2016年，千尋位置率先開啟高精度定位“全國組網(wǎng)時代”
上千年來，人類一直在探索自身在時空中的位置，以便能更好處理與外在的關(guān)系。今天，時空信息是人類認(rèn)識世界、改造世界、掌控生活以及進(jìn)行社會化協(xié)同的基本信息。
在信息化社會中，約80%的信息都與空間和時間有關(guān)，位置數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性越高，物聯(lián)網(wǎng)能夠幫助用戶解決的問題就越多。同樣，自動駕駛、AR/VR、智能機(jī)器人等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的出現(xiàn)，也催生出對精準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)的大量需求，數(shù)以億計的機(jī)器對時空的感知提出了更高分辨率的要求。
目前，高精度定位技術(shù)走過了四個發(fā)展階段。面向未來，無論在沙漠還是海洋，是否有4G/5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，亦或是室外、室內(nèi)，都有一張統(tǒng)一基準(zhǔn)、精確感知、高度協(xié)同的高精度時空網(wǎng)絡(luò)。
第一代：單基站RTK技術(shù)
GPS、北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，極大方便了人們了解自己的時空信息，但光靠衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在室外土地測量、工程作業(yè)中，人們利用RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)進(jìn)行高精度定位，其定位的標(biāo)準(zhǔn)模式是利用兩臺衛(wèi)星定位接收機(jī)(一臺為基準(zhǔn)站，一臺為流動站)進(jìn)行同步觀測，基準(zhǔn)站利用其無線電設(shè)備，將差分改正數(shù)據(jù)(包括基準(zhǔn)站坐標(biāo)、基準(zhǔn)站原始觀測值或者改正數(shù))實(shí)時傳輸給流動用戶，在流動用戶接收機(jī)上進(jìn)行基線解算，獲取流動用戶的實(shí)時坐標(biāo)，精度可達(dá)厘米級。
常規(guī)單基站RTK極大地方便了需要動態(tài)高精度服務(wù)的用戶，但在實(shí)際應(yīng)用中存在明顯的制約。比如，測量范圍，用戶站和基準(zhǔn)站的距離需要小于10km;隨著測量區(qū)域的變化，需要不斷設(shè)置和變更基準(zhǔn)站。
第二代：網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)
針對以上常規(guī)RTK定位存在的問題，網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，滿足中長距離用戶和某些特殊要求的用戶(如監(jiān)測丘陵及山區(qū)的用戶)。
網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在服務(wù)端利用載波差分技術(shù)原理，通過在區(qū)域內(nèi)布設(shè)一定范圍的基準(zhǔn)站，形成分布較為均勻的連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站(CORS)，利用基準(zhǔn)站實(shí)時數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)求解基線模糊度，建立區(qū)域大氣誤差模型，基于用戶位置向用戶實(shí)時播發(fā)虛擬站的修正觀測信息，為覆蓋范圍區(qū)域內(nèi)的所有用戶提供穩(wěn)定等精度的增強(qiáng)服務(wù)。對于終端用戶，利用短基線RTK技術(shù)，消除如衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘誤差、電離層延遲、對流層延遲等誤差項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)載波模糊度的快速整數(shù)固定，實(shí)現(xiàn)厘米級高精度定位。
網(wǎng)絡(luò)RTK需要暢通的數(shù)據(jù)通信鏈路，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、信號穩(wěn)定，但對網(wǎng)絡(luò)要求并非特別高。目前作業(yè)環(huán)境中，3G/4G具有足夠的數(shù)據(jù)帶寬，已經(jīng)完全可以作為通信數(shù)據(jù)鏈路的載體。
目前，我國多個區(qū)域已建成省級CORS系統(tǒng)，滿足地區(qū)內(nèi)對于高精度位置應(yīng)用的需求。
不過，網(wǎng)絡(luò)RTK依然受到一些技術(shù)限制。比如隨著基線長度的增長，模糊度的固定成功率受大氣誤差影響明顯而逐漸降低，且需要建立用戶和數(shù)據(jù)中心的通訊鏈路，當(dāng)用戶存在較大的距離變化時，存在播發(fā)主站切換的情況，造成模糊度結(jié)果出現(xiàn)變化。
第三代：全國組網(wǎng)
隨著數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展，高精度定位服務(wù)在智慧城市建設(shè)、水路交通導(dǎo)航、精密測繪等國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域顯現(xiàn)出戰(zhàn)略意義，成為連接虛擬和現(xiàn)實(shí)的橋梁，無論是國家還是行業(yè)、大眾市場，都對精準(zhǔn)位置服務(wù)需求越來越大。
2014年起，國家層面牽頭啟動研制“全國一張網(wǎng)”，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、共建共享”的原則，由中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司作為總體研制單位，聯(lián)合交通運(yùn)輸部、國土資源部、國家測繪地理信息局、中國氣象局、中國地震局、中國科學(xué)院、教育部有關(guān)部門建設(shè)。
2016年5月18日，作為“全國一張網(wǎng)”的建設(shè)和運(yùn)營方，千尋位置宣布：國家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行，開始向全社會提供服務(wù)。
據(jù)介紹，該系統(tǒng)分布在全國的基準(zhǔn)站實(shí)時接收北斗、GPS、GLONASS、Galileo衛(wèi)星信號，通過專網(wǎng)傳至國家北斗數(shù)據(jù)處理中心，由部署數(shù)據(jù)中心的千尋位置云平臺解算實(shí)時播發(fā)差分?jǐn)?shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要獲取實(shí)時亞米級、厘米級、后處理毫米級精度的位置服務(wù)。“全國一張網(wǎng)”已完成了近2800座基準(zhǔn)站建設(shè)和組網(wǎng)工作，整網(wǎng)系統(tǒng)全部使用國產(chǎn)設(shè)備，核心技術(shù)、芯片、算法全部自主可控。
“全國一張網(wǎng)”推行四年來，已服務(wù)超過6億用戶，成為全球最大規(guī)模的衛(wèi)星地基增強(qiáng)系統(tǒng)，覆蓋中國境內(nèi)除無人區(qū)外的大部分區(qū)域，系統(tǒng)高可用、高并發(fā)，服務(wù)可用性大于99.99%?？梢哉f，千尋位置在業(yè)內(nèi)開啟了高精度定位的“全國組網(wǎng)時代”。
第四代：星地一體
在“全國一張網(wǎng)”之后，千尋位置2018年又率先發(fā)布星地一體高精度時空服務(wù)“天音計劃”，開啟了高精度定位的“星地一體”時代，也為全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域貢獻(xiàn)了中國方案。
這套系統(tǒng)由國家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”、星基增強(qiáng)系統(tǒng)、星地一體融合能力及千尋位置的全球站網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成，為用戶提供高精度、高可靠、實(shí)時無縫的高精度時空服務(wù)，用于滿足智能物聯(lián)網(wǎng)時代對于無縫、連續(xù)、安全可靠的精準(zhǔn)定位和復(fù)雜時間協(xié)同的需求，以發(fā)揮GNSS定位增強(qiáng)在自動駕駛、無人機(jī)等涉及用戶人身和生產(chǎn)安全的應(yīng)用場景中的重要價值，賦能全球智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
根據(jù)介紹，“天音計劃”動態(tài)厘米級定位服務(wù)首次定位時間縮短97%以上，定位精度可提高50%，服務(wù)可用率高達(dá)99.999%。
不依賴通信運(yùn)營商4G/5G網(wǎng)絡(luò)，“天音計劃”由于采用地球同步軌道衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)雙路播發(fā)，即便在覆蓋不佳的地方，譬如在沙漠、海洋、高空等無網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)覆蓋斷續(xù)的區(qū)域，千尋位置同樣能提供7×24小時高可用的動態(tài)厘米級定位服務(wù)。目前服務(wù)覆蓋中國大部分地區(qū)。
基于星地一體的創(chuàng)新技術(shù)方案，千尋位置已經(jīng)建立了龐大的時空智能生態(tài)圈
隨著大眾市場對高精度定位需求的增長，高精度定位從傳統(tǒng)的測量測繪應(yīng)用方向走出來，市場迫切要求低成本精密定位技術(shù)，要求高精度定位方案技術(shù)革新。
從千尋位置開創(chuàng)性的全國組網(wǎng)方案，到突破性的星地一體融合方案，千尋位置5年實(shí)踐驗(yàn)證了高精度定位服務(wù)具有強(qiáng)大的應(yīng)用前景，包括在智能駕駛、智能電網(wǎng)、智慧城市、智能終端等大眾市場領(lǐng)域，并且在應(yīng)用過程中不斷驗(yàn)證算法，形成了一套具有獨(dú)特能力的時空智能服務(wù)，在算法、服務(wù)、技術(shù)等層面，不斷引領(lǐng)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新。
面向未來，由無數(shù)個0和1組成的虛擬世界里，時空信息將幫助數(shù)以億計的機(jī)器人連接虛擬和現(xiàn)實(shí)世界，時空將成為是萬物數(shù)字化不可或缺的數(shù)字要素，我們需要一張更加實(shí)時、無縫、精確的時空網(wǎng)。千尋位置也一直從未停止對前沿科學(xué)的投入，無論在室內(nèi)外無縫導(dǎo)航、GNSS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，還是完好性、多GNSS融合導(dǎo)航定位理論與算法研究等諸多方面，展開前瞻研發(fā)。
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