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。
……
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
1、全面感知
利用无线射频识别(RFID)、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取。 感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网,甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的。
2、可靠传递
是指通过各种电信网络和因特网融合,对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。在这一过程中,通常需要用到现有的电信运行网络,包括无线和有线网络。
由于传感器网络是一个局部的无线网,因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。
3、智能处理
是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接受到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。
扩展资料:
基本功能
在线监测:这是物联网最基本的功能,物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。
定位追溯:一般基于传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等GPS(或其他卫星定位,如北斗)和无线通信技术,或只依赖于无线通信技术的定位,如基于移动基站的定位、RTLS等。
报警联动:主要提供事件报警和提示,有时还会提供基于工作流或规则引擎(Rule“sEngine)的联动功能。
指挥调度:基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。
预案管理:基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。
安全隐私:由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性,物联网系统必须提供相应的安全保障机制。
远程维保:这是物联网技术能够提供或提升的服务,主要适用于企业产品售后联网服务。
在线升级:这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段,也是企业产品售后自动服务的手段之一。
参考资料来源:百度百科-物联网概念
现在网络已经大部分覆盖了我们生活和工作的区域,“网络已连接”成为了我们日常不可或缺的一部分,但是我们在乘坐高铁、地铁时,仍会出现“网络信号不佳”甚至是“网络已断开”的情况。
在地面,我们通信是通过基站4G、5G组网信号覆盖,导航等也可以直接通过北斗定位,但在地下,由于建筑遮挡导致室内接收的信号波被削弱甚至被阻挡,导致了地下通信信号弱的现象普遍存在。同时,地铁的高速移动让地下信号回传定位更是加大了难度。
3月20日,我国首个地铁北斗定位系统在北京开工建设,此次“超大城市轨道交通系统高效运输与安全服务关键技术”项目采用了室内 北斗+5G 融合的定位技术,来实现室内定位信号的播发,让用户可以接收到导航定位的信号, 使地铁站地下空间的定位精度提高到优于2米 。该系统可用于车辆调度、客运组织、应急处置,同时还能让乘客能够在地下环境使用手机地图,并通过三维立体导航实现地铁站内的定位导航。
北斗+5G魅力何在
北斗卫星导航系统(简称:北斗系统) 主要是为全球用户提供全天候、全天时的定位、导航和授时服务。在2020年7月31日,北斗三号系统建成开通并提供全球服务,北斗系统进入全面推广应用的新阶段。
但北斗系统主要是解决室外的定位需求,在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、救灾减灾、公共安全等方面都得到了基础的应用。其在室外的定位精度在10米左右,且测速精度为02米每秒,授时精度为20纳秒左右。但由于卫星信号无法覆盖室内且对环境免疫性较差,无法满足室内定位以及室外遮挡等复杂区域定位的必要条件,其在室内的应用也被大大限制了。
5G组网 是利用基站部署,具有密集组网、大带宽和多天线等对定位有利的条件,且其空中接口时延低至1ms,移动性支持500km/h的高速移动等,基于5G通信网络的定位技术可在室内实现亚米级甚至分米级的定位精度。
像地铁这类高速通行的地下环境,北斗+5G的深度融合可构建室内外覆盖定位体系,结合 5G大带宽、低时延、广连接 的优势和 北斗系统的导航定位能力 ,大大提高复杂室内环境的定位精度。
地铁北斗定位系统是首次应用在地铁的北斗+5G解决方案,但其实这项融合定位技术早已在市场出现。2021年4月,中国移动开发5G+北斗精准导航系统,并在重庆解放碑地下环道进行试验。
室内定位已是刚需
RFID(射频识别)技术: 利用射频方式,固定天线形成电磁场,附着于物品的标签经过磁场后感应电流生成把数据传送出去,从而进行非接触式双向通信交换数据,实现移动设备识别和定位的目的。它可以在几毫秒内获取厘米级的定位信息,且电磁场具有非视距的优点,RFID室内定位技术也具有传输范围大、成本较低的特征。但其不具有通信能力,抗干扰能力较差,不便于整合到其他系统之中,且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善,因而一般应用在物流、仓库定位中。
WiFi技术: WiFi室内定位分为两种,一种是利用移动设备和无线网络接入点组成的无线局域网络,通过差分算法,来比较精准地对人和车辆的进行定位追踪。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过新增设备的信号强度与巨量数据库对比,来完成定位跟踪。WiFi定位最高精确度大约在1米至20米之间,但Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,定位器的能耗也比较高。
ZigBee技术: ZigBee是一种短距离、低速率的无线网络技术。它主要是利用无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。因此ZigBee最显著的特点就是低功耗和低成本,但局限就在于信号传输受多径效应和移动的影响都很大,其衍射能力弱,穿墙能力弱。普遍用于大型的工厂和车间的人员在岗管理系统。
蓝牙技术: 作为一种短距离低功耗的无线传输技术,利用蓝牙接入点与用户连接,通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。蓝牙最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。但对于复杂的空间环境,蓝牙定位系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大。然而近些年大火的 蓝牙AOA 以接纳器和发射器为基础,能够在确认的区域内经过多天线丈量信标信号,以及三角形定位法,来核算出信标设备准确方位,精度可高达01里面,但蓝牙AOA的部署环境大部分要求在1-3米的精度场景内。
UWB(超宽带)技术: UWB是近些年兴起的一种传输速率高,发射功率较低,穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线通信技术,它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有31~106GHz量级的带宽。UWB定位精度可达到亚米级,多应用于室内静止或者移动的活体定位跟踪,但依然存在功耗和成本需优化的问题。
融合定位是未来之势
前文已提到了常见的六种室内定位技术,但物联网的碎片化现象,使得单一技术无法很好地满足场景需求应用,因此融合定位成为了行业需求的趋势。
在去年中国卫星导航定位协会发布《2021中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》中指出,2020年全行业总产值同比增长169%,达到4033亿元。其中 高精度定位市场增速远超全行业,2020年同比增长475%,总产值达到1104亿元。 从2010年到2020年的11年之间,高精度定位产品年销售收入增长了10倍,年均复合增长率高达26%。
单一的定位技术无法填补海量市场差异化的需求,因此类似于 “北斗+”,“5G+”,“UWB+”等融合定位技术 逐渐被推出,逐步完善产业链。像自动驾驶、智慧交通在技术快速演进阶段,“北斗+5G”技术成为了新型的解决方案;在智慧矿井的人员定位系统中,“UWB+ZigBee”技术比单一运用UWB更灵活等等。融合定位可以在单一定位技术上进行缺陷互补,能在场景应用中将功耗、成本、定位精度进行最优化的把控,打造精细化定位方案。
未来,融合定位将会大放异彩。
北斗智能放牧系统的应用得益于我国在卫星导航、通信技术和物联网领域的发展。具体来说,以下几个产业的发展为北斗智能放牧系统的应用奠定了基础:
卫星导航技术:北斗导航卫星系统是我国自主研发的全球卫星导航系统,具有高精度定位、导航和授时功能。北斗智能放牧系统依托北斗卫星导航技术,可以实时监测和追踪牲畜的位置和运动轨迹。
通信技术:我国在通信技术领域的发展使得数据传输更加迅速和稳定,这对于北斗智能放牧系统的应用至关重要。通过无线通信技术,北斗智能放牧系统可以实时传输牲畜的位置信息、生理参数等数据,为牧场管理者提供实时信息支持。
物联网技术:物联网是指通过互联网将物体相互连接,实现信息传输和共享的技术。在北斗智能放牧系统中,物联网技术的应用使得牧场管理者可以通过智能终端远程监控和控制牲畜的状态,提高管理效率。
传感器技术:在北斗智能放牧系统中,各种传感器的应用使得系统能够收集牲畜的生理参数、环境信息等数据。例如,通过GPS传感器可以实时追踪牲畜的位置,生物传感器可以监测牲畜的心率、体温等生理指标。
大数据分析:随着大数据技术的发展,北斗智能放牧系统可以对收集到的海量数据进行分析和处理,为牧场管理者提供决策支持。通过对数据的挖掘和分析,管理者可以更好地了解牲畜的生长情况、疾病预警等,提高养殖效率。
总之,北斗智能放牧系统的应用得益于我国在卫星导航、通信技术、物联网、传感器技术和大数据分析等领域的发展,这些技术的融合为现代牧业带来了诸多便利和优势。
北斗三号全球卫星系统总共有30颗卫星组成,北斗三号卫星导航系统主要为中国及亚太地区提供开放服务和授权服务。开放服务是指在服务区中免费提供定位、测速和授时服务。授权服务是指向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务。从2009年北斗三号工程正式开始启动建设到现在,已经成为全球最先进的卫星导航系统之一,给我国和亚太地区其他国家的发展提供了强大的动力。
北斗系统的系统服务最核心的功能就是导航定位功能,这种导航定位服务可以用于各个领域,比如航空运输,道路交通管理,铁路交通管理,应急救援,个人的服务应用,气象服务等领域。
北斗三号系统稳定运行以来,包括国内外智能手机厂商都加速了研发支持北斗系统的电子产品,随着北斗芯片的进一步升级,大众消费者就可以在多个领域方便的使用北斗系统。首先在手机导航方面,只要在手机设置中开启位置服务,就可以成功的利用手机进行导航定位,来满足我们日常生活的需要。
北斗三号系统的通讯功能也非常的强大,北斗三号系统采用了非常先进的双短报文功能,用户除了可以接收信号还可以发出信号。如果在没有信号的区域遇到事故或者危险,可以利用北斗卫星导航系统发出信号,进行求救。
北斗三号系统已经成为物联网和车联网的非常重要的一环,在现在的自动驾驶技术中,借助卫星定位信息控制汽车行驶是非常的普遍,北斗三号是建立智慧化城市的基础,在城市救援方面,北斗三号系统可以准备定位到事故现场的位置并第一时间了解到相关的救援信息,为救援工作提供非常有利的帮助。
随着人类技术的持续进步,北斗三号卫星对人类的影响会越来越大,人们的生活会向着更加智能化和信息化而前进。
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