一線調(diào)研：北斗，就在你我身邊
2023-08-07 11:58:36
來(lái)源：人民日?qǐng)?bào)
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數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)
北斗，自古以來(lái)一直專(zhuān)指北方蒼穹中定四時(shí)勘方向的七顆明星。今日，當(dāng)我們提起北斗，它更是一組閃耀太空的中國(guó)衛(wèi)星。
3年前，隨著北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。2020年7月31日，習(xí)近平總書(shū)記宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通。北斗系統(tǒng)進(jìn)入全球化發(fā)展新階段。
從北斗一號(hào)到北斗三號(hào)，從覆蓋亞太到服務(wù)全球，作為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，北斗系統(tǒng)深度賦能各行各業(yè)，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的時(shí)空基石。2022年，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值超過(guò)5000億元，產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益。
北斗遠(yuǎn)在天邊，應(yīng)用近在身邊。如今，北斗在國(guó)內(nèi)導(dǎo)航地圖領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)主用地位，北斗定位服務(wù)日均使用量超過(guò)3600億次。此時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)，隨時(shí)為全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航與授時(shí)服務(wù)。
今天，我們就一起走進(jìn)北斗的世界，感知這一系統(tǒng)如何服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，又將怎樣更好滿足群眾美好生活需要。
——編 者
坐標(biāo)：北京海淀 應(yīng)用：自動(dòng)駕駛
“聰明的車(chē)行駛在智慧的路”
北京海淀區(qū)的中關(guān)村軟件園，不時(shí)能看到搭載激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和攝像頭的自動(dòng)駕駛出租車(chē)在街道上行駛。打開(kāi)叫車(chē)軟件“蘿卜快跑”，輸入目的地，稍候片刻，一輛自動(dòng)駕駛出租車(chē)來(lái)到身邊。
在車(chē)門(mén)旁的觸控屏幕上輸入手機(jī)號(hào)后4位、完成身份驗(yàn)證后，車(chē)門(mén)解鎖。在后排落座，點(diǎn)擊屏幕上的“開(kāi)始行程”，車(chē)輛平穩(wěn)起步。行駛過(guò)程中，眼前的顯示屏實(shí)時(shí)顯示車(chē)輛及周邊路況的三維建模畫(huà)面，一條淡藍(lán)色的“水波”提示接下來(lái)的行駛路線。經(jīng)過(guò)紅綠燈、人行道或掉頭轉(zhuǎn)彎處時(shí)，方向盤(pán)自動(dòng)打轉(zhuǎn)；遇到狹窄路段、會(huì)車(chē)等復(fù)雜場(chǎng)景時(shí)，車(chē)輛及時(shí)反應(yīng)，保障安全。
近年來(lái)，自動(dòng)駕駛技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快，簡(jiǎn)單友好的用戶體驗(yàn)，背后是感知、決策、規(guī)劃、控制等多個(gè)系統(tǒng)，源自人工智能、5G通信、激光雷達(dá)、高精地圖等多項(xiàng)技術(shù)的支撐。其中，北斗系統(tǒng)提供的高精度、高可靠的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)，是不可或缺的基礎(chǔ)能力。
“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)結(jié)合慣性導(dǎo)航技術(shù)，可提升離線高精度地圖的制圖效率和精度；北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)和激光雷達(dá)定位、視覺(jué)定位等融合，形成覆蓋多場(chǎng)景的安全定位。”百度智能駕駛事業(yè)群首席品牌官王翀說(shuō)。
“自動(dòng)駕駛意味著，聰明的車(chē)行駛在智慧的路。”中國(guó)工程院院士、國(guó)家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任劉經(jīng)南表示，“對(duì)于‘聰明的車(chē)’來(lái)說(shuō)，響應(yīng)速度要達(dá)到微、納秒級(jí)。一輛汽車(chē)如果以100千米的時(shí)速行進(jìn)，1毫秒時(shí)間內(nèi)汽車(chē)已向前移動(dòng)了近3厘米，就可能存在安全風(fēng)險(xiǎn)。北斗目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位、納秒級(jí)授時(shí)，能夠滿足自動(dòng)駕駛時(shí)空位置的控制需求。對(duì)于‘智慧的路’而言，基于北斗的高精地圖是行車(chē)環(huán)境信息的‘基底’，能反映出地圖目標(biāo)在現(xiàn)實(shí)世界中的準(zhǔn)確位置，還包含更豐富的道路交通信息，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃和導(dǎo)航。甚至在車(chē)輛傳感器失靈的情況下，高精地圖還能根據(jù)路況數(shù)據(jù)主動(dòng)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行實(shí)現(xiàn)變道減速的控制。”
北斗系統(tǒng)對(duì)車(chē)載終端、路側(cè)設(shè)備、云端平臺(tái)的全面支持，讓自動(dòng)駕駛車(chē)輛“耳聰目明”，更加智慧高效。“車(chē)配傳感器觀察到的環(huán)境變化可能是一個(gè)實(shí)時(shí)的變化，與高精地圖匹配后，將捕捉到的變化通過(guò)路邊車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)及時(shí)上傳到‘云端’，驗(yàn)證確認(rèn)后，再將這些信息匯總于‘云’上，主動(dòng)推送給需要的用戶，真正實(shí)現(xiàn)車(chē)、路、人之間的高度協(xié)同。”劉經(jīng)南說(shuō)。
北斗系統(tǒng)提供的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，讓自動(dòng)駕駛這一新生事物跑出了“加速度”：百度旗下的自動(dòng)駕駛出行服務(wù)平臺(tái)“蘿卜快跑”測(cè)試總里程超過(guò)6000萬(wàn)公里，訂單量已超200萬(wàn)；和芯星通自主研發(fā)基帶芯片，與微機(jī)電慣導(dǎo)的深度融合可優(yōu)化在樓群、隧道和高架橋等復(fù)雜環(huán)境下定位的連續(xù)性和可靠性……
“北斗與5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)融合發(fā)展，不僅打開(kāi)了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域巨大的市場(chǎng)空間，也在智慧交通領(lǐng)域不斷拓展多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。”中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)于賢成說(shuō)，目前北斗高精度智能駕駛系統(tǒng)已形成規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展態(tài)勢(shì)，基于高精度北斗的車(chē)道級(jí)導(dǎo)航功能已在8個(gè)城市成功試點(diǎn)，并逐步向全國(guó)普及。
坐標(biāo)：浙江舟山 應(yīng)用：海洋漁業(yè)
“漁船出入都能服務(wù)保障”
浙江舟山市沈家門(mén)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(chǎn)，余下的1500多艘漁船在港伏休。
“以前出海遇到險(xiǎn)情，那真是兩眼一抹黑。”58歲的船主楊岳靖，帶著記者走進(jìn)駕駛艙，應(yīng)用了內(nèi)置北斗的天通船載衛(wèi)星電話、船載衛(wèi)星寬帶通信設(shè)備等裝置一應(yīng)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(zhǔn)報(bào)位，信號(hào)丟失或者發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)還會(huì)發(fā)送報(bào)警信息。不光能定位，咱們?cè)诤Ｉ线€能收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警通知。”借助北斗、天通的短信及電話功能和寬帶設(shè)備的應(yīng)用，現(xiàn)在可以將實(shí)時(shí)漁獲情況發(fā)送給漁商，漁運(yùn)船便能迅速準(zhǔn)確駛向捕魚(yú)船所在位置，第一時(shí)間拉到新鮮的漁獲。銷(xiāo)售節(jié)點(diǎn)前移，保證了鮮度，才能賣(mài)出好價(jià)錢(qián)。
硬件設(shè)備之外，基于位置信息高速運(yùn)轉(zhuǎn)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(nèi)，中心主任孫平華像往常一樣注視著大屏幕。屏幕上實(shí)時(shí)顯示著裝有北斗導(dǎo)航定位終端的各艘漁船信息?；趯?duì)位置信息的分析預(yù)判，142.8海里外的一艘漁船與航路上的一艘商船有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，語(yǔ)音電話隨即撥出：大輪航線，注意安全。隨即收到漁船回復(fù)：“謝謝，我會(huì)注意觀察。”
孫平華介紹，舟山市運(yùn)用電子圍欄劃定事故多發(fā)區(qū)，有漁船駛?cè)腚娮訃鷻趧澏▍^(qū)域，系統(tǒng)就會(huì)觸發(fā)預(yù)警信號(hào)。“漁船出入都能服務(wù)保障。到了休漁季，漁船有移動(dòng)并超出一定速度后，系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)對(duì)相應(yīng)船只發(fā)出預(yù)警。”
在舟山，除了服務(wù)管理，北斗還孕育出諸多產(chǎn)業(yè)。
嵊泗縣枸杞島的貽貝養(yǎng)殖基地，上萬(wàn)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(tái)。管理平臺(tái)研發(fā)者、浙江同博科技發(fā)展有限公司負(fù)責(zé)人孫海說(shuō)，通過(guò)安裝定位設(shè)備，建立海上電子圍欄，因?yàn)樗騽澐植幻鲗?dǎo)致的貽貝養(yǎng)殖糾紛大大減少；北斗海洋檢測(cè)浮標(biāo)可以提供實(shí)時(shí)精準(zhǔn)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(zhì)狀況和環(huán)境變化。
同博公司，是一家深耕北斗產(chǎn)業(yè)及海洋大數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域的浙江省專(zhuān)精特新企業(yè)。公司研發(fā)的北斗船舶示位儀，已經(jīng)覆蓋了舟山當(dāng)?shù)匕顺梢陨系臐O船。新近開(kāi)發(fā)的帶有北斗定位裝置的救生衣，能夠在人員落水時(shí)，自動(dòng)感知并不間斷報(bào)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(jī)、船載衛(wèi)星天線……在舟山，基于北斗系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)觸角正延伸到海洋漁業(yè)的方方面面，保護(hù)漁民生命和財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)海洋漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
坐標(biāo)：廣東佛山 應(yīng)用：智慧能源
“構(gòu)建起巡檢的精準(zhǔn)三維坐標(biāo)系”
廣東佛山市獅山鎮(zhèn)三環(huán)西路，一架搭載可見(jiàn)光和紅外測(cè)溫儀的無(wú)人機(jī)，沿著既定的鐵塔航線，完成了對(duì)輸電設(shè)備多個(gè)關(guān)鍵零器件的拍照、測(cè)溫。
“這次規(guī)劃時(shí)間6分28秒，我們利用遙控器終端，通過(guò)賬號(hào)訪問(wèn)北斗高精度定位主站系統(tǒng)，選擇自動(dòng)飛行作業(yè)航線，就可以完成對(duì)這幾座基塔的精細(xì)化巡視。”南方電網(wǎng)廣東佛山供電局機(jī)巡作業(yè)班班長(zhǎng)黃豐說(shuō)，北斗厘米級(jí)的高精度定位，可以準(zhǔn)確告知無(wú)人機(jī)位置。
“依托北斗系統(tǒng)，構(gòu)建起巡檢的精準(zhǔn)三維坐標(biāo)系，通過(guò)這個(gè)空間模型規(guī)劃航線、航點(diǎn)，無(wú)人機(jī)巡檢時(shí)，不會(huì)因?yàn)檎`差撞上線路、變電站等。”技術(shù)人員曾懿輝在一旁解釋。
“絕緣子是否發(fā)熱、螺絲是否松動(dòng)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(cè)溫儀來(lái)判斷。”回想起10年前，黃豐和輸電班要靠人工攀爬完成對(duì)輸電線路的驗(yàn)收、故障巡查，“當(dāng)高度超過(guò)40米時(shí)，能感覺(jué)到鐵塔一直在搖晃，一座基塔巡下來(lái)，全身都濕透了。”現(xiàn)在用無(wú)人機(jī)巡檢，拍照傳至后臺(tái)，通過(guò)點(diǎn)云技術(shù)開(kāi)展精準(zhǔn)分析，生成的報(bào)告會(huì)及時(shí)反饋，提醒相關(guān)部門(mén)處理隱患。
通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)、紅外測(cè)溫儀、夜視攝像頭等，輸電線路的巡視工作大部分轉(zhuǎn)為機(jī)器作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，南方電網(wǎng)公司無(wú)人機(jī)自主巡檢里程累計(jì)超100萬(wàn)公里，自主巡檢采集的照片超過(guò)8000萬(wàn)張。
“我們從2018年開(kāi)始建設(shè)由北斗基準(zhǔn)站、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)定位達(dá)到厘米級(jí)。”南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)電力科學(xué)研究院北斗技術(shù)負(fù)責(zé)人鄂盛龍說(shuō)，這個(gè)過(guò)程中也遇到了不少難題，“比如受太陽(yáng)活動(dòng)周期影響，我們處于南方低緯度地區(qū)，電離層相對(duì)更活躍，定位效果受到影響。為此，我們先后走訪了武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院和廣東省國(guó)土資源測(cè)繪院，一并與行內(nèi)設(shè)備及定位服務(wù)廠家進(jìn)行了多次技術(shù)交流。”
“一開(kāi)始，大家不習(xí)慣使用這個(gè)系統(tǒng)，后來(lái)隨著算法的提升、技術(shù)的更迭，越來(lái)越得心應(yīng)手。接下來(lái)，我們還將持續(xù)開(kāi)展定位算法優(yōu)化和基準(zhǔn)站加密等工作，不斷提升北斗定位可靠性。”鄂盛龍說(shuō)。
目前，南方電網(wǎng)基于617座北斗定位基準(zhǔn)站組成的高精度服務(wù)網(wǎng)，在無(wú)人機(jī)自主巡檢、輸電桿塔地災(zāi)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)搶修應(yīng)急通信等16個(gè)領(lǐng)域培育北斗應(yīng)用場(chǎng)景，累計(jì)推動(dòng)12萬(wàn)余套國(guó)產(chǎn)化北斗終端應(yīng)用，支撐輸電線路無(wú)人機(jī)自主巡檢、主干電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域北斗授時(shí)基本全覆蓋，提升應(yīng)急情況下信息傳輸和人員定位、車(chē)輛安全智能高效管理等能力，解決無(wú)公網(wǎng)或公網(wǎng)信號(hào)不穩(wěn)定區(qū)域的電力信息傳輸問(wèn)題，全面支撐電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
坐標(biāo)：四川綿陽(yáng) 應(yīng)用：預(yù)警監(jiān)測(cè)
“有了天上‘星星’站崗，踏實(shí)多了”
“隱患點(diǎn)監(jiān)測(cè)到存在變形、位移風(fēng)險(xiǎn)，請(qǐng)立即到現(xiàn)場(chǎng)巡查、核實(shí)。”窗外夜色漸濃，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)員廖德華的手機(jī)被預(yù)警短信點(diǎn)亮，他迅速出了門(mén)。
廖德華是四川綿陽(yáng)市黃土鎮(zhèn)蓮花村村民，村子地處淺丘，常年被地質(zhì)災(zāi)害困擾。他2011年搬進(jìn)村，屋子前不遠(yuǎn)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(hù)鄉(xiāng)親們的安全，老廖擔(dān)任了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)員。“在培訓(xùn)中學(xué)習(xí)過(guò)防災(zāi)知識(shí)，監(jiān)測(cè)災(zāi)情時(shí)心里還是忐忑。”履職6年多，他的經(jīng)驗(yàn)是多走多看，地面的情況必須一趟趟巡邏看個(gè)仔細(xì)。
2021年，當(dāng)?shù)刈匀毁Y源部門(mén)為蓮花村進(jìn)行了滑坡治理，一批應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的地災(zāi)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。“滑坡主滑方向布置了兩個(gè)監(jiān)測(cè)站，借助北斗系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害表面的形變位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。”行走在隱患區(qū)域，四川九洲北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)有限公司工程師辜旋介紹，雨量計(jì)、裂縫計(jì)等設(shè)備安置到位，這些前端傳感器能感知毫米級(jí)的微小變化，并與北斗系統(tǒng)相連，將數(shù)據(jù)傳輸至安全監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)。
“有了天上‘星星’站崗，踏實(shí)多了。”這兩年老廖的監(jiān)測(cè)擔(dān)子輕了不少，只需關(guān)注預(yù)警短信，按指示及時(shí)巡查。工程師每月對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行巡檢，及時(shí)校準(zhǔn)，力求將數(shù)據(jù)誤差降到最小。
走進(jìn)綿陽(yáng)市自然資源和規(guī)劃局指揮大廳，四川省地質(zhì)災(zāi)害專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)正在運(yùn)行。三維+VR全景地圖上標(biāo)注著密密麻麻的災(zāi)害隱患點(diǎn)，危害體傾角變化、降水量等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回，在平臺(tái)接受分析，成為下達(dá)指令的依據(jù)。
2018年以來(lái)，綿陽(yáng)市自然資源和規(guī)劃局引入北斗系統(tǒng)助力防災(zāi)減災(zāi)，已累計(jì)建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害群專(zhuān)結(jié)合監(jiān)測(cè)點(diǎn)1000余個(gè)。“我們可以直觀看到每個(gè)點(diǎn)位的實(shí)時(shí)環(huán)境信息，一旦相關(guān)數(shù)據(jù)達(dá)到閾值，平臺(tái)就會(huì)做出藍(lán)黃橙紅4個(gè)級(jí)別的預(yù)警。”綿陽(yáng)市自然資源和規(guī)劃局地質(zhì)災(zāi)害防治科科長(zhǎng)劉宏揚(yáng)介紹。
預(yù)警發(fā)出后，基層監(jiān)測(cè)員會(huì)立即前往現(xiàn)場(chǎng)反饋情況，再由自然資源部門(mén)專(zhuān)業(yè)人員分析決定解除警報(bào)或處置災(zāi)情。翻閱平臺(tái)的處置記錄，記者看到，去年平武縣溪壩村滑坡隱患點(diǎn)出現(xiàn)裂縫，預(yù)警從藍(lán)到紅，裂縫周邊的地質(zhì)數(shù)據(jù)、走勢(shì)和現(xiàn)場(chǎng)圖片均在監(jiān)控中，滑坡發(fā)生前周?chē)艟鸵殉冯x。
“監(jiān)測(cè)精度大大提高，監(jiān)測(cè)人員無(wú)法到達(dá)的山頂、斷崖不再是死角，全天候監(jiān)測(cè)也成功實(shí)現(xiàn)。”劉宏揚(yáng)說(shuō)。
星斗織成安全網(wǎng)。橋梁的傾斜、應(yīng)變、震動(dòng)以及過(guò)往車(chē)輛荷載；隧道的變形、結(jié)構(gòu)受力、地質(zhì)環(huán)境動(dòng)態(tài)，借助北斗系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)。“在此基礎(chǔ)上，我們還將引入數(shù)字孿生、雷視融合等技術(shù)，對(duì)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行虛擬建模，借助歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和算法模型實(shí)現(xiàn)分析預(yù)測(cè)，進(jìn)一步提升災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)能力。”四川九洲北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)有限公司工程部部長(zhǎng)鄧健說(shuō)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年6月，“北斗+安全智能監(jiān)測(cè)預(yù)警云平臺(tái)”已在20個(gè)省份的水利、應(yīng)急等領(lǐng)域布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)8000多個(gè)。
?。ㄓ浾吖葮I(yè)凱、竇皓、劉軍國(guó)、姜曉丹、李凱旋，統(tǒng)稿：吳燕）
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