北斗,,就在你我身邊
數(shù)據來源:中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會
數(shù)據來源:中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會
北斗,,自古以來一直專指北方蒼穹中定四時勘方向的七顆明星。今日,當我們提起北斗,,它更是一組閃耀太空的中國衛(wèi)星。
3年前,,隨著北斗三號最后一顆全球組網衛(wèi)星順利進入預定軌道,,北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成。2020年7月31日,,習近平總書記宣布北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通,。北斗系統(tǒng)進入全球化發(fā)展新階段。
從北斗一號到北斗三號,,從覆蓋亞太到服務全球,,作為重要的新型基礎設施,北斗系統(tǒng)深度賦能各行各業(yè),,成為經濟社會發(fā)展的時空基石,。2022年,我國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)總體產值超過5000億元,,產生顯著經濟效益,。
北斗遠在天邊,應用近在身邊,。如今,,北斗在國內導航地圖領域已實現(xiàn)主用地位,北斗定位服務日均使用量超過3600億次,。此時此刻,,距離地球表面不同高度、不同角度的軌道上,,北斗衛(wèi)星正在不停運轉,,隨時為全球200多個國家和地區(qū)的用戶提供全天候、全天時,、高精度的定位,、導航與授時服務。
今天,,我們就一起走進北斗的世界,,感知這一系統(tǒng)如何服務經濟社會發(fā)展,又將怎樣更好滿足群眾美好生活需要,。
——編 者
坐標:北京海淀 應用:自動駕駛
“聰明的車行駛在智慧的路”
北京海淀區(qū)的中關村軟件園,,不時能看到搭載激光雷達,、毫米波雷達和攝像頭的自動駕駛出租車在街道上行駛。打開叫車軟件“蘿卜快跑”,,輸入目的地,,稍候片刻,一輛自動駕駛出租車來到身邊,。
在車門旁的觸控屏幕上輸入手機號后4位,、完成身份驗證后,車門解鎖,。在后排落座,,點擊屏幕上的“開始行程”,車輛平穩(wěn)起步,。行駛過程中,,眼前的顯示屏實時顯示車輛及周邊路況的三維建模畫面,一條淡藍色的“水波”提示接下來的行駛路線,。經過紅綠燈,、人行道或掉頭轉彎處時,方向盤自動打轉;遇到狹窄路段,、會車等復雜場景時,,車輛及時反應,保障安全,。
近年來,,自動駕駛技術及產業(yè)發(fā)展加快,簡單友好的用戶體驗,,背后是感知,、決策、規(guī)劃,、控制等多個系統(tǒng),,源自人工智能、5G通信,、激光雷達,、高精地圖等多項技術的支撐。其中,,北斗系統(tǒng)提供的高精度,、高可靠的衛(wèi)星導航定位服務,是不可或缺的基礎能力,。
“北斗衛(wèi)星導航定位服務結合慣性導航技術,,可提升離線高精度地圖的制圖效率和精度;北斗衛(wèi)星導航定位服務和激光雷達定位,、視覺定位等融合,,形成覆蓋多場景的安全定位,。”百度智能駕駛事業(yè)群首席品牌官王翀說。
“自動駕駛意味著,,聰明的車行駛在智慧的路,。”中國工程院院士、國家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術研究中心主任劉經南表示,,“對于‘聰明的車’來說,,響應速度要達到微、納秒級,。一輛汽車如果以100千米的時速行進,,1毫秒時間內汽車已向前移動了近3厘米,就可能存在安全風險,。北斗目前已經可以實現(xiàn)厘米級定位,、納秒級授時,能夠滿足自動駕駛時空位置的控制需求,。對于‘智慧的路’而言,,基于北斗的高精地圖是行車環(huán)境信息的‘基底’,能反映出地圖目標在現(xiàn)實世界中的準確位置,,還包含更豐富的道路交通信息,,實現(xiàn)路徑規(guī)劃和導航。甚至在車輛傳感器失靈的情況下,,高精地圖還能根據路況數(shù)據主動對車輛運行實現(xiàn)變道減速的控制,。”
北斗系統(tǒng)對車載終端、路側設備,、云端平臺的全面支持,,讓自動駕駛車輛“耳聰目明”,更加智慧高效,。“車配傳感器觀察到的環(huán)境變化可能是一個實時的變化,,與高精地圖匹配后,將捕捉到的變化通過路邊車聯(lián)網通信節(jié)點及時上傳到‘云端’,,驗證確認后,,再將這些信息匯總于‘云’上,主動推送給需要的用戶,,真正實現(xiàn)車,、路、人之間的高度協(xié)同,。”劉經南說,。
北斗系統(tǒng)提供的創(chuàng)新驅動力,讓自動駕駛這一新生事物跑出了“加速度”:百度旗下的自動駕駛出行服務平臺“蘿卜快跑”測試總里程超過6000萬公里,,訂單量已超200萬;和芯星通自主研發(fā)基帶芯片,,與微機電慣導的深度融合可優(yōu)化在樓群,、隧道和高架橋等復雜環(huán)境下定位的連續(xù)性和可靠性……
“北斗與5G、物聯(lián)網,、人工智能等新興技術融合發(fā)展,,不僅打開了自動駕駛領域巨大的市場空間,也在智慧交通領域不斷拓展多樣化的應用場景,。”中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會會長于賢成說,,目前北斗高精度智能駕駛系統(tǒng)已形成規(guī)模化應用發(fā)展態(tài)勢,,基于高精度北斗的車道級導航功能已在8個城市成功試點,,并逐步向全國普及。
坐標:浙江舟山 應用:海洋漁業(yè)
“漁船出入都能服務保障”
浙江舟山市沈家門漁港,,數(shù)千艘漁船排列整齊,、桅檣林立。眼下,,除釣具漁船,、特許漁船可以正常外出生產,余下的1500多艘漁船在港伏休,。
“以前出海遇到險情,,那真是兩眼一抹黑。”58歲的船主楊岳靖,,帶著記者走進駕駛艙,,應用了內置北斗的天通船載衛(wèi)星電話、船載衛(wèi)星寬帶通信設備等裝置一應俱全,。指著船上橙黃色的北斗船舶示位儀,,楊岳靖贊不絕口:“有了它,出海的漁船不僅能夠精準報位,,信號丟失或者發(fā)生險情時還會發(fā)送報警信息,。不光能定位,咱們在海上還能收聽天氣預報和預警通知,。”借助北斗,、天通的短信及電話功能和寬帶設備的應用,現(xiàn)在可以將實時漁獲情況發(fā)送給漁商,,漁運船便能迅速準確駛向捕魚船所在位置,,第一時間拉到新鮮的漁獲。銷售節(jié)點前移,,保證了鮮度,,才能賣出好價錢。
硬件設備之外,基于位置信息高速運轉的漁船精密智控系統(tǒng)同樣大顯身手,。
舟山市海洋與漁業(yè)局信息中心值班室內,,中心主任孫平華像往常一樣注視著大屏幕。屏幕上實時顯示著裝有北斗導航定位終端的各艘漁船信息,。基于對位置信息的分析預判,,142.8海里外的一艘漁船與航路上的一艘商船有碰撞風險,,語音電話隨即撥出:大輪航線,注意安全,。隨即收到漁船回復:“謝謝,,我會注意觀察。”
孫平華介紹,,舟山市運用電子圍欄劃定事故多發(fā)區(qū),,有漁船駛入電子圍欄劃定區(qū)域,系統(tǒng)就會觸發(fā)預警信號,。“漁船出入都能服務保障,。到了休漁季,漁船有移動并超出一定速度后,,系統(tǒng)平臺會對相應船只發(fā)出預警,。”
在舟山,除了服務管理,,北斗還孕育出諸多產業(yè),。
嵊泗縣枸杞島的貽貝養(yǎng)殖基地,上萬畝的養(yǎng)殖水域用上了基于北斗研發(fā)上線的數(shù)字化養(yǎng)殖管理平臺,。管理平臺研發(fā)者,、浙江同博科技發(fā)展有限公司負責人孫海說,通過安裝定位設備,,建立海上電子圍欄,,因為水域劃分不明導致的貽貝養(yǎng)殖糾紛大大減少;北斗海洋檢測浮標可以提供實時精準的水溫、鹽度,、溶解氧,、pH值、濁度等參數(shù),,幫助養(yǎng)殖戶更好地了解水質狀況和環(huán)境變化,。
同博公司,是一家深耕北斗產業(yè)及海洋大數(shù)據服務領域的浙江省專精特新企業(yè),。公司研發(fā)的北斗船舶示位儀,,已經覆蓋了舟山當?shù)匕顺梢陨系臐O船。新近開發(fā)的帶有北斗定位裝置的救生衣,,能夠在人員落水時,,自動感知并不間斷報送位置信息,。
從天通船載衛(wèi)星電話到北斗人員求救定位系統(tǒng),再到北斗通信一體機,、船載衛(wèi)星天線……在舟山,,基于北斗系統(tǒng)的產業(yè)觸角正延伸到海洋漁業(yè)的方方面面,保護漁民生命和財產安全,,實現(xiàn)海洋漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,。
坐標:廣東佛山 應用:智慧能源
“構建起巡檢的精準三維坐標系”
廣東佛山市獅山鎮(zhèn)三環(huán)西路,一架搭載可見光和紅外測溫儀的無人機,,沿著既定的鐵塔航線,,完成了對輸電設備多個關鍵零器件的拍照、測溫,。
“這次規(guī)劃時間6分28秒,,我們利用遙控器終端,通過賬號訪問北斗高精度定位主站系統(tǒng),,選擇自動飛行作業(yè)航線,,就可以完成對這幾座基塔的精細化巡視。”南方電網廣東佛山供電局機巡作業(yè)班班長黃豐說,,北斗厘米級的高精度定位,,可以準確告知無人機位置。
“依托北斗系統(tǒng),,構建起巡檢的精準三維坐標系,,通過這個空間模型規(guī)劃航線、航點,,無人機巡檢時,,不會因為誤差撞上線路、變電站等,。”技術人員曾懿輝在一旁解釋,。
“絕緣子是否發(fā)熱、螺絲是否松動等,,這些部位最容易發(fā)生故障,,以前只能憑借肉眼和手持紅外測溫儀來判斷。”回想起10年前,,黃豐和輸電班要靠人工攀爬完成對輸電線路的驗收,、故障巡查,“當高度超過40米時,,能感覺到鐵塔一直在搖晃,,一座基塔巡下來,全身都濕透了。”現(xiàn)在用無人機巡檢,,拍照傳至后臺,,通過點云技術開展精準分析,生成的報告會及時反饋,,提醒相關部門處理隱患,。
通過無人機搭載激光雷達、紅外測溫儀,、夜視攝像頭等,,輸電線路的巡視工作大部分轉為機器作業(yè)。據統(tǒng)計,,截至2022年底,南方電網公司無人機自主巡檢里程累計超100萬公里,,自主巡檢采集的照片超過8000萬張,。
“我們從2018年開始建設由北斗基準站、通信網絡,、數(shù)據處理系統(tǒng)組成的北斗地基增強系統(tǒng),,最終實現(xiàn)定位達到厘米級。”南方電網廣東電網電力科學研究院北斗技術負責人鄂盛龍說,,這個過程中也遇到了不少難題,,“比如受太陽活動周期影響,我們處于南方低緯度地區(qū),,電離層相對更活躍,,定位效果受到影響。為此,,我們先后走訪了武漢大學測繪學院和廣東省國土資源測繪院,,一并與行內設備及定位服務廠家進行了多次技術交流。”
“一開始,,大家不習慣使用這個系統(tǒng),,后來隨著算法的提升、技術的更迭,,越來越得心應手,。接下來,我們還將持續(xù)開展定位算法優(yōu)化和基準站加密等工作,,不斷提升北斗定位可靠性,。”鄂盛龍說。
目前,,南方電網基于617座北斗定位基準站組成的高精度服務網,,在無人機自主巡檢、輸電桿塔地災監(jiān)測、現(xiàn)場搶修應急通信等16個領域培育北斗應用場景,,累計推動12萬余套國產化北斗終端應用,,支撐輸電線路無人機自主巡檢、主干電網調度領域北斗授時基本全覆蓋,,提升應急情況下信息傳輸和人員定位,、車輛安全智能高效管理等能力,解決無公網或公網信號不穩(wěn)定區(qū)域的電力信息傳輸問題,,全面支撐電網數(shù)字化轉型,。
坐標:四川綿陽 應用:預警監(jiān)測
“有了天上‘星星’站崗,踏實多了”
“隱患點監(jiān)測到存在變形,、位移風險,,請立即到現(xiàn)場巡查、核實,。”窗外夜色漸濃,,地質災害監(jiān)測員廖德華的手機被預警短信點亮,他迅速出了門,。
廖德華是四川綿陽市黃土鎮(zhèn)蓮花村村民,,村子地處淺丘,常年被地質災害困擾,。他2011年搬進村,,屋子前不遠處的空曠平地在滑坡中塌陷了近8米,現(xiàn)在已變成斜坡,。
為了保護鄉(xiāng)親們的安全,,老廖擔任了地質災害監(jiān)測員。“在培訓中學習過防災知識,,監(jiān)測災情時心里還是忐忑,。”履職6年多,他的經驗是多走多看,,地面的情況必須一趟趟巡邏看個仔細,。
2021年,當?shù)刈匀毁Y源部門為蓮花村進行了滑坡治理,,一批應用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的地災監(jiān)測設備進場,。“滑坡主滑方向布置了兩個監(jiān)測站,借助北斗系統(tǒng)實時采集數(shù)據,,對地質災害表面的形變位移進行監(jiān)測,。”行走在隱患區(qū)域,四川九洲北斗導航與位置服務有限公司工程師辜旋介紹,,雨量計,、裂縫計等設備安置到位,,這些前端傳感器能感知毫米級的微小變化,并與北斗系統(tǒng)相連,,將數(shù)據傳輸至安全監(jiān)測預警平臺,。
“有了天上‘星星’站崗,踏實多了,。”這兩年老廖的監(jiān)測擔子輕了不少,,只需關注預警短信,按指示及時巡查,。工程師每月對監(jiān)測設備進行巡檢,,及時校準,力求將數(shù)據誤差降到最小,。
走進綿陽市自然資源和規(guī)劃局指揮大廳,,四川省地質災害專業(yè)監(jiān)測預警平臺正在運行。三維+VR全景地圖上標注著密密麻麻的災害隱患點,,危害體傾角變化,、降水量等數(shù)據實時傳回,在平臺接受分析,,成為下達指令的依據,。
2018年以來,,綿陽市自然資源和規(guī)劃局引入北斗系統(tǒng)助力防災減災,,已累計建設地質災害群專結合監(jiān)測點1000余個。“我們可以直觀看到每個點位的實時環(huán)境信息,,一旦相關數(shù)據達到閾值,,平臺就會做出藍黃橙紅4個級別的預警。”綿陽市自然資源和規(guī)劃局地質災害防治科科長劉宏揚介紹,。
預警發(fā)出后,,基層監(jiān)測員會立即前往現(xiàn)場反饋情況,再由自然資源部門專業(yè)人員分析決定解除警報或處置災情,。翻閱平臺的處置記錄,,記者看到,去年平武縣溪壩村滑坡隱患點出現(xiàn)裂縫,,預警從藍到紅,,裂縫周邊的地質數(shù)據、走勢和現(xiàn)場圖片均在監(jiān)控中,,滑坡發(fā)生前周圍住戶就已撤離,。
“監(jiān)測精度大大提高,監(jiān)測人員無法到達的山頂,、斷崖不再是死角,,全天候監(jiān)測也成功實現(xiàn),。”劉宏揚說。
星斗織成安全網,。橋梁的傾斜,、應變、震動以及過往車輛荷載;隧道的變形,、結構受力,、地質環(huán)境動態(tài),借助北斗系統(tǒng)均能實現(xiàn)全面監(jiān)測,。“在此基礎上,,我們還將引入數(shù)字孿生、雷視融合等技術,,對重點監(jiān)測區(qū)域進行虛擬建模,,借助歷史數(shù)據、實時數(shù)據和算法模型實現(xiàn)分析預測,,進一步提升災害預警監(jiān)測能力,。”四川九洲北斗導航與位置服務有限公司工程部部長鄧健說。
據統(tǒng)計,,截至2022年6月,,“北斗+安全智能監(jiān)測預警云平臺”已在20個省份的水利、應急等領域布設監(jiān)測點8000多個,。
(原標題:北斗,,就在你我身邊(一線調研))
【責任編輯:吳玉紅】
【內容審核:肖 好】
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