2021年7月31日，是北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)開通一周年的日子，來自中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室的數(shù)據(jù)顯示，過去一年，北斗三號系統(tǒng)運行穩(wěn)定，已在全球超過120個國家和地區(qū)得到應用，向億級以上用戶提供服務。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師楊長風表示，經(jīng)過一年多的運行，北斗三號全球系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的平面精度可以達到2.5米，高程精度可以達到5米，達到世界一流。

“天上好用，地上用好”，北斗系統(tǒng)里廣為流傳的這句話，要實現(xiàn)起來并不容易。通常而言，一項技術從實驗室到產(chǎn)業(yè)應用，走向?qū)こ０傩占遥枰?jīng)歷很長的過程。

多年來，一群年輕的科學家致力于推進北斗高精度定位和授時技術從實驗室走向大眾市場，不斷進行著從0到1的技術創(chuàng)新、從1到N的場景應用。這種應用對象不僅包括手機，還有一批在高速公路上實現(xiàn)自動駕駛的汽車，以及在農(nóng)田里能自主飛行作業(yè)的無人機……

在近期的河南暴雨搶險救災過程中，就能看到北斗應用的身影。

7月19-20日，河南鞏義市持續(xù)遭遇暴雨，全市多處房屋、圍墻倒塌，多座水庫超汛限水位。7月25日，作為國家北斗地基增強系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”的建設和運營方，千尋位置收到鞏義中石油昆侖燃氣有限公司的緊急救援電話：鞏義山區(qū)內(nèi)原來埋在地下的20公里次高壓燃氣管線，部分裸露在外，一旦暴露管線發(fā)生泄露，不僅能造成火災，還將影響到災區(qū)居民的天然氣使用。

7月26日，搭載北斗高精度定位的無人機——千巡翼X5在工程師的指揮下升空。依托于我國建設的北斗地基增強系統(tǒng)，無人機獲得厘米級高精度定位服務，按照指定的管線路線實現(xiàn)精準飛行。歷時5小時飛行后，無人機拍攝了大量帶有高精度時空標簽的視頻和照片。

飛行結(jié)束后，工程師將這些數(shù)據(jù)資料導入云端3D高精度實景重建平臺，對重點區(qū)域的燃氣管道進行三維建模。26日當天，搶修人員依托這些信息，發(fā)現(xiàn)了疑似十幾處管線風險點，包括表面裂縫、地面塌陷、管道裸露懸空等，隨后制定搶修救災方案。

“大眾應用是北斗衛(wèi)星導航領域規(guī)模最大、發(fā)展最快、與生活最貼近的應用領域，我們要在全場景條件下對低成本、低功耗、高性能、高安全的位置服務、定位和數(shù)據(jù)相關技術領域進行廣泛研究。”千尋位置首席科學家馮紹軍說。

在今年舉行的第十二屆中國衛(wèi)星導航年會上，來自算法、產(chǎn)品、技術等多個領域的專家受邀發(fā)表特邀報告，分享他們推進北斗技術產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新成果。今年是馮紹軍連續(xù)第九次參加中國衛(wèi)星導航年會，連續(xù)第七年擔任分會主席。

馮紹軍說，高精度位置服務與定位并不是一個新概念，但是這些年大規(guī)模進入大眾市場還是十分罕見，一方面是手機、汽車等億級設備對時空服務的市場需求的拉動，一方面得益于北斗地基增強系統(tǒng)的創(chuàng)新與推動。

以前，要獲得高精度位置服務，門檻極高。一般而言，需要臨時架設基準站，來獲得衛(wèi)星定位校準數(shù)，終端層面，則要用上成本高昂的設備，來接收高質(zhì)量的衛(wèi)星信號。

馮紹軍說，科研團隊在全球范圍內(nèi)第一個建設起一個大規(guī)模的衛(wèi)星地基增強系統(tǒng)，并且以“全國一張網(wǎng)”的形式，通過互聯(lián)網(wǎng)播發(fā)，向用戶提供高精度定位和授時服務。

建設這樣的一張網(wǎng)，只是第一步。降低技術的應用門檻，還需要跨過很多道檻，比如終端層面要解決成本、功耗、算法、芯片、通信能力、計算能力等。

算法專家汪登輝說，如何在用戶終端上，實現(xiàn)和測量設備相當?shù)亩ㄎ痪冉Y(jié)果，滿足更苛刻的可用率及完好性要求，是科研團隊要解決的難題。

據(jù)他介紹，通過科研團隊所積累的海量基準站數(shù)據(jù)，以及大規(guī)模路測的數(shù)據(jù)樣本，他們正在不斷調(diào)整和迭代算法性能，努力實現(xiàn)星地一體厘米級快速定位和工程應用。

讓北斗走向?qū)こ０傩占遥€需要考慮很多實際問題，比如終端產(chǎn)品和服務可靠性。

“讓手機集成高精度定位，并不像軟件升級那么簡單。這離不開手機定位天線、定位算法、定位芯片三方面技術要素的支持，手機廠商必須在量產(chǎn)之前就進行調(diào)優(yōu)。”北斗地基增強系統(tǒng)專家、千尋位置高級專家金玉潔說。

金玉潔說，普通衛(wèi)星導航的定位精度達5到10米，高精度定位技術在傳統(tǒng)單點定位的基礎上，可以實現(xiàn)亞米級的定位精度。

在北斗年會上，算法專家佘承莉分享了正在開發(fā)的中國地區(qū)高精度電離層監(jiān)測系統(tǒng)。

“我們希望在全國范圍內(nèi)構建精細化的電離層電子總含量的實時監(jiān)測系統(tǒng)，可以更大程度上緩解電離層對于高精度定位的影響，如果這個監(jiān)測系統(tǒng)未來可以像日常的天氣實況播報一樣，那么能發(fā)揮更大的應用價值。”佘承莉說。

來自中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室的數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國今年第一季度申請入網(wǎng)支持北斗定位的智能手機款型達到79%；超700萬輛道路營運車輛已安裝使用北斗系統(tǒng)，3.63萬輛郵政快遞車輛安裝北斗終端，約1600艘公務船舶安裝使用北斗系統(tǒng)。

未來，中國北斗搭建起的時空智能網(wǎng)絡，能否變成像水、電、煤這樣的公共基礎設施，我們拭目以待。

中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來源：中國青年報 （ 2021年08月03日 12 版）