50纳秒。还有短报文功能,短消息可发60个汉字,利用双向通信的特点进行调制。第一代北斗卫星系统建立以后,在大地震、泥石流等救灾过程中得到应用检验,比如汶川大地震中的救灾。在海洋渔业中也有很多用途,比如位置监控、安全救援。它可以与地面移动通信进行互联互通。北斗的船舶入网当时已经有5万多个,手机用户10万余个。

现在我国推广应用的是北斗二代卫星系统,它由14颗卫星组成。刘经南表示,北斗导航系统在亚太地区内导航系统标准服务的定位精度在10米左右。同时,它可以根据用户需要提高定位导航服务的精度,达3米左右。在中国及其周边地区,它的短报文通信功能一次可以发送120个汉字,并可与互联网以及移动互联网进行互通。

北斗卫星可用性和连续性指标超999%

卫星上天,重点在于应用,我国北斗卫星系统可用性和连续性指标超999%。2012年底,第二代北斗卫星系统正式向亚太地区提供服务,运行4年多来,系统保持了连续运行,可用性指标实际上达到了9999%以上,连续性达到了99986%。

我国北斗的应用非常广泛,现在主要在汽车领域大规模应用,涉及汽车制造业,汽车电子制造业、车载信息服务商,还有面向智能交通的设备制造业及服务商。北斗将来还可跟用户的车位需求应用结合起来。现在装载了北斗导航系统的交通运输车辆约有380万辆,这个市场规模将达到千万量级,车辆运营状态都可以实时上传至互联网上,实现实时监测。

现在我们的北斗卫星系统可以向用户提供米级、亚米级、分米级、甚至厘米级精度的定位和导航增强服务,用户可以开展诸如高速公路车道级导航监控服务、旅游景点特定线路的无人车驾驶和监控、城市管道的实时状态监测和维修服务等。

未来北斗卫星将跨界融合发展

互联网+时代,卫星数据在云端,用户在网上,北斗卫星系统与新兴信息网络系统跨界融合发展趋势越来越明显。国家发改委、财政部等单位已出台了《国家民用空间基础设施中长期发展规划》,北斗位置服务将实现跨界融合,包括跨系统融合,跨地域融合等。

我国将重点推动‘互联网+北斗’的空间位置服务产业。比如北斗系统与蓝牙、宽带移动互联网、有线互联网、窄带物联网等融合,使北斗时空信息传输更快、位置更精确、图像更清晰、用法更巧妙。有了北斗系统,我国的无人驾驶也可能加快实现。

现在网络已经大部分覆盖了我们生活和工作的区域,“网络已连接”成为了我们日常不可或缺的一部分,但是我们在乘坐高铁、地铁时,仍会出现“网络信号不佳”甚至是“网络已断开”的情况。


在地面,我们通信是通过基站4G、5G组网信号覆盖,导航等也可以直接通过北斗定位,但在地下,由于建筑遮挡导致室内接收的信号波被削弱甚至被阻挡,导致了地下通信信号弱的现象普遍存在。同时,地铁的高速移动让地下信号回传定位更是加大了难度。


3月20日,我国首个地铁北斗定位系统在北京开工建设,此次“超大城市轨道交通系统高效运输与安全服务关键技术”项目采用了室内 北斗+5G 融合的定位技术,来实现室内定位信号的播发,让用户可以接收到导航定位的信号, 使地铁站地下空间的定位精度提高到优于2米 。该系统可用于车辆调度、客运组织、应急处置,同时还能让乘客能够在地下环境使用手机地图,并通过三维立体导航实现地铁站内的定位导航。

北斗+5G魅力何在


北斗卫星导航系统(简称:北斗系统) 主要是为全球用户提供全天候、全天时的定位、导航和授时服务。在2020年7月31日,北斗三号系统建成开通并提供全球服务,北斗系统进入全面推广应用的新阶段。


但北斗系统主要是解决室外的定位需求,在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、救灾减灾、公共安全等方面都得到了基础的应用。其在室外的定位精度在10米左右,且测速精度为02米每秒,授时精度为20纳秒左右。但由于卫星信号无法覆盖室内且对环境免疫性较差,无法满足室内定位以及室外遮挡等复杂区域定位的必要条件,其在室内的应用也被大大限制了。


5G组网 是利用基站部署,具有密集组网、大带宽和多天线等对定位有利的条件,且其空中接口时延低至1ms,移动性支持500km/h的高速移动等,基于5G通信网络的定位技术可在室内实现亚米级甚至分米级的定位精度。


像地铁这类高速通行的地下环境,北斗+5G的深度融合可构建室内外覆盖定位体系,结合 5G大带宽、低时延、广连接 的优势和 北斗系统的导航定位能力 ,大大提高复杂室内环境的定位精度。



地铁北斗定位系统是首次应用在地铁的北斗+5G解决方案,但其实这项融合定位技术早已在市场出现。2021年4月,中国移动开发5G+北斗精准导航系统,并在重庆解放碑地下环道进行试验。

室内定位已是刚需



RFID(射频识别)技术: 利用射频方式,固定天线形成电磁场,附着于物品的标签经过磁场后感应电流生成把数据传送出去,从而进行非接触式双向通信交换数据,实现移动设备识别和定位的目的。它可以在几毫秒内获取厘米级的定位信息,且电磁场具有非视距的优点,RFID室内定位技术也具有传输范围大、成本较低的特征。但其不具有通信能力,抗干扰能力较差,不便于整合到其他系统之中,且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善,因而一般应用在物流、仓库定位中。


WiFi技术: WiFi室内定位分为两种,一种是利用移动设备和无线网络接入点组成的无线局域网络,通过差分算法,来比较精准地对人和车辆的进行定位追踪。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过新增设备的信号强度与巨量数据库对比,来完成定位跟踪。WiFi定位最高精确度大约在1米至20米之间,但Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,定位器的能耗也比较高。


ZigBee技术: ZigBee是一种短距离、低速率的无线网络技术。它主要是利用无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。因此ZigBee最显著的特点就是低功耗和低成本,但局限就在于信号传输受多径效应和移动的影响都很大,其衍射能力弱,穿墙能力弱。普遍用于大型的工厂和车间的人员在岗管理系统。


蓝牙技术: 作为一种短距离低功耗的无线传输技术,利用蓝牙接入点与用户连接,通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。蓝牙最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。但对于复杂的空间环境,蓝牙定位系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大。然而近些年大火的 蓝牙AOA 以接纳器和发射器为基础,能够在确认的区域内经过多天线丈量信标信号,以及三角形定位法,来核算出信标设备准确方位,精度可高达01里面,但蓝牙AOA的部署环境大部分要求在1-3米的精度场景内。


UWB(超宽带)技术: UWB是近些年兴起的一种传输速率高,发射功率较低,穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线通信技术,它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有31~106GHz量级的带宽。UWB定位精度可达到亚米级,多应用于室内静止或者移动的活体定位跟踪,但依然存在功耗和成本需优化的问题。

融合定位是未来之势


前文已提到了常见的六种室内定位技术,但物联网的碎片化现象,使得单一技术无法很好地满足场景需求应用,因此融合定位成为了行业需求的趋势。

在去年中国卫星导航定位协会发布《2021中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》中指出,2020年全行业总产值同比增长169%,达到4033亿元。其中 高精度定位市场增速远超全行业,2020年同比增长475%,总产值达到1104亿元。 从2010年到2020年的11年之间,高精度定位产品年销售收入增长了10倍,年均复合增长率高达26%。

单一的定位技术无法填补海量市场差异化的需求,因此类似于 “北斗+”,“5G+”,“UWB+”等融合定位技术 逐渐被推出,逐步完善产业链。像自动驾驶、智慧交通在技术快速演进阶段,“北斗+5G”技术成为了新型的解决方案;在智慧矿井的人员定位系统中,“UWB+ZigBee”技术比单一运用UWB更灵活等等。融合定位可以在单一定位技术上进行缺陷互补,能在场景应用中将功耗、成本、定位精度进行最优化的把控,打造精细化定位方案。

未来,融合定位将会大放异彩。

5G+北斗高精度定位十大应用场景发布

5G+北斗高精度定位十大应用场景发布,为推动北斗产业化发展将会在全国打造并落地一千个5G+北斗高精度定位标杆项目。5G+北斗高精度定位十大应用场景发布。

5G+北斗高精度定位十大应用场景发布1

为落实国家“十四五”规划关于加快5G建设和实施北斗产业化的要求,10月15日,中国移动与宁波市政府在浙江宁波联合举办“精准时空,智驾未来”5G+北斗高精度定位行业大会。中国移动副总经理赵大春出席大会并致辞,中国卫星导航系统管理办公室等单位有关负责人参会。

赵大春在致辞中表示,5G具有大带宽、低时延、广连接的技术特性,北斗系统具有导航、定位、授时和短报文通信等能力。中国移动将以5G+北斗为载体,融合AICDE(人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算)等新一代信息技术,汇聚数智生产力,推动社会数智化升级“三个新”,即筑牢5G+北斗高精度定位网络“新基石”、深耕5G+北斗高精度定位应用“新场景”、共促5G+北斗高精度定位生态“新繁荣”。

自2020建成并发布全球最大规模5G+北斗高精度定位系统以来,中国移动联合国家基础地理信息中心完成全国范围内5G+北斗高精度定位基准站坐标解算,获得国家测绘产品质量检验测试中心认证,形成包括静态毫米级、动态厘米级、星网融合、短报文融合等7类标准化定位服务,并打造了由5G一体化融合云网、北斗标准化定位产品、场景定制化开发组成的精准时空服务体系。

会上,中国移动发布了5G+北斗高精度定位十大应用场景。经过一年实践,中国移动以“有需求、有应用、有价值、有空间”为原则,对全国5G+北斗高精度定位项目进行筛选,总结提炼出了包括智能驾驶、智慧港航、智慧物流、监测检测、智慧公交、共享单车、无人机、精准导航、精准农业、测量测绘在内的十大5G+北斗高精度定位应用场景,并发布了场景化解决方案,支撑5G+北斗市场化推广、规模化复制。

大会期间,中国移动正式为天津、河北、上海、江苏、浙江、江西等地的5G+北斗高精度定位应用示范基地授牌,并与多地行业用户签订5G+北斗高精度定位合作协议。示范基地和合作项目将成为5G+北斗产业集聚和成长的土壤,中国移动将开放自有技术能力、营销渠道、产业联盟、联合实验室等资源,深耕十大场景,聚合5G+北斗产业终端、平台、服务、集成等环节百家合作伙伴,在全国打造并落地一千个5G+北斗高精度定位标杆项目,切实落实国家推动北斗产业化发展的'要求。

5G+北斗高精度定位十大应用场景发布2

5G+北斗,精准“制导”应用新场景

高速率、低时延、广连接的5G通信,遇到天地相通的北斗导航,会碰撞出什么样的创新灵感?

在昨天下午中国移动与宁波市人民政府联合举行的“精准时空、智驾未来”5G+北斗高精度定位行业大会上,中国移动正式发布了十大5G+北斗高精度定位应用场景,涉及智能驾驶、智慧港航、监测检测、智慧公交、无人机、精准导航、共享单车、智慧物流、精准农业、测量测绘等生产生活领域。

电力无人机巡检、自动驾驶试验、港口外集卡定位、拖轮引航、智能安全帽……近年来,宁波高度重视5G、北斗技术发展,积极探索5G+北斗高精定位领域,目前全市已经建成5G基站数超过13万个,在刚刚结束的工信部对全国36个省会城市及计划单列市4G+5G网络质量抽查中,宁波位居全国第一;4G+5G+重点场景应用总分也是最高。

笔者从大会上获悉,在高质量、快速推动新一代网络基础设施建设的基础上,我市将充分发挥区域和产业双重优势,大力推动5G在工业互联网、车联网、智慧物流等多领域的创新示范应用,打造了一批可复制、可推广的5G典型示范应用场景。在北斗应用方面,我市目前已经建成卫星导航定位精准服务系统,包括9个自建基站、14个省级共享基站,实现了全网对多元卫星导航定位数据的全面支撑。

下一步,我市将加大与包括中国移动在内的信息技术企业的合作,聚焦智慧交通、智慧农业、智慧水利、智慧检测等重点领域,通过5G、5G+北斗、5G+车路/船岸协同等技术,探索共享单车、边坡检测、车道级导航、无人机/无人船等创新应用,构建覆盖5G+千兆光网(音)+智慧专网+卫星网+物联网的通信网络基础设施体系。

5G+北斗“智泊南通”引领数智生活新体验

日前,江苏南通移动助力南通市推出“智泊南通”系统,打造全新智慧停车模式,带来数智生活新体验。

据了解,4月起,“智泊南通”系统在崇川区试点上线。8月,在南通市市级平台正式上线。该系统依托5G通信网络、北斗定位、云计算、智能巡检车、AI图像识别、ETC无感支付等先进技术,通过整合崇川区现有公共停车资源,将智慧停车管理、交通违章治理、智慧交通大数据治理等结合在一起,构建全新的交通治理解决方案。

“智泊南通”系统在全国首创以5G﹢ETC智能巡检车为路边停车收费的主要技术方案。通过在市区热点道路部署ETC扣费装置,车主在驶过这些装置时,即可自动完成ETC扣费,真正做到了随停随走,无感支付。

同时,通过大数据能力整合全市停车资源,推出面向居民的“智泊南通”智慧停车小程序,通过5G﹢北斗精准定位实现诸多功能。目前平台已接入市区近500个停车场,106051个停车位,注册人数已经超13万人。

系统的顺利运行切实提升了居民的驾车体验。游客纷纷表示:“开车前可以查看目的地旁边的停车场,离开时,直接扣充值余额,都不用再掏手机付费,特别方便。”

南通移动将继续助力丰富各项功能,打造好城市停车的“南通模式”


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