行业简报上海卫星导航产业信息简报

图文来源:上海卫星导航定位产业技术创新战略联盟

01年第6期/总第期

总编专栏

多传感器融合实现室内外无缝导航测试报告出炉(曹冲)

专家视角

欣欣向荣的GNSS高精度位置服务(张博)

大事速报

杨长风总设计师受邀参加中阿合作论坛第九届企业家大会

中国首批手机北斗检测认证发布会在京召开

“5G+北斗”助力重庆解放碑地下环道实现精准导航

Oneweb卫星仍计划提供导航服务

u-blox取得合资公司Sapcorda的完全所有权

英国多家公司联合开发微型光学原子钟

上海专讯

智能测绘装备技术研讨会在上海拉开帷幕

千寻位置助力上虞打造“治水大脑”

跨界融合

宁波将建商业航天发射中心,总投资00亿元

吉利商业航天总部落户南沙,项目产值规模超过亿元

韩华系统年前将发颗低轨通信卫星

市场数据

卫星宽带用户预计09年将超过1亿

总编专栏

多传感器融合实现室内外无缝导航测试报告出炉

曹冲

多年来,乃至今后若干年中,室内外无缝导航一直是业界和广大用户期盼的大事。从卫星导航问世以来,定位精度不断提高,可用性可靠性逐步提升,时空信息服务需求明显增长,GNSS多星座多频率工作,及其兼容互操作的实施,让北斗与GNSS的应用和服务产业进入了一个崭新的发展阶段,如何将定位导航授时从室外进入室内,实现室内外无缝服务,成为一个不可回避的重大事项,因此室内定位在近十年中成为一个重大课题被人们广泛研究,其应用服务及其产业发展已经到了呼之欲出的境地。

图1:无人机是多传感器应用的一种典型范例

近两三年来,美国运输部在大力推进多传感器产品与服务的发展进程,有十一家公司被选中,并且开展实用化测试,最终提交了测试研究报告。运输部(DOT)于今年1月中旬向国会提交了其“国家授时弹性和安全法:实施路线图”报告。在竞争性的应用流程中,对11种候选技术的演示和审查以支持GPS功能之后,DOT得出结论:“没有一个系统可以普遍备份GPS及其增强功能所提供的定位和导航功能。”但是,“所有供应商都展示了PNT的某些价值表现,但是只有一个供应商NextNav在所有适用的用例场景中都得到了展示。”尽管如此,这份长达页的报告要求将多种技术组合或组合在一起,以最好地解决GPS易受干扰、欺骗和其他干扰的漏洞。“关键基础设施的定位和导航要求千差万别,因此需要功能、应用和最终用户特定的定位和导航解决方案。这就需要各种各样的定位和导航技术。”“技术路线图应该涉及多种多样的PNT技术。”预计这个新的领域将包含L波段的LEO空间信号,低频(LF)波段的地面广播,以增强NextNav的超高频(UHF)服务,以及光纤骨干网,让精确同步的时间馈送到地面发射机。交通运输部的报告呼吁政府增加对备份PNT解决方案的投资,以解决GPS脆弱性漏洞,并保护公共部门(如电信、运输、电网和金融部门)的关键基础设施。美国国家科学技术研究院(NationalInstituteofScienceandTechnology)较早的一份报告估计,全天4小时的GPS中断可能会对美国每天的经济活动造成超过10亿美元的影响,这引发了国会授权的DOT研究。TerraNav是NextNav在UHF频率上广播的都会信标系统,它是3GPP兼容的地面解决方案,可在室外、城市和室内环境中提供3DPNT解决方案。TerraPoint的信标信号强度是GPS的,倍以上,并且能够独立于GPS运行。使用部署在全国许可频谱上的发射机和地面站的地面网络,NextNav解决方案是精准、弹性且安全的。

NextNav首席执行官GaneshPattabiraman表示:“DOT报告强调了一个事实,即可行的、面向市场的PNT解决方案可以提高定位和授时服务的弹性和安全性。”这些解决方案将在满足保护我们关键基础设施迫切需求方面发挥至关重要的作用,而且还将支持自动驾驶汽车和5G电信系统等现代化应用。我们很高兴DOT报告既验证了TerraPoiNT技术,也认可了NextNav对PNT未来的愿景。报告中测试和审查的其它技术包括:EchoRidgeLLC和Satelles公司分别使用S和L波段的基于卫星的PNT技术;OPNTB.V.和SevenSolutionsS.L.使用“白兔精准时间协议”技术的光纤时间传输;TRXSystems公司具有惯性测量单元和局部地图匹配的航位推算技术,再加上超宽带信标;HellenSystemsLLC和UrsaNav使用LF传输的eLoran;Serco公司使用的是中频R模式;Skyhook利用现有的Wi-Fi接入点。PhasorLab公司和SkyhookWireless公司都使用Wi-Fi频率;Phasorlab使用专用的发射机网络,SkyhookWireless公司集成现有的WiFi接入点。

专家视角

欣欣向荣的GNSS高精度位置服务

张博

张博,现任高精度定位服务提供商北京六分科技有限公司(孵化于四维图新)网络建设发展部部门经理兼售前总监,从事高精度GNSS技术服务相关工作0余年,精通CORS系统建设应用。从业期间,作为主要技术人员,参与或主导了国内外数十个CORS系统的建设、运行、服务和应用,包括“97国家海岛礁项目”、“汶川5.1灾后重建应急CORS系统”、“中国大陆构造环境监测网络”,以及北京、上海、深圳、重庆、苏州等城市的CORS系统建设等;在担任产品经理期间,负责了国内首个nm高精度GNSS芯片的定义工作,对GNSS高精度定位在智能驾驶、精准农业、形变监测、测量测绘等行业的集成应用有深入了解和丰富经验。

随着00年我国北斗三号卫星导航定位系统的全面建成与全球可用,北斗卫星应用和高精度卫星定位迅速走进大众视野,亚米级和厘米级的实时定位应用,已经不局限于测量测绘领域,在智能驾驶、驾考驾培、精准农业、无人机应用、智慧港口、智慧城市、智慧矿山、共享单车等行业中得到越来越广泛的应用。物联网、智能手机、户外机器人等领域也把高精度卫星定位作为未来大规模应用中必备的技术手段。“北斗+”和“+北斗”各种应用的进一步发展,直接助推我国卫星导航定位与位置服务产业进入快速发展的新阶段。

表1:年-年产业链各环节产值占比

根据年发布的《GSAGNSSMarketReport》显示,从年到09年,全球增强服务的收入将从30亿欧元上升到近亿欧元。同时,《00中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》中的数据也显示,从年到年,我国卫星产业中,运营服务的占比在逐渐扩大。

图:年我国卫星导航与位置服务产业链值比例

上文所提到的增强服务(AugmentationService),也就是GNSS卫星高精度位置服务,分为星基增强服务和地基增强服务两大类。这两种位置服务,都需要在地面建设一定数量的CORS站点,建立地面解算与服务中心。CORS站点实时接收卫星数据并发送给解算中心,解算中心进行实时解算并生成实时卫星改正数据,服务中心则进行用户授权的验证,向用户提供实时的定位改正数据服务。

星基增强服务,通过通讯卫星实时播发定位改正数据。在国外,这种方式已经得到了长期应用,包括使用VBS和PPP技术的OmniStar,使用PPP技术的有Hexagon旗下的VeriPos、JohnDeere旗下的StarFire、HemiSphere旗下的Atlas、Trimble旗下的RTX和RTXFast等。星基增强服务的优势在于,使用通讯卫星播发观测数据,在通讯卫星覆盖范围内,卫星定位终端设备可以在地球表面(如海洋、沙漠、农田、城市等)进行高精度实时定位。但是,星基增强服务,并没有统一的技术标准和数据格式;定位精度及其性能指标,严重依赖于服务商提供改正数据和终端算法的质量,且改正数据与终端定位算法的数据格式、相关数学模型是一一对应的,用户只能选择一家供应商,替换难度较大,且服务费用较高。

地基增强服务,即使用地面通讯系统播发定位改正数据,目前使用的主要是电信运营商的3G/4G/5G网络。使用VRS技术的CORS系统,是目前最为成熟、可靠,且在全球得到了大量的商业应用的地基增强服务系统。可提供洲际级服务的有Leica的SmartNet、Trimble的RTX、Toncon的TopNet,以及欧洲各国的国家级、城市级,美国州级、城市级的CORS商业服务系统,以及国内各行业的CORS服务系统和全国范围的商业CORS服务系统。地基增强服务的优势在于定位改正数据格式有全球统一标准(如RTCMv3.),方便用户自由选择不同厂家的终端,或不同的服务供应商,定位精度和服务性能均有业界公认的标准。其不足之处在于改正数据的传输,重度依赖于移动通讯,在没有移动通讯网络覆盖的区域,如海洋、沙漠、无人区等地区,无法提供服务。

我国的GNSS高精度位置服务,当前主要为地基增强服务,即通过成熟的CORS服务系统,为广大用户提供高精度RTK定位服务。从年深圳市开始建设城市级CORS系统开始,到目前为止我国已经有了多个省、市级测量测绘行业的CORS服务系统。随着北斗应用的进一步深入,更多的行业CORS系统也开始建设与服务,例如铁总建设的铁路行业CORS服务系统,国家电网和南方电网分别建设的电力行业CORS服务系统,以及燃气行业CORS服务系统等。此外,智能驾驶、无人机、精准农业、智能机器人、测量测绘等行业用户的需求,也催生出覆盖全国、面向所有行业提供服务的商业CORS服务系统,为不断增加的高精度卫星定位应用和日益增长的商业用户,提供可靠的高精度GNSS位置服务。

相对于地基增强系统而言,我国的星基增强服务,起步较晚。不过经过数年的研发,随着00年我国北斗三号的正式开通,现已可以通过Bb频点开始播发覆盖全国的免费PPP-AR改正服务。一些商业卫星公司,也计划通过小卫星服务、租用卫星等方式,提供商业级的星基增强服务。随着自动驾驶、精准农业、机械控制等新兴产业的蓬勃发展,星基增强服务将拓展更多市场空间。新的商业应用,对高精度卫星定位的可靠性、可用性提出了更高的要求,这就推进了星基增强服务与地基增强服务的融合,以满足更多行业对高精度定位多样的需求。

六分科技于00年7月正式提供面向各行各业的高精度位置服务。拥有遍布全国的00多个CORS站点,自研的VRS算法,及基于腾讯云的解算中心和服务中心,六分科技既可以提供星4频、3星6频、4星8频、4星11频、5星14频点,7*4小时全天候、实时厘米级和亚米级的高精度定位服务,也可以提供定制化服务与面向用户需求的终端定位引擎。随着公司业务的持续增长,六分科技也在积极布局PPP-RTK技术的研发以便提供更加多样化的位置服务,助推北斗高精度卫星定位在各个行业的发展应用。

大事速报——国内

杨长风总设计师受邀参加中阿合作论坛第九届企业家大会

01年4月6日,中阿合作论坛第九届企业家大会暨第七届投资研讨会在北京以线上+线下形式召开,本次会议以“携手推进面向未来的中阿经贸合作”为主题。北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风受邀出席并进行主题发言。

在主题研讨“共兴数字经济、实现共同发展”环节,杨长风总设计师进行北斗系统主题发言,介绍了北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来,系统运行、应用推广、国际合作等方面最新进展,表示我们愿与阿拉伯国家在高新技术领域共享技术成果,大力推动北斗与数字经济、共享经济深度融合,赋能各行各业提质升级,服务阿拉伯国家建设发展。邀请与会嘉宾参加将于今年第三季度举办的第三届中阿北斗合作论坛,共商合作,共谋发展。

中阿企业家大会是中阿合作论坛框架下的重要机制性活动,每两年在中国和阿拉伯国家轮流举办,致力于推动双边经贸关系发展,是中阿双方政府和工商界共同组织的层次最高的经贸活动,中阿双方领导人多次出席大会,双方企业合作意愿强烈,务实成果丰硕。

中国首批手机北斗检测认证发布会在京召开

3月31日,手机北斗检测认证体系建立暨首批认证结果发布会在北京顺利举行,发布会主题是“北斗引领时代,应用服务未来”。这次发布会的成功举办,是检测认证服务在中国北斗规模化应用的一个重要里程碑,标志着我国手机北斗检测认证体系的建立。手机北斗检测认证是信息通信产品北斗检测认证的一部分,也是北斗在信息通信产业规模发展的关键基础支撑。在此次大会上,发布了首批通过手机北斗检测认证的型号并颁发认证证书,其中OPPO、vivo、小米和苹果四家手机厂商共七个产品型号获得认证,这也标志着我国手机北斗检测认证进入规模化推广阶段。

“5G+北斗”助力重庆解放碑地下环道实现精准导航

近日,“5G+北斗”精准导航系统正式在重庆市渝中区解放碑地下环道上线,为地下环道提供全天候、亚米级的高精度定位服务,解决了驾驶员行驶连接地下车库和桥隧的地下环道内时,难以接收导航信号的难题。目前,解放碑地下环道一期工程连接的9个地下停车库已开通“5G+北斗”精准导航系统。未来,该地下环道将连接6个车库、7个出入口、.1万个车位。

大事速报——国际

Oneweb卫星仍计划提供导航服务

一网(Oneweb)新任首席执行官尼尔·马斯特森称,该公司仍在寻求让其宽带星座具备某种导航能力,尽管可能要等到第二代系统才能推出全面服务。

4月7日在01年卫星大会低轨数字论坛的一场会议上,尼尔·马斯特森表示,公司打算今年晚些时候同英国几家机构一起验证一项导航服务。他未说出那几家机构的名字。在业内很多人心目中,英国政府之所以决定同巴帝联手收购一网,与其渴望拥有自己的卫星导航系统是分不开的。脱欧后,英国政府已不能使用“伽利略”系统的军用级加密服务。英国政府曾论证建设一个独立的卫星导航系统,但后来放弃了那种打算。

由一网提供导航服务将会面临很多难题,其中一点是该系统并未采用为GPS和“伽利略”等卫星导航服务预留的频率。

u-blox取得合资公司Sapcorda的完全所有权

近日,u-blox宣布,已取得SapcordaServices公司的完全所有权。该公司是由u-blox、博世(Bosch)、Geo++和三菱电机于年共组的合资公司。

Sapcorda是为高精度GNSS大众市场提供先进GNSS增强服务的领先供应商,旨在为工业、汽车和消费性应用提供可扩展、平价和高质量的GNSS定位解决方案。相关的工业应用包括无人机(UAV)和无人地面载具(UGV)这类的自动驾驶机具、机器自动化、测量、监控以及其它的先进导航应用。在汽车领域,其应用包括自动驾驶和先进驾驶员辅助系统(ADAS)、车道级的精准导航、车载资通讯系统以及VX通讯。

借由收购Sapcorda,u-blox可扩展其定位服务组合,并与现有的数据服务互补。拥有Sapcorda的完全所有权能让u-blox更有效率地服务客户,简化部分流程,包括缩短服务的建置时间以及简化客户的整合流程。现有的Sapcorda客户也将获益于与u-blox建立的持续关系。此外,u-blox期望利用公司在销售和营销、研发和技术方面的资源来加速GNSS增强服务的持续发展。

英国多家公司联合开发微型光学原子钟

开尔文纳米技术公司近日联合Wideblue公司、斯特拉斯克莱德大学和伯明翰大学开展由产业战略挑战基金(ISCF)资助的“英国研究与创新(UKRI)”项目,共同研发光学原子钟微型化创新技术,旨在促进最先进原子钟小型化发展,以提高GNSS的位置精度,解决学术界研发的其他量子技术扩展性问题。Wideblue公司将开发能将激光束打到“光栅磁光阱”(gMOT)芯片上的光学系统,衍射光栅将入射光束分束,并衍射形成三对衍射光束,即可获得四束磁光阱。

该系统原型样机将由伯明翰大学进行测试,芯片设计由斯特拉斯克莱德大学负责,芯片生产由开尔文纳米技术公司负责。原子跃迁越窄,原子钟就越精确。这个原子钟利用了锶原子的超窄跃迁,其性能优于铷原子好几个数量级,可有效提高弹性定位导航和授时(PNT)能力,为金融、配电系统和通信等提供服务。

上海专讯

智能测绘装备技术研讨会在上海拉开帷幕

4月8日,智能测绘装备技术研讨会暨01年华测导航全国巡展在上海拉开帷幕。近位行业领导、高校专家、知名企业家、行业技术精英受邀参会,共同



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