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RTK全面步入无基站轻松测绘时代,“一台设备,一个账号”坐享全国厘米级精度

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017/11/15     浏览次数:    

  从2014年至今,北斗地基增强系统已在全国部署了1000余个基站,连成的全国一张网,已经能为行业及普通客户提供高精度定位服务。这是从独立“建电站”,发展到“组建电网”提供的公共服务。


  这是全球最大规模的地基增强系统,能够实现更快、更准的位置服务,并且还是全国产的设备。


  所谓地基增强系统,是指通过在地面上建立基站,提供差分修正信号,从而提高卫星导航精度。因技术门槛较高,这套系统一般应用于测绘、国防等专业领域。


  2014年初,中国兵器工业与阿里巴巴双方开始洽谈合作。中国兵器工业集团能建基站,有相关的技术实力,而阿里巴巴能提供云计算技术和更多使用场景的挖掘。


  一年多后,两集团各占50%股份。公开资料显示,定位服务核心理念是“互联网+位置(北斗)”,构建位置服务云平台,满足国家、行业、大众市场对精准位置服务的需求。


  北斗地基增强系统经过一年的发展,目前已部署了覆盖全国的米级服务和17个省的厘米级服务,建成1000余个基站,到年底会建成1200个卫星导航参考站,是全球最大规模的分布式地基增强系统。


  北斗地基增强系统的发展,在其规划里,此服务终将对外提供千万级客户同时在线的服务能力,成为最大地基增强系统运营商,而此前其他服务商仅能做到200个基站规模,并发服务能力更是少于1万。

RTK基准站

  “建电站”和“建电网”


  基站将收集的数据全部传回基于云计算的国家北斗数据中心。在混合云架构下,机密数据在专有云内完成,云端的大规模数据的计算则通过MaxCompute完成,定位数据的播发则在公共云上进行。


  每个基站每秒实时传回大量数据,对系统的并发要求也非常高。


  传统的IT基础设施投入太多,周期也太长,对于新公司有限的预算来说是个很大的负担。因此他把所有系统都布局在云端,没有买一台服务器,专心做自己擅长的业务。


  比如算法开发。北斗地基增强系统的算法团队有40人左右,算得上“中国最大的算法团队”。因为有大数据,因此工程师利用大数据的方法寻找规律,并根据规律总结出相关模式和机制,从而优化算法和系统,“这在技术上也是全新的尝试。”


  建设这样一个分布式地基增强系统,能满足用户基于实时精准位置的多种应用需求。实现了“建电网”的公共服务。


  以往的精准定位技术,都是测绘专业人士在用,相当于要自己建电站自己发电。北斗地基增强系统属分布式系统,最重要的是把‘电站’连接起来变成电网,做成‘电网运营系统’,那么就可以把专业技术变成公共服务,让更多人像用电那样使用精准定位,而不需要自建电站了,为了吸引更多合作伙伴,团队领导陈金培做了两种模式。一种是在终端厂商的设备里嵌入高精度定位服务,用户可以自行选择是否付费享受服务;另一种是硬件设备厂商获得一定折扣,统一打开高精度定位服务。


  国家使命


  在布局了1000余个地面基站形成全国一张网后,北斗地基增强系统拥有了更优秀的精准定位能力。


  手机首次接入移动互联网后,通过最近的一个地面通信基站把位置上报给平台,就可以迅速找到该位置能接收的卫星信号,将定位时间由30秒到1分钟缩短至3~5秒,获得更快的定位时间。


  同时,利用北斗导航系统与庞大的全国地基增强系统,能做到厘米级的高精度定位。


  目前大众使用的美国GPS导航定位精度是5~10米级的,而兼容北斗/GPS双模的大众导航终端定位精度大部分也在3~5米左右,而把这一指标提高到厘米级,并不容易。


  更重要的是,这个分布式地基增强系统,还肩负着国家使命。在以往的基站建设中,95%以上的设备都是进口的,而这次的基站建设,使用的全部都是国产设备。


  “国产设备在数据质量和传输稳定性等方面稍有不足。但通过系统设计,让所有基站都可以在线进行系统升级,同时配合算法和大数据修正不断弥补这些不足。


  事实上,导航市场多年被美国GPS占领。为搭建一个中国的平台,北斗地基增强系统开发出FindNow,不但支持常用的A-GPS / A-GLONASS卫星系统,而且还是全球首个支持A-北斗卫星系统的辅助定位系统。有评论称,这标志着中国人自己的北斗卫星导航系统在基础应用方面迈出了重要步伐。


  实现精准定位包括终端、平台和应用三要素:终端硬件需要支持高精度位置服务,而平台则要提供差分改正信号校正位置信息,最后通过应用场景呈现在用户的手机上。


  目前百度、高德都没有提供高精度平台的能力,而大部分终端硬件也不支持高精度差分信号。


  北斗地基增强系统是重构一个新的基础设施。目前正在加紧与软硬件厂商的合作,如高精度手机、车载设备、监测场景下的设备以及传统高精度设备厂商等。


  想象空间有多大


  实现厘米级的精准定位,蕴藏了大量的创新和颠覆行业的机会。下面是一个新疆无人机喷洒农药的实际案例。


  在新疆,极飞公司已实现无人机自动喷洒农药。之前的处理方式,是用飞控手人为操纵无人机,这就比较容易受到风力、光线、地形等影响,成本高、效率低。而在使用精准定位服务后,能够避开新疆白天的大风,在凌晨完成农药喷洒。


  “高精度定位在精准农业上的应用,已完全超乎我们的想象。”中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其告诉《瞭望东方周刊》。据他介绍,在新疆精准农业区,每亩农田大概可以增产100元,基于精准定位的无人自主农机车,大大降低了农户的劳动强度。这促进了传统农业转型升级。通过云端算法,让每一台农机设备通过云端连接,实时交互位置信息,并通过传感器回传当地的温度、湿度等数据,实现自动耕地、播种、收获,精细农药喷洒、作物浇灌。


  此外,高精度技术在专业的危房形变监测、智能驾培以及自动驾驶等领域,也有很大的应用空间。

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