北斗有什么用?

北斗有什么用?,第1张

北斗卫星导航芯片、模块、天线、板卡等基础产品,是北斗系统应用的基础。通过卫星导航专项的集智公关,我国实现了卫星导航基础产品的自主可控,形成了完整的产业链,逐步应用到国民经济和社会发展的各个领域。伴随着互联网、大数据、云计算、物联网等技术的发展,北斗基础产品的嵌入式、融合性应用逐步加强,产生了显著的融合效益。具体作用如下:
交通运输
陆地应用,如车辆自主导航、车辆跟踪监控、车辆智能信息系统、车联网应用、铁路运营监控等;航海应用,如远洋运输、内河航运、船舶停泊与入坞等;航空应用,如航路导航、机场场面监控、精密进近等。
农业
主要包括农田信息采集、土壤养分及分布调查、农作物施肥、农作物病虫害防治、特种作物种植区监控、以及农业机械无人驾驶、农田起垄播种、无人机植保等应用,其中农业机械无人驾驶、农田起垄播种、无人机植保等应用对高精度北斗服务需求强烈。
林业
主要包括林区面积测算、木材量估算、巡林员巡林、森林防火、测定地区界线等应用。其中巡林员巡林、森林防火等使用了北斗特有的短报文功能。
渔业
主要包括渔船出海导航、渔政监管、渔船出入港管理、海洋灾害预警、渔民短报文通信等应用。特别是在没有移动通信信号的海域,使用北斗系统短报文功能,渔民能够通过北斗终端向家人报平安,有力保障了渔民生命安全、国家海洋经济安全、海洋资源保护和海上主权维护。
公安
主要包括公安车辆指挥调度、民警现场执法、应急事件信息传输、公安授时服务等应用。其中应急事件信息传输使用了北斗特有的短报文功能。
防灾减灾
主要包括灾情上报、灾害预警、救灾指挥、灾情通信、楼宇桥梁水库等监测等应用。其中,救灾指挥、灾情通信使用了北斗特有的短报文功能,楼宇桥梁水库等应用利用了高精度北斗服务。
大众应用
主要包括手机应用、车载导航设备、可穿戴设备等应用,通过与信息通信、物联网、云计算等技术深度融合,实现了众多的位置服务功能。
……

北斗系统的作用还是不断发掘。作为一个全球定位系统,他的作用是不可估量的。仅在民用方面,可以说我们已经不能离开了。它的作用只受想像力的限制。

11月5日,我国成功发射了第49颗“北斗”导航卫星。很多人可能认为,“北斗”的作用就是导航。其实,“北斗”系统具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。它不仅已广泛用于交通运输、基础测绘和搜救打捞等领域,还正在金融、通信、电力、工程勘测、精准农业、资源调查、地震监测、公共安全、应急救灾、全球搜救和国防建设等许多方面大显身手。就在刚刚过去的“双11”活动中,北斗也在智慧物流方面发挥着重要作用。

工程建设的利器

“北斗”系统可为建筑、挖掘、路基、规划设计、物理勘探、石油钻探和地壳运动监测等许多工程提供高精度定位,因此能大大提高工程建设的生产力,并提升相关活动的精度和效率,比传统测量方法的效率高3倍以上。

比如,应用该技术已使道路、桥梁的建设精度达到毫米级,大大提高了隧道、地铁等重要交通基础设施的测量与建设精度,降低了建设成本。“北斗”技术用于公路边坡、桥梁变形监测后,由于不受通视条件的限制,因而选点灵活,能根据监测需要,将监测点布设在对变形体的形变比较敏感的特征点上。

最简单的例子是:盖高楼时,用“北斗”终端可随时测量楼房歪不歪;在洪灾来临时,用“北斗”终端能及时了解水坝是否移动;在挖山洞或地铁时,用“北斗”终端就不用担心从双向往中间掘进时出现错位了,比单向掘进隧道效率提高50%。

助力精细农业增产

导航卫星的精确定位功能可广泛用于农场规划、田间测图、土壤取样、拖拉机引导、作物田间检测和播种速度选择以及肥料、杀虫剂和产量检测系统等。

它能够提升农药、除草剂和肥料使用的精度,同时更好地控制化学物质的扩散,从而降低成本、扩大产量,创造环境友好型的新农场,使不同地区、不同条件下的作物增产3%-50%,大大降低农业生产的人力、资金(机器和设备)和原材料(种子、肥料、杀虫剂、其他化学药品、燃料、油和电)成本,降低的投入占总成本的1%-50%不等。据估计,卫星导航技术带动的平均增产可以达到10%,平均成本能够降低15%。

基于“北斗”的农机作业监管平台,已实现农机远程管理与精准作业,服务农机设备超过5万台,精细农业产量提高5%,农机油耗节约10%。

海洋渔业的帮手

渔业是“北斗”卫星导航系统应用最早也最为广泛的行业之一。安装了“北斗”用户机,不仅可以为船只导航,还可以通过“北斗”独有的短报文通信技术,报告船只位置和船上人员的情况。我国已经有约10万艘出海渔船安装了“北斗”用户机。

对渔民来说,“北斗”的短报文功能至少有四大好处。一是与家人联络,满足情感需要。二是与国内市场联络,打了什么鱼,有多少斤,可以提前通知预售,提高收入。三是与周边渔船联络,遇险时及时自救和互救。四是有了准确定位,可以避免打鱼越境的纠纷。

我国已通过“北斗”先后向渔民发送了数万次热带气旋等危险气象信息警报,救助了多艘渔船、渔民、病人等,累计救助1万余人,有效避免涉外事件多起,挽回经济损失上亿元。

金融电力的保障

现在,网络已经成为现代金融业的重要基础。然而,在网络条件下的金融服务体系中,时间的同步是至关重要的,用“北斗”系统提供的精确授时服务可使现代金融体系实现网络时间同步段,保证现代金融系统安全运行,因为全国各金融单位的1秒钟误差,就有可能带来巨额的损失。

电力系统的安全运行也需要在很大的范围内实现较高精度的时间同步,这样可实现整个电网高精度的时间同步,实现同步相位测量、运行稳定性判断、故障定位、高可靠性的电流纵差保护、继电保护等,从而提高电力网络运行的稳定性、可靠性和安全性。

基于“北斗”卫星导航系统的“北斗电力全网时间同步管理系统”投入使用后,结束了我国电力运行时间完全依赖美国GPS的历史,有效地保障了我国电力安全和国家安全。

实现防灾救灾实时调度

在紧急救援上,基于“北斗”系统的导航定位、短报文通信以及位置报告等功能,已实现全国范围的实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务,极大地提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。

2008年汶川地震时,震区通信中断。救援部队通过“北斗”的短报文功能,让救援部队和指挥部的联系保持顺畅,从而保证了指挥命令及时下达、灾情信息实时上报等整个救灾的指挥调度,在决策、搜救、医疗等工作中发挥了关键作用。

我国已把“北斗”技术与井下监测技术相结合,实现了对井下瓦斯浓度、风机转停等关键参数的实时监测。我国还将“北斗”引入自动气象站,增强了自动气象站适应性。

由于“北斗”可实现全国范围的无缝覆盖,具有定位、授时和短报文等功能,所以为森林防火、扑火的指挥调度提供了新的技术,有效解决了火场定位、侦察、引导扑救、后勤保障、损失评估等问题。目前,全国各地森林防火系统已经配备多台套“北斗”用户机,取得了明显的经济和社会效益。

依托大数据实现智慧物流

物联网是未来社会的发展方向。“北斗”系统可作为物联网的一个重要组成部分,应用在感知、网络两个层面。这里我们侧重说说“北斗”在智慧物流方面的应用。

比如,北京近年来逐步在物流车辆上安装“北斗”设备,结合自身的物流大数据,进行了物流智慧管理。通过对车辆速度和路线的实时监控,保障驾驶安全;结合“北斗”卫星导航系统的地理位置数据,进行数据分析和挖掘,定制服务线路,提高物流效率,管控成本,也让信息更透明。

“互联网+北斗物流”项目,通过手机货源APP终端,能让行进中的空货车找到离自己最近的货源。有了这款APP终端,包裹能更加及时地进行运输,早一天开始运输,就能早一天送达目的地。

此外,国内电商平台还研制出了“北斗”智能车载终端及人员佩戴式手环设备等北斗产品,并接入物流云平台进行有效运转,能实时掌握和调度车辆、人员位置、状态和载货信息,为客户提供最适合的配送方案,并根据需求变化迅速调整。

“只受想象力的限制”

随着卫星导航接收机的集成微小型化,它可以被嵌入到其他的通信、计算机、安全和消费类电子产品中,使其应用领域更加广泛。卫星导航系统与消费类电子产品的融合是目前导航系统在社会中最广泛应用的一种方式,如在MP3、MP4、笔记本电脑、手机和数码相机等电子产品中集成导航功能,提供一种基于位置的服务。

在今年10月1日天安门广场的国庆盛大阅兵式上,来自32个装备方队的580台车辆,以整齐划一的行进速度,前后左右一致的车距,给人留下了深刻印象。这背后的“秘密武器”就是“北斗阅兵训练考核辅助系统”,它可以保障32个方队整体车速控制在10千米/小时,骑线偏差不超过1厘米,厘米级的定位精度已赶超世界先进水平。同时,该系统也精准助力阅兵训练,使训练高质高效。

在科学研究上,“北斗”已用于电离层和中性大气反演以及气象学研究,卫星跟踪地球重力场和大气探测,以及航天器或地球卫星精密定轨、导航与对接等科学目的,为科学发展服务。

在水利上,基于“北斗”卫星导航系统的水文监测系统已建设完成,实现了多山地域水文测报信息的实时传输,大大提高了灾情预报的准确性,为制定防洪抗旱调度方案提供重要的保障。

在气象观测预报上,一系列气象测报型“北斗”用户设备研制成功,提出了实用可行的系统应用解决方案,解决了国家气象局和各地气象中心气象站的数字报文自动传输和可视化问题……

“北斗”的用途远不止如今的车辆导航、手机定位、电子地图。由于智能产业与时空信息密切相关,能提供位置和时间信息的卫星导航技术必将被用于智能网络、智能传感、智能交通、智能通信、智能物流、智能社区、智能电网等所有智能产业中,并形成各种前所未有的新型商业模式。

有关“北斗”应用的例子举不胜举。当它与云计算等新技术结合时,其应用“只受想象力限制”绝不是一句空话。

(原标题:除了导航,“北斗”还能干什么)

6月16日,北斗三号最后一颗全球组网卫星发射任务推迟,但各方早已摩拳擦掌,准备拥抱一个卫星导航与位置服务机遇市场。

“5G时代,自动驾驶、物流机器人、人工智能都需要厘米级别的精度定位,而北斗三号将推动其实现该功能。”广州中海达公司相关负责人介绍。

一个千亿市场正在来临。中国卫星导航定位协会5月发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》(下称《白皮书》)显示, 2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到将近3450亿元,同比增长144%,预计2020年产业总体产值将超过4000亿元。

从上世纪90年代开始研制,北斗系统已经走过了近三十年的历程。为什么在有了公开的GPS、格洛纳斯等导航系统之后,还要花费巨大的代价研制自己的卫星导航系统呢?建设一个导航系统又难在哪?

定位能力达到厘米级,服务范围变全球

从2000年底建成北斗一号系统,向中国提供服务,到2012年年底建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务,再到2020年前后建成北斗全球系统,向全球提供服务,从这个路径来看,北斗系统服务范围不断扩大。

千寻位置CEO陈金培介绍,第二代卫星导航系统最初能力只能覆盖中国以及周边一部分地区,定位能力为10米级别,此后,北斗服务能力获得了长足进步,天上系统定位能力已低于5米,加上地基增强系统,定位能力可到达厘米级。同时,服务范围也从中国变成了全球。

借助位置信息,每一辆 汽车 都打上精准时空标签。

位置服务的重要性,已经越来越凸显。航天 科技 集团五院、北斗三号卫星总设计师王平也曾表示,在我们生活中,有人统计80%以上的信息都和位置、时间相关。

而在大多数人的印象中,提到导航系统,自然而然想到全球定位系统(GPS)。GPS系统最开始在上个世纪的美国开始构造,它也是目前成熟度最高、使用最悠久的导航系统。

有了GPS,为什么还需要北斗系统?“从导航系统能力本身来看,今天无论是天上北斗卫星还是地上的北斗地基增强系统,在技术和产品服务都已经相当成熟。”陈金培说。

陈金培介绍,卫星导航系统从定位原理来讲,天上的卫星越多,定位越精准。“通过接受不同卫星的信号去解方程式,其实就是解一道数学题,来确定我的位置在什么地方,今天来看,北斗系统性能未来将是所有导航系统里面最好的。”

他解释,无论是GPS也好,还是伽利略也好,它们只有定位能力,不具备通信能力,而中国北斗提供了另外一个能力,即同时具备窄带通信的能力,每次发送可以提供类似于1000个汉字容量的信息,定位不再受一些条件限制,比如有些地方没有网络,难以将准确的位置告诉别人,但现在不仅可以知道我在哪里,同时还可以把这个信息告诉给别人。即便这个地方在沙漠、海洋等网络不通的地方也能做到。

北斗应用正成“标配”,千亿“蛋糕”浮现

从服务中国走向全球,北斗系统也为企业打开了一个更广阔的市场。

“北斗组网成功以后,对我们海外销售也会进一步增长,因为这意味着我在中国做好的产品,可以没有差别地在全世界销售。”陈金培说。

高新兴物联模块产品线副总监高纪也表示,在“一带一路”倡议之下,越来越多企业走出去,北斗定位的需求会持续增加,北斗设备会越来越多。

北斗应用正在迈向“标配化”发展的新阶段。目前,国内外主流芯片厂商已推出兼容北斗的通导一体化芯片,智能手机已成为卫星导航系统最主要的应用领域之一。截至2019年第三季度,在中国市场申请入网的手机有400余款具有定位功能,其中支持北斗定位的近300款。

截至2019年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破1亿片,国内卫星导航定位终端产品总销量突破46亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到372亿台。

目前,北斗产业链在国内已经形成完整的内循环,从高精度地图到高精度位置服务运营商,涌现出四维图新、中海达、千寻位置、华测导航、合众思壮等企业。

根据《白皮书》,目前,我国卫星导航与位置服务领域企事业单位数量保持在14000家左右,从业人员数量超过50万人。

关键在于生态,5G海量应用未来可期

作为人类 历史 上首款导航系统,美国就投入数以百亿计美元开发GPS。相比之下,北斗系统的建设,也同样需要时间的磨炼。

高纪介绍,目前定位市场的难题主要是,室内定位较难,高精度定位成本较高。但是随着产业链的发展,技术的更新换代,这些问题都会逐步解决。

“GPS20年前就已经是全球系统了。北斗系统相对不成熟地方还是在于产业链,包括从芯片到天线、智能终端、应用场景,整个集成需要一定的时间。”陈金培说。

农业植保无人机作业,定位精度达到厘米级,减少农药用药喷洒。

他举例说,GPS的发展得益于大部分 汽车 、手机都集成了它的导航能力,而北斗三号系统一旦建成,会快速赶上如此庞大的生态覆盖。“北斗系统凭借更好的定位能力和更优质的体验,无论是中国厂商还是全球厂商,都会主动集成北斗系统。因为它已经在全球无处不在了。”

此外,基于位置信息,对于山体滑坡、地质灾害等也将强化对灾害的监测和预警。

即将爆发的5G+AIOT(人工智能与物联网)时代,也让北斗系统踩准了发展的节奏。

“北斗系统更重要的一个应用是更广泛的IOT设备、更广泛的应用场景中。”陈金培说,比如自动驾驶领域。除了 汽车 ,还要有各种各样的道路设备,包括道路红绿灯、摄像头等等,这些设备的连接将是海量的。

同样,对中海达来说,5G+精准定位打开了新的市场机遇,目前中海达与上汽就自动驾驶高精地图展开合作,还在 探索 物流小车、无人机配送到家等应用场景。

中海达相关负责人介绍,有了位置服务的解决方案和时空数据,组合起来应用可以产生更多意想不到的应用,比如自动驾驶+物流,将来的花园割草机定时自动收割;在智慧农业领域,可以自动植保、自动喷洒农药、杀毒等等。一个全自动化应用的世界已经不远。

“应用场景和市场需求在扩大,产业链会进一步良性发展,从以前靠政府政策主导变为 社会 化需求,北斗产值会进一步增高。”高纪说。

作者 郜小平

来源 南方报业传媒集团南方+客户端

中国的北斗,世界的北斗。根据国家“一带一路”战略规划,国家有关部门正在稳步推进北斗系统“走出去”,与全球各卫星导航系统和相关国际组织,特别是沿线国家和地区开展广泛的国际合作。“一带一路”,积极开展国际合作。推动北斗系统服务世界、造福人类的义务。北斗导航卫星定位精度达到米级。增强后可达到分米级和厘米级。能够充分满足新基建时代无人驾驶和精准农业的发展需求。

北斗应用的一个方向,结合更多的新技术,北斗可以做很多事情。例如,在车联网领域,北斗的定位和授时功能可以帮助系统完成准确的时间信息和位置信息感知。结合5G技术的低时延、高带宽技术,可以实现全场景、高精度的位置感知。在更广泛的物联网场景中,北斗与大数据、人工智能等技术的结合更具想象力。

北斗系统是我国自主建设和运营的、与世界其他卫星导航系统兼容的全球卫星导航系统。服务的同时具备短消息通信能力。北斗系统作为国家重要的信息基础设施,自2012年底正式提供区域服务以来,一直持续稳定运行,性能指标稳步上升,达到10米指标要求,部分地区性能处于领先水平。优于承诺的指标。根据北斗系统全球联网建设规划,2018年将率先为“一带一路”沿线国家提供基础服务;2020年,形成全球服务能力,建设世界一流的全球卫星导航系统。

中国的北斗在军事用途上远比美国的GPS强大。美国在GPS上花费了很多精力。可以说,它想在一定范围内控制整个世界。它不希望美国被中国彻底破解。时间稍晚一点,各种性能都强于美国的GPS。可以认为,目前没有办法超越中国的北斗。


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