眾所周知,北斗導航系統(tǒng)由我國自主研發(fā),獨立運行,,是繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯之后的第三個成熟的全球導航系統(tǒng),,與歐盟伽利略系統(tǒng)被聯合國衛(wèi)星導航委員會認定為全球四大導航系統(tǒng)。
它誕生于軍用,,成熟于民用,,“三步走”的戰(zhàn)略走地不急不躁:
第一步,,建立北斗衛(wèi)星雙星定位試驗系統(tǒng),形成區(qū)域有源定位與導航服務能力;
第二步,,完成三種軌道十余顆衛(wèi)星的發(fā)射,,建成區(qū)域導航系統(tǒng),形成區(qū)域無源服務能力,,向亞太地區(qū)提供定位,、導航、授時以及短報文通信服務;
第三步,,建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),,形成全球無源定位服務能力。
隨著今年六月份第二十三顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功,,三步走戰(zhàn)略的前兩步已畫上圓滿句號,。目前全球組網的核心關鍵技術全部攻克,系統(tǒng)服務能力進一步提升,,可為境內用戶提供米級,、分米級實時定位服務。現已覆蓋全球1/3的陸地,,使亞太地區(qū)40億人受益,,精度也不輸GPS。
這一“國之重器”逐漸顯現出服務全球的潛力,。北斗系統(tǒng)憑借在世界科技競爭斬獲的地位和榮譽,,已成為名副其實的“中國造”代言人。
筆者也來談談既然有美國GPS和俄羅斯GLONASS,,為何中國還要建自己的北斗,。
為何中國還要建自己的北斗?
北斗導航與物聯網/車聯網有什么關系?
衛(wèi)星系統(tǒng)承載著國家信息通信的基礎,是許多軍用與民用領域的命脈,。
至于北斗導航的迫切性,于常人而言,,時間就是金錢,,而對于軍隊來說時間就是生命,對國家來說時間就是命運,。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師在談及此時不禁感慨道,,我們怎能允許這座關乎國家安全的高樓大廈建立在別人的根基上呢!于是為了實現自己掌握命運的宏圖,我們要著手建立自己的時間和空間基準,,擁有與之抗衡的話語權,。
首先,技術上的突破是北斗導航系統(tǒng)的另一大看點,。
北斗在國際首創(chuàng)由地球靜止軌道,、傾斜地球同步軌道,、中圓地球軌道三種軌道衛(wèi)星構建的混合星座,這一設計思路除了“特色社會主義初級階段”的國家,,還有誰能如此創(chuàng)新?
第二是兼容互操作,。這將會給用戶帶來很多好處,因為用戶在同一時間內可以收到更多導航衛(wèi)星的信息,,解算自己的位置,、速度、時間就更加方便,,同時精度也更高,。北斗系統(tǒng)做到與其他系統(tǒng)兼容后,你可以在北斗信號強的時候使用北斗,,用GPS來幫助你修正,,輔助提高導航服務精度。早在幾年前,,不少企業(yè)已開始嘗試制造能接收北斗,、GPS和格洛納斯系統(tǒng)的接收機了。四大系統(tǒng)的互聯互通實現也將是日后的大勢所趨,,但由于軍事機密等重大議題的制約和影響,,接軌問題才舉步維艱,進展緩慢,。
所以地球早已不是圓的,,而是一個信息快速飛梭的平面。
第三,,北斗導航系統(tǒng)的目標之一就是在2020年建成有源導航定位,,以及具備短報文功能。這兩項優(yōu)勢目前格洛納斯,、GPS還不具備,。
GPS的無源定位即,用戶可以不用發(fā)射任何信號就可接收衛(wèi)星的定位信號,。北斗在此基礎上還具備了有源定位,,即用戶發(fā)送自己的位置報告給衛(wèi)星網絡或指揮控制中心,從而實現雙向定位,。北斗大大,,請允許iot101君斗膽問一句:這項功能難道不是為這片多災多難的土地量身定做的??
算一道題:北斗+物聯網=?
智慧城市
我們且不談軍事領域誰掌握衛(wèi)星導航優(yōu)勢誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動權,就來說說與我們生活息息相關的,。
1.有源定位技術的突破對特殊調度和指揮工作中簡直是雪中送炭!
有源定位就跟公共汽車的調度室一樣,,你的位置我們能馬上知道,過去你那里多長時間也算得到,。北斗不能可幫助建設地震,、海嘯等地質災害監(jiān)測系統(tǒng),,更能夠在救援工作中提供及時通信和調度。
一旦發(fā)生了地震,、海嘯等地質災害,,在地面的通信系統(tǒng)癱瘓后或者沒有通信信號的盲區(qū),北斗導航不但可以給檢測站提供導航定位信息,,而且可以通過接受傳感器信息實時檢測該區(qū)域災害,,同時利用北斗導航的報文發(fā)送功能及時報告災情進展。
如在08年汶川地震災害中,,北斗導航系統(tǒng)為救援部隊提供了精準的定位和跟蹤,,為生命通道提供了強有力的保障。而后在北斗導航系統(tǒng)不斷的優(yōu)化和提升中,,其信號頻度和傳輸容量也在進一步加強,,是消防、指揮,、防災救援等緊急事件中不可或缺的技術支持,。
2.強化偏遠地區(qū)的通信網:林漁業(yè)
近年來,我國周邊日韓,、菲律賓,、越南等國頻繁與我國漁船發(fā)生沖突糾紛并演變?yōu)橥饨皇录?,對我國及周邊海域的漁船監(jiān)測需求迫在眉睫,。
北斗結合webgis技術,配以岸上監(jiān)控臺站和北斗導航船載終端,,可實現精準的船舶定位顯示及信息回饋,,為外交事件提供重要證據,并能在緊急情況下指導漁船救援指揮,。近海海域可結合路面基站+北斗導航雙通信信號,,而在遠海海域則只能通過北斗衛(wèi)星通信信號來實現信息傳輸。所以此時,,120字的關鍵報文就顯得尤為重要,。
除此之外,在近海和遠海的不同海域情況下,,北斗導航更能實現如同車載導航一樣的海圖顯示、海況信息,、越界提示,、信息傳輸、實時調度,、路徑規(guī)劃等常規(guī)應用,。
以上所述雖不是我們平時理解的“智慧城市”事項,,然而災難和海域都是我國在城市建設中不可忽視的一部分,也正是那句:犯我中華者,,雖遠必誅!
3.給無人機畫一雙閃亮的眼睛:
無人機在專業(yè)應用領域中專門依靠人來指揮遙控很多功能無法實現,,給無人機安裝上北斗定位后便可實現更靈活的控制,由此可以解決很多技術上的難題,。值的一提的是,,現在許多無人機可采用的是GPS和北斗雙融技術定位,當霧霾比較嚴重,、GPS無法定位時,,就可以用北斗定位。北斗系統(tǒng)猶如無人機的眼睛,,其系統(tǒng)特點有:
定位精度高——基于北斗高精度GNSS接收機及衛(wèi)星天線,,支持北斗、GPS,、GLONASS三系統(tǒng)定位,。
作業(yè)標準高——定位精度1cm,往復結合線誤差2.5cm
作業(yè)范圍廣-——根據選用的基站不同支持最小5公里,,最大50公里作業(yè)
控制自動化——通過終端控制系統(tǒng),,為無人機設定飛行作業(yè)方案,進行自動航行作業(yè)
他的應用范圍十分廣泛,,包括農業(yè)植保,、無人機航攝、線路巡視以及助力消防,、公安,、災害防救等工作。
農業(yè)植?!O置作業(yè)軌跡,,進行自動飛行控制作業(yè),提高作業(yè)精度和效率
無人機航攝——定制航攝方案,,是的作業(yè)軌跡無縫對接,,提高作業(yè)效率
線路巡視、消防救援——制定巡視路線,,降低人員作業(yè)強度
公安,、災害救援——實現定位目標的定位和追蹤,并減少人力傷亡,。
可穿戴設備,、硬件
我國自主研發(fā)導航定位系統(tǒng)全產業(yè)鏈(從芯片、存儲器,大規(guī)模的集成電路到天線,、板卡以及終端)水平已全部接近國際前沿,,而價格卻大幅度下降。這一自主研發(fā)和價格優(yōu)勢將掀起新一輪的硬件市場福利,。
如北斗一款指尖大小的高精度衛(wèi)星導航芯片現在只賣10元,,而在此之前的同質產品一度從幾千元下跌至現在的價格。這一趨勢對于可穿戴設備的硬件廠商來講,,不可謂不振奮,。
據悉,去年一年中國導航產業(yè)超過2000億元,,而北斗的貢獻超過30%,。
到2016年4月份,應用北斗技術的終端超過了2400萬臺,,應用北斗作為手機芯片的手機銷量已經超過1800萬部,。2016年一季度,國產手機使用北斗芯片的超過30%,。另外,,北斗時空手表也已經進入了市場,該手表可以直接接收北斗衛(wèi)星導航信號,,時間精度非常高,,可以達到50納秒,精度極高,,它還可以實現定位,、導航以及計步器等其他多種功能。這一系列數據和產品,,明確地告訴大家,,北斗離我們的生活越來越近。
以“可穿戴設備”為例,,國內已有公司推出基于北斗衛(wèi)星定位產品,。許多終端為老人提供一鍵通話、一鍵緊急求助,、語音提醒及血壓,、心電等醫(yī)療數據無線采集等應用。老人帶上終端產品后,,將連上智能服務平臺,,家人可隨時了解老人的位置、身體狀況,,并可以進行防護圈設置和語音提醒等,,與醫(yī)護人員聯系。
此外,北斗在自駕游,、探險游等旅游領域也有作為。對于登山愛好者來說,,發(fā)生事故后,,北斗定位服務可以保障其隨時獲得救援。
車聯網
北斗導航可以將日常車載導航的精度提高一個level,,然而iot101君今天想聊的不是這件事,,來回顧下最近內個稍微高大上的車聯網新聞:
北斗導航與物聯網/車聯網有什么關系?
不難發(fā)現,全世界范圍內的衛(wèi)星導航系統(tǒng)競爭已經日漸加劇,,四大導航系統(tǒng)接二連三發(fā)射自己的衛(wèi)星,,而印度和日本也已構建了局部衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
日本政府和歐盟委員會已經成立了“日歐衛(wèi)星定位對話”推動兩個星座接軌,,從而實現兩者衛(wèi)星信號的全球化通用,。(碎碎念一句,日本的準天頂衛(wèi)星可實現日本全境覆蓋通信,,而歐盟的伽利略系統(tǒng)雖能覆蓋全球,,但定位精度尚不能控制在1m,如此看來兩者互補的可能還是蠻大的,。)
那么日本和歐盟如此大動靜的推動兩大星座接軌究竟為哪般?它與無人駕駛又有何想干?
其實在現有的自動駕駛技術普及手段中,,借助衛(wèi)星定位信息控制汽車行駛十分普遍,而以車載傳感器的圖像信息為主,、衛(wèi)星定位信息為輔的方式也是一種嘗試,。在日本和歐洲,通過衛(wèi)星信息控制汽車的方式正在成為主流,。日本的汽車廠商在加強無人駕駛技術的同時,,也或將天降通信全球化的好消息,這也預示著衛(wèi)星通信在車聯網應用的大改革,、大融合的新方向,。
無人駕駛落地一直困難重重,這一涉及公眾觀念,、法律建設,、技術突破和交通改革的新方式究竟會被哪陣風吹起尚未可知,然而由各國國內走向全球一定會加速無人駕駛的跨界和普及,。
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由美國,、歐洲、俄羅斯和中國等以各自的方式運營,。如果1個終端能接收更多信號,,將帶來提高信息精度等眾多優(yōu)點,然而多方制約的籌謀并非單靠科技的飛躍與突破能夠順利解決。日歐將以有望迎來巨大增長的自動駕駛領域的開發(fā)作為動力,,啟動通用化,。
中國的北斗,世界的北斗
全球各家衛(wèi)星定位系統(tǒng)格局走向“中國的北斗,,世界的北斗”,。
北斗工程的實施帶動了我國衛(wèi)星導航、測量,、電子,、元器件等技術的發(fā)展和產業(yè)轉型升級?!氨倍?”計劃促進北斗系統(tǒng)與移動互聯網,、大數據、云計算等新興技術的融合,。
中國始終秉持和踐行“中國的北斗,,世界的北斗”的發(fā)展理念,與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)攜手,,與各個國家,、地區(qū)和國際組織一起,共同推動全球衛(wèi)星導航事業(yè)發(fā)展,,使北斗導航更好地服務全球,、造福人類。