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    2018/03

    作者:中国测控网 来源:中国测控网 时间:2015-03-27[导读] 北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务,包括向全球免费提供定位、测速和授时服务。北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务,包括向全球免费提供定位、测速和授时服务。目前,北斗卫星系统的建设正按计划稳步推进,目前已成功发射了16颗北斗导航卫星,服务范围覆盖了亚太地区。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。在无线传感网技术中,最为符合低功耗、低成本、高可靠性要求的当属ZigBee技术。ZigBee技术是一种工作在全球、美国和欧洲3个频段上的无线通信技术,基于无线通信协议。它具有低功耗、低成本、低复杂度、自动组网的特点,主要适合于短距离无线通信、组网、自动控制和远程控制等领域,并可以嵌入至各种设备中。这两种热门技术特点鲜明,如果将它们结合,即把定位导航技术与短距离组网技术结合,就可以实现更广泛和更复杂的应用,满足对于不同规模和要求的检测、定位、导航等各项需求,方便数据传输,弥补现有技术产品的空白。1 创新功能1.1 精确定位ZigBee节点广泛应用于野外环境勘测、智能交通监控等领域,单纯的ZigBee节点采集的数据是一维数据,孤立的数据不利于分析与决策。如果将采集地的位置信息也一起获取,就可以把采集到的环境信息与位置信息相结合,在汇总、分析时绘制成一个二维的数据地图,更将直观地了解信息的分布状况;而如果再加上精确的时间,就组成了三维的数据体,这样的数据更加综合、全面。1.2 间接定位卫星定位通常要求在有天空视野的室外,因而在室内就定位困难。利用ZigBee的间接定位,当周围已经存在了包含定位设备的ZigBee网络时,就可以接入ZigBee网络实现间接定位。相当于在这个区域内任意可接入网络的地点提供了实时间接定位的服务,任何设备都可以透过ZigBee网络获取自己当前的位置信息,这样不仅降低了定位服务的成本,也扩大了定位的应用范围。1.3 网络授时ZigBee网络虽然具备低成本、低功耗、高可靠性的优势,但是考虑到网络延时和较低的数据传输速率,因此在系统实时性方面不尽如人意。当ZigBee网络面对的是某种对实时性要求较高的应用时,势必会因为较大的时延,影响数据的精确性。如果采用从北斗卫星导航系统获取的精确时间,然后对全网所有节点校时,那么节点的同步性就得到了提高,从而提高系统的响应速度。1.4 数据通信北斗卫星导航系统虽然可以提供精确的时间和位置信息,但是却没有信息的传递能力,ZigBee网络就为这种信息组织提供了一种简便的方式。通过把北斗定位的数据架设于ZigBee网络之中,就可以让位置信息传递起来。2 北斗+ZigBee终端的系统设计2.1 结构体系北斗导航系统与ZigBee网络结构体系如图1所示,主要由ZigBee网络节点和北斗导航节点组成。传感网子网内一般由一个主节点和多个节点组成。主节点主要负责ZigBee网络的组网和网内设备的管理,同时与北斗定位导航模块通信。图1 北斗-ZigBee网络结构示意图2.2 硬件设计      在ZigBee节点的设计上,选用Freescale公司针对ZigBee技术推出的MC13213芯片。该芯片是完整的单芯片解决方案,其内部集成了HCS 08 MCU和遵循IEEE802.15.4标准的第二代无线射频收发器,也称为Modem。MC13213能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点。其特点是速度快,片内资源丰富。其硬件框图如图2所示。图2 终端硬件功能框图      北斗定位导航模块以芯星通公司的UM220芯片为核心设计。UM220是针对车辆监控、气象探测和电信电力授时等应用而推出的北斗/GPS双系统模块。单芯片支持北斗BD2/GPS功能,无需外接CPU即可直接输出NMEA数据,支持UART、SPI、1PPS、I2C等多种接口。引脚连接如图3所示,本设计通过TXD3、RXD3分别与MC13213的PTE1(TXD1)、PTE0(RXD1)相连,实现数据通信。图3 UM220与MC13213连接图2.3 软件设计ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术,是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee设备包括IEEE 802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)的PHY和MAC层,以及ZigBee堆栈层——网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。由于受无线传输功耗的限制,传输有效距离在100 m以内,因此对于在区域范围内的覆盖就需要通过内置的ZigBee协议栈实现自动组网和路径计算功能。在终端设计中,数据传输的承载媒介是ZigBee网络,不管是精确定位的坐标信息,还是间接定位的侦测信息,亦或是时间同步的数据,都依赖于ZigBee所提供的数据服务进行传输。精确定位的功能依赖于北斗导航定位所获得的精确坐标。UM220模块提供北斗的定位信息。UM220输出数据采用ASCII码,按照NMEA-0183格式进行异步串行通信,因此通过将其通过串口与MC13213相连,设定每秒输出一次定位信息,通过MC13213内置的单片机处理定位信息。UM 220输出语句有$BDGGA、$BDGSA、$BDGSV、$BDRMC等。其中$BDGGA定位数据语句是最为常用的语句,因此我们选用它作为定位信息的输出语句。$BDGGA语句包括17个字段:语句标识头,世界时间,纬度,纬度半球,经度,经度半球,定位质量指示,使用卫星数量,水平精确度,海拔高度,高度单位,大地水准面高度,高度单位,差分GPS数据期限,差分参考基站标号,校验和结束标记(用回车符和换行符),分别用14个逗号进行分隔。由此便获得了经、纬度和海拔高度的精确信息。这些信息将存储在MC13213的内存中,不仅实现节点的精确定位,作为自己的位置信息,也为其他节点的间接定位提供参考信息。间接定位常用的算法有两种:基于距离的定位算法、与距离无关的定位算法。距离无关的定位算法的优点是,对节点的硬件结构要求较低;缺点是定位精度不高,难以满足室内定位的精度要求。基于距离的定位则是通过测量节点间点到点的距离或角度信息,再使用一定的计算方法计算节点位置。常用的测距技术有RSSI、TOA、TDOA和AOA等。由于ZigBee无线通信模块可以直接提供RSSI值,因此本设计使用RSSI信息来实现定位功能。利用RSSI测量距离,需要建立距离与RSSI的模型。由于经验模型在实际定位前,需要先模拟测试环境,建立该环境中各个距离上的位置和信号强度关系的离线数据库,操作起来较为繁琐,数据库也不适合单片机的应用,因此这里采用理论模型,用无线电传播路径损耗模型进行计算。自由空间无线电传播路径损耗模型公式如下:Loss = 32.44 + 10klog10d + 10klog10f (1)式中,d为接收点距信源的距离,单位为km;f为频率,单位为MHz;k为路径衰减因子。实际应用环境中,由于存在多径、绕射、障碍物等各种影响冈素,因此还要对模型进行改进。这里采用一种对数一常态分布模型,其计算公式为:式中,Xσ是平均值为0的高斯分布随机变数,取其标准差范围为4~10;k的取值范围为2~5。取d=1,代入式(1)可得Loss,即PL(d0)的值。由此得到未知节点接收锚节点信号时的信号强度公式如下:RSSI = 发射功率 + 天线增益 - 路径损耗(PL(d))假设移动节点0接收到n(n≥3)个固定节点发送的信号,从接收到的n个信号中选取接收信号最强的3个固定节点作为信标节点A、B、C。利用RSSI测距方法,测量到的距离分别为dA、dB、dC,此时就可以根据dA、dB、dC采用图4所示的三边测量法确定位置。如果不相交于一点,则可以根据质心法来实现。图4 三边测量法理论上,虽然获取3个已定位节点的信息就可以确定一个未知节点的位置,但是实际情况会因为干扰而出现偏差。例如,当两个射频之间出现意外遮挡物时,接收信号会降低30 dBm。为了修正异常,提高定位结果的精确性,间接定位需要尽可能多的已定位节点的RSSI值,进行相关的定位计算,那么当采用大量的节点后,RSSI的值将趋于稳定,这时就可以得出更加精确的定位结果。ZigBee全网的时间同步使用FTSP算法实现。它通过发送一条报文并在发送和接收两端分别打下时间戳来实现一对一或者一对多的时间同步。FTSP算法提供多跳的时间同步,由网络的根节点维护一个全局时钟,其他的所有节点都同步到根节点,由此将全网中的所有节点时间同步。FTSP算法的实现步骤如下:①发射同步(sync)字节,计算时间戳t,计算方法为当前的时间减去消息数据部分的发射时间,消息数据部分的发射时间,可以通过数据长度和发射速率得出。发射时间戳t。②接收数据包,记录sync字节最后到达的时间tr,计算位偏移(bit offset)。在收到完整消息后,计算位偏移产生的时间延迟tb,计算方法为计算位偏移和接收速率。③接收节点计算与发送节点之间的时钟偏移量off-set,然后调节本地时钟与发送节点的时钟同步。3 性能测试3.1 定位误差测试间接定位的实际测试中,共部署了23个传感节点,其中使用北斗直接定位的有11个,没有提供北斗定位而使用ZigBee定位的有12个。节点随机分布,节点间设置了10~20 m不等的距离,然后进行了10次间接定位的实验。通过统计数据,分析与实际测量值的误差,结果如图5所示。图5 间接定位误差分布综合计算,10次实验的平均定位误差为1.7 m。考虑到平均14 m的节点间距离,定位误差较小,符合应用要求。3.2 时间同步误差测试在时间同步的仿真中,依然采用间接定位测试中的节点。23个节点位置随机分布,时间同步周期为5 s,在原有ZigBee协议中增加了部分模块的功能,包括MAC层的时间戳。在实验中,分别记录了FTSP在网络中节点间单跳和多跳的平均同步误差,测试次数为10次,实验结果如图6所示。图6 间接定位误差分布根据实验结果,两个节点单跳FTSP平均误差为2.12μs;但是到7跳的时候,两个节点的平均误差,FTSP为11.97 μs,结果表明,FTSP算法在多跳网络中的同步误差精度较高,曲线平滑,符合要求,可以达到提升ZigBee网络时间同步准确性的目的。结语利用Freescale的ZigBee通信模块MC13213与和芯星通UM220定位导航芯片组合搭建的硬件和软件平台,把北斗卫星定位系统的定位信息和授时功能与ZigBee系统相结合;利用精确的定位和授时数据改进ZigBee协议栈的性能,增强其节点的功能,实现了精确定位、间接定位和全网时间同步的改进。通过ZigBee网络传输性能的优势,弥补了单一北斗导航数据缺乏流动性和数据形态孤立的不足。经测试,设计终端性能稳定,效果良好,达到了预期的设计目标。
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    作者:腾讯财经 来源:腾讯财经 时间:2015-03-20核心观点:1、北斗板块上市公司普遍“内生成长+外延拓展”并举、加速发展,业绩迎大拐点。2014年北斗板块相关7家上市公司归属上市公司股东净利润平均增幅139.4%、2015年WIND一致预期平均增幅135.2%。北斗板块上市公司大多激励机制完善、产业链布局全面,将是国内北斗产业最有竞争潜力和最受益北斗产业大发展的群体。北斗产业链布局角度,海格通信、振芯科技、合众思壮、华力创通、北斗星通均布局较完整,实现从“芯片-板卡-终端-应用”的体系建设。但市场的核心定位有差异,海格通信、振芯科技优势仍侧重军用市场、民用实力也不弱;合众思壮、华力创通、北斗星通侧重民用市场,也积极涉足军用(只是军用市场历史积累较薄弱)。结合行业特性的地理信息应用及精准农业领域,合众思壮、中海达走在市场创新的前列。2、北斗产业获强力政策推广,国防应用与行业示范工程齐头并进:关注十三五北斗新产业规划。3、GPS导航系统应用市场产值过千亿美元,十年百倍成长,昭示北斗产业空间广阔。1993-2009年,全球卫星导航系统应用市场产值增长130倍,年均复合增长率约为35.5%,主营导航终端设备提供商佳明市值93亿美元、主营高精度测绘及精准农业的天宝市值66亿美元。投资建议:北斗产业面临国家信息安全、工业4.0、农业现代化等三个方面的重大产业机遇,北斗二代军用近两年开始放量、民用市场也将迎来爆发拐点,建议北斗板块重点配置。综合而言,我们最看好军/民双强的海格通信、振芯科技(停牌),其次推荐合众思壮、华力创通、中海达。此外关注中国卫星涉及航天五院改制过程的资产整合机会。
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    作者:田兆运 来源:新华网 时间:2015-01-26新年伊始,已经投入运营两年多的中国北斗卫星导航系统喜讯频传:米级高精度定位手机研制成功、40纳米级导航芯片在国内亮相、新一代高精度GNSS基带芯片面世……面对这一系列好消息,人们在对北斗寄予更高期望的同时,也把关注的目光投向了如下多个关键问题上:究竟如何解读北斗芯片百花齐放的繁荣景象?北斗芯片怎样才能在GPS占据90%以上的导航市场中成功突围?北斗芯片与产业化发展如何迎来“黄金年代”?行业趋势,小体积,低功耗一般说来,业内对于芯片的理解,基于用户需求的不同,分为应用于测绘、形变监测等高精度领域的“高精度芯片”,以及应用于车载、手机等导航领域的“导航芯片”。对用户而言,高精度芯片追求的是多频、高精度,而导航芯片追求的是低功耗、小体积。目前,国内从事北斗芯片研制的企业较多,高精度领域有司南导航、和芯星通等企业,导航领域有和芯星通、东莞泰斗、中科微电子、上海北伽、西安华讯、东方联星等。《国家卫星导航产业中长期发展规划》指出,突破核心关键技术,是重点发展方向和主要任务之一。而核心技术的突破中,芯片又是重中之重。其实芯片的发展早已成为行业厂家努力的共同方向,中国导航定位协会咨询中心主任曹冲也曾表示,北斗芯片类型不在多,而在于精,在于水平高;芯片公司实际上也不在多,而在于强。众所周知,芯片工艺优良与否,决定了芯片体积和功耗的大小。从长远角度来看,体积更小、功耗更低、工艺更成熟是芯片发展的行业趋势。随着上海北伽推出了应用于手机导航的40纳米的小体积芯片,“体积小、更小,功耗低、更低”或将成为新一代芯片发展的趋势。但是,也有业内人士指出,工艺水平的提高取决于流片厂家的工艺成熟度和流片费用的承受能力,归根到底是北斗芯片厂家如何把握性价比和合理满足用户需求的问题。高精度板卡全“芯”升级,国产化加速在高精度领域,基带算法和RTK算法是影响高精度芯片性能的两个关键因素,而芯片工艺对高精度GNSS板卡的重要性相对次之。司南导航近日推出了新一代高精度GNSS基带芯片,以芯片替代高精度GNSS板卡的核心部件FPGA,主要目的在于实现高精度GNSS核心终端的全线国产化和自主化。据介绍,芯片技术的缺失一度严重制约了北斗产业化进程,据统计目前国内大大小小的芯片厂商有4000多家,但高精度芯片的发展进程却比较缓慢。司南导航副总翟传润指出,造成这种状况的原因有三个:其一,国内从事高精度卫星导航的厂家为数不多;其二,芯片研制投入大,风险大,但回报效益并不明显,高精度市场容量有限,一次流片生产的十几万到几十万片芯片,不足以被年使用量在10万片的市场所消耗;其三,我国尚处于北斗系统的建设初期,系统本身和卫星导航厂家所遇到的种种问题并不能固化,因此采用基于FPGA基带设计方案比芯片化更具灵活性和快速反应能力。在高精度领域,用户其实并不关心板卡内部采用的是芯片还是FPGA,他们更关心的是整机状态是否能满足其关键需求。随着北斗系统的不断发展与稳定、北斗芯片销量的扩大、大众应用市场的需求更新,以低功耗、小体积的芯片替代FPGA部件将成为核心趋势。全“芯”升级的新一代高精度GNSS基带芯片,将可保证板卡、接收机等产品性能的一致性、缩短使用过程的启动时间、降低成本,从而更加适应新的市场需求。聚焦“亚米级”,关注新兴市场业内有关人士指出,随着行业的逐步发展和亚米级定位市场需求的出现,高精度和导航两者之间的界限日渐模糊。高精度的“高端低用”——从厘米级到亚米级,导航精度的“向上发力”——从十几米到米到亚米级,北斗芯片的“泾渭”变得不再分明。融合北斗系统及羲和系统增强信号的北斗高精度定位手机、支持星基增强系统的高精度芯片的问世,是敏锐的商家面对市场讯息做出的迅猛反应。支持SBAS(星基增强系统)功能和国家北斗地基增强系统的建设也为亚米级市场提供了基础条件,同时亚米级这一庞大的新兴市场让北斗芯片厂家看到了新机遇。多位专家在公开场合表示,车道级导航、物流信息化管理、车辆跟踪调度等,都是基于市场需求而产生的实际应用。比如,现行交通法规定高速公路上大车不能靠左行走,通过增强网络,能对车辆实现车道级定位,甚至更精确的定位。专家表示,“亚米级”的精度范围有许多新的应用等待挖掘,其中道路交通是最大和最被看好的市场因子,也是北斗芯片突围的新战场。
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    作者:齐鲁证券 来源:齐鲁证券 时间:2014-12-29事件:绿野与侨兴宇航签订战略合作协议合作探索北斗技术在户外体育行业中的应用。探路者12月10日公告称,绿野与广东侨兴宇航科技签署战略合作,拟就北斗技术应用在户外运动和应急救援领域、建立全国性的商用户外安全保障网络体系等工作进行全方位的战略合作,包括基于北斗的可穿戴设备、用户数据平台及APP应用开发及市场推广,以及就解读国家及各地方政府的扶植政策,共同申报项目等开展长期合作。 短报文+有源定位,北斗导航系统具有天然户外运动装备属性。北斗卫星导航系统是我国自行研制的卫星定位通信系统,与其他全球定位系统相比,优势在于将短报文和定位相结合,赋予了导航终端通讯工具属性;同时还可实现全天候快速定位、极少的信号盲区和优秀定位精度,可为快速发展的户外活动市场提供全方位通讯保障。侨兴宇航在北斗领域拥有先进技术和成熟经验,联手公司打造北斗“实时在线”户外安全平台可就用户户外中的资讯获取、社交及数据存储分析进行系统的布局,强化公司在户外体育平台领域的用户体验。 强化用户户外活动体验加速,目标价35元,重申买入评级。我们重申推荐逻辑:公司通过绿野网巧妙实现了用户从线上到向线下活动的深度导入,从而掌控了体育户外的场景应用,1600家线下门店及LBS应用则巩固了卡位优势。公司已深刻掌握了户外活动场景的入口并构建极高壁垒,望明显享受户外体育休闲市场爆发的红利及移动互联网时代场景变现的双重红利。此次与侨兴宇航合作,更是强化了公司在户外活动中用户的通讯体验,目标价35元,重申“买入”评级。
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    作者:新华网 来源:新华网 时间:2014-12-29泰国长期以来都是农业大国,农业是泰国的支柱产业之一。引入高新技术,采用更加高效安全的生产方式,将促进泰国的传统农业转型,提升整个产业的活力,是泰国政府和泰国人民都关心和关注的重要事宜。12月24日,中国武汉光谷北斗控股集团有限公司(简称“光谷北斗”)与泰国农业大学、泰国信息通信技术部在曼谷联合举办了关于政府使用3S技术管理农业土地利用规范的科技论坛,并携北斗智慧农业和精细农业应用科技亮相研讨会,为泰国主要产业——农业带来“智慧和精细”的技术支持及解决方案。研讨会上,光谷北斗控股集团有限公司的技术团队展示了北斗地基增强系统提供的高精度定位服务在农业领域的创新应用,并详细介绍了基于RTK技术的农机自动驾驶系统。这种系统能够实现对农机的厘米级精准控制,操作简单,能够实现农机的自动驾驶,极大地增进了耕种的效率,同时也节约了大量的人力。此外,光谷北斗无人机也在论坛现场亮相,据悉,通过该无人机进行农药喷洒,日均作业可达400-500亩,且比人工节约50%的药量,真正做到安全简便,环保高效。武汉光谷北斗致力于建设兼容北斗/GPS/GLONASS的地基增强系统,以此为基础在各个行业推广高精度卫星定位应用及相关产品开发。光谷北斗总经理柳钧议介绍,光谷北斗是践行中国“走出去”战略的领军企业,是在中国各级政府支持下从事中国北斗导航系统国际化应用服务的企业集团,是中国国家级地球空间信息产业对外开展科技输出和科技援助的平台。光谷北斗以“北斗卫星导航及地球空间产业”为主要方向,向客户提供北斗卫星导航及地球空间产业全面解决方案。柳钧议说,泰国是一个农业大国,农业发达,光谷北斗集团将推动泰国的智慧农业和精细农业项目。除了农业之外,还将提供众多泰国高精度的定位服务,如提供北斗智慧城市及重大行业应用、北斗灾害预测及农业应用等,包括智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧农业、智慧矿山、农作物监测与估产平台、水流域管理等重点领域的应用服务。“智慧农业和精细农业”是光谷北斗“智慧系列”中的一项突出服务。未来如果光谷北斗的“智慧农业”能与泰国的农业资源结合,将能为泰国农业发展发挥可观的推动作用。
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    作者:北斗网 来源:北斗网 时间:2014-12-29(北斗网讯)近日,IGS(International GNSS Service,国际GNSS服务组织)主席正式通知武汉大学卫星导航定位技术研究中心建设其全球第五个IGS数据中心。该数据中心将向全球卫星导航定位用户免费提供国际IGS基准站观测数据、GNSS卫星精密轨道和精密钟差和地球自转参数等数据服务。武汉大学IGS数据中心的建设,将改变我国卫星导航用户完全依赖于国外数据中心的现状,使我国用户下载GNSS数据的速度从过去数十KB每秒提升至数MB每秒。IGS成立于1993年,其成立20年来为全球卫星导航科技进步与合作发挥了巨大的推动作用,其成员均为全球卫星导航一流研究机构,包括美国喷气动力实验室JPL、欧洲定轨中心CODE、德国地学研究中心GFZ、欧洲空间局ESA、武汉大学WHU等。依据IGS组织机构划分,IGS数据中心主要职责为向全球用户免费发布GNSS数据和高精度星历,为世界范围内的地球物理学研究,如国际地球参考框架维护、海平面变化以及气候学的研究等提供数据支持。据悉,武汉大学卫星导航研究团队已于2012年8月建成首个非欧美地区的IGS分析中心,该分析中心计算生成GNSS卫星厘米级超快速精密轨道与钟差产品,并提供给IGS组合生成官方产品。据IGS官方评测,武大产品质量在全球9家同类分析中心中排名前3。至此,武汉大学成为全球仅有的3个同时承担IGS分析中心和IGS数据中心任务的研究机构之一,标志着武汉大学卫星导航研究团队已处于国际GNSS领先行列,将在国际高精度GNSS研究领域发挥着重要作用,做出更多贡献。根据卫星导航团队规划,该数据中心将同时为我国北斗卫星导航系统精密数据产品提供全球发布窗口,全面拓展北斗国际化应用。
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    作者:北斗网 来源:北斗网 时间:2014-12-29当下全国各地掀起建设北斗地基增强系统的热潮,虽然“北斗地基增强”近来很火,但是仍然有很多人依然不是很了解。本刊记者(以下简称“记”)特采访了司南导航市场部总监王立端博士(以下简称“王”),他将围绕“北斗地基增强系统”主要话题为大家带来耳目一新的解读。记:当下全国各地掀起建设北斗地基增强系统的热潮,虽然“北斗地基增强”近来很火,但是仍然有很多人不是很了解,可以简单分享下你对它的看法吗?王:“北斗地基增强系统”官方定义为“北斗卫星导航系统的重要组成部分”,我个人认为这是一个非常准确的概述。如果我们想更好地把北斗应用起来,就应该把“北斗地基增强系统”作为“北斗卫星导航系统”的重要延伸、为更好拓展北斗应用的一个重要基础设施去看待。虽然目前人们对北斗地基增强的认知不是很明确,但是只要我们加大宣传,让人们从概念上明白它是一个什么东西,等我们实现北斗地基增强“全国一张网”的目标,人们就会自然而然的理解和接受。记:你如何看待“建设北斗地基增强系统是高精度导航的综合需求”这句话?王:一方面,传统的单点定位模式已经无法解决高精度应用需求,建设北斗地基增强系统是基于实际应用的需要。大家都知道精度越高,应用效果和用户体验肯定会更好。尤其是在城市环境下,这种高精度的需求会更加迫切,如车道级导航、物流信息化管理、车辆跟踪调度等,都是基于实际应用而产生的。举个例子,现有交通法规定高速公路上大车不能靠左行走,但理想环境下单点定位也只能达到3—5米的精度,据此我们并不能分辨出车辆到底是“向左还是向右”,如果有了增强网络,定位精度将直接提高到一个新的层次(从米级到亚米级、厘米级),这样我们就能完全监控车辆的实际行走路线。事实上,在“亚米级”的精度范围有许多新的应用等待挖掘,其中道路交通是最大和最被看好的市场因子。另一方面,建设北斗地基增强系统也是整合资源的需要。按照传统发展思路,北斗系统主要面向的依然是民用市场,但面对当前GPS坐山为王的导航市场,推广北斗势必需要更强大的动力,即使厂家自我催眠“北斗很热、市场很大”,或者是政府强制规定使用北斗,都无法改变“市场才是真正的风向标”。如今各地建设的北斗地基增强系统主要在以往CORS站的基础上进行升级改造,使原有系统兼容GPS和北斗,这样一来北斗应用将会有更为广袤的市场,用户也可以根据需要自由选择。记:在现有基础上升级CORS站无疑可以节省成本,但也会遇到很多难题,在你看来建设“全国一张网”的难点有哪些?王:我认为主要有以下几点:第一,标准统一。包含系统级的标准(目前的CORS站基于GPS的原有标准)、终端标准(合乎市场化要求的接收机标准,至少要有一个统一的、完善的鉴定规范)、CORS差分站的数据播发格式标准(与国际数据格式兼容的协议),现在国家、企业、科研事业单位等各个层面都在积极推进北斗地基增强系统的标准化工作,将在征集各方意见后,确定统一标准、强制执行。第二,设备统一。当前CORS站对各厂家接收机的兼容性上存在争议。如果要建立一个CORS站,需要用多家不同企业的产品,那么各家产品相互的兼容性存在争议。之所以需要产品之间的兼容,是因为建设CORS站不仅需要硬件,而且需要软件服务。这个CORS软件通过移动网络、UHF电台、Internet等形式向用户播发定位导航数据时,需要去读取不同接收机的数据格式,假如发送指令都不能统一,那么CORS软件将无法指挥或配合接收机工作。当然,这也是随着“全国一张网”这个先进的项目设想之后才相继迸发的问题。第三、设备更换。“全国一张网”项目牵头单位在招标中明确规定北斗地基增强网只能采用国产自主产品,但原有的省级CORS站存在大量的国外进口产品,假若替换,那原有的设备将何去何从?另外,与国际相比,国内的地基增强软件无论是在理论方面还是在稳定性方面都都存在较大差距。当前国内外CORS站点主流通用的解算方式——虚拟参考站(VRS),其实早就已被美国天宝公司申请了专利,我们的北斗地基增强算法在考虑技术要求、实际应用需求同时,如何才能不触犯对方的知识产权保护,这也是值得我们深思的问题。记:既然会遇到如此多的难题,那么北斗地基增强作为一项基础设施,值得花大力气在全国范围建设吗?是否真的有那么多高精度的市场需求去消化吗?王:“我们有没有必要去建设北斗地基增强”这实质上涉及到了应用的问题——如何去挖掘和推广北斗应用,如何让大众真正把北斗用起来。在我看来这是一个产业化的问题,需要政府、产业链上的科研机构、企事业单位的综合考虑。“高精度服务”说到底是把位置服务的应用扩大化,这一点在“物流”行业体现得淋漓尽致。我们知道电商发展很火,从双十一天猫成交金额的571亿,便可大致预想到各快递、物流的压力,更能想到坐在电脑旁边你我焦急等待快件的心情。当下物流信息管理系统传达位置信息的准确度还不那么精确,假如有了“高精准”的位置服务信息,那么电脑前参与疯狂网购的你我尽大可不必一次又一次的电话“夺命连环call”客服人员了,皆大欢喜。由此,从物流引申到个人,尤其是在互联网高速发展的时代背景下,我们几乎预想不到高精度位置服务与之结合会产生什么样的奇迹。高精度应用将会催生无数新兴行业,我们大可尽情幻想和期待。记:在很多用户看来,可能建设北斗地基增强系统是国家层面,或者企事业、科研单位的事情,其实用户最在乎的是“谁买单”,“高精度服务”会是免费的吗?王:如果北斗地基增强建成后,“高精度服务”免费开放的话,那之后高额的运营和管理管理费用将由谁支出?如果是国家,那国家的钱又将从哪里来?如果是各测绘管理单位,那政府单位的钱谁来给呢?我觉得用户是需要为此付费的。好比国家在建成了基础道路交通设施之后,会向行车人员收取“过路费”。同时用户也将获得选择的权利,和移动4G/3G/2G信号服务一样,你想获得哪种等级的套餐服务,就对应付出相应的成本。记:我们是否可以复制国外增强系统的建设发展路线?王:为满足航空应用方面的需求,美国早在90年代便开始建设广域增强系统,最早着手建设星基增强系统WAAS,目的在于弥补GPS导航在精度、可用性和完好性方面的不足。实际上,增强系统的建设,不仅可为航空等领域提供高质量的导航服务,实现全球范围的无缝导航服务,同时各CORS数据还可作为数据资源用于科学研究、大地测量、工程建设等诸多方面,从而提高它的附加价值。虽然我们不能完全复制美国建设增强系统的路线,但是我们可以借鉴某些经验。建立地基增强系统、星基增强系统,通过一些技术手段、辅助设施,使北斗卫星导航系统总体性能得以提升。记:国内北斗终端企业将如何参与北斗地基增强系统的建设?司南导航参与其中,有哪些优势?王:首先,作为卫星导航产业链上游企业,从我们自身的定位出发,司南导航将始终以高精度多模多频GNSS板卡为立足点,这是我们的核心优势和主要竞争力。司南导航是拥有完全自主知识产权的高精度多模多频GNSS板卡,并且能将之集成为高品质的GNSS接收机,我们闪亮的销售数据是产品优势的最佳解说。其次,我们公司自成立之初便积极参与高精度行业国内外标准化工作,作为RTCM会员,我们密切关注行业标准动态,始终与之保持步调一致,且积极参与其中提出有建设性的意见。最后一点最为关键,我认为它将让司南导航在北斗地基增强系统的硬件市场竞争中所向披靡——目前基于“双核异构”板卡的M300Pro接收机正在研制,可以预计M300Pro的上市将会如暴风般席卷整个行业,同时也会一并解决北斗地基增强系统建设过程的诸多问题。大家敬请期待!
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