北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统,由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。
而我们逐渐熟知的5G技术具备高速率、低时延、大带宽的优势,开创了崭新的数字化智能时代,正在赋能千行百业,深刻改变着社会生活。
一张是“地上的网”,一张是“天上的网”,5G与北斗的相遇能够擦出什么样的火花?
在近日举行的中国北斗应用大会暨中国卫星导航与位置服务第十届年会上,一批北斗实际应用吸引了众人的目光,也让更多人意识到,“5G+北斗”这个智能化时代的融合基础设施,正在成为新一代信息技术和产业发展的制高点。
5G 最大的优势在于“快”,比4G网络传输速度快100倍,同时时延低于1毫秒。而北斗的优势在于“准”,据中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其介绍,北斗系统全球范围定位精度优于10米、测速精度优于02米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%。
当5G的“快”遇上北斗的“准”,二者的融合将满足全覆盖的高精度需求,相互赋能,彼此增强。当前,我国正在推进新基建战略,注重七大领域的高科技产业基础设施的数字化、智能化建设,而基于“5G+北斗”的通信技术与精准时空技术的融合及应用,将是这些领域基础设施信息化、智能化升级改造不可或缺的重要手段。正如中国卫星导航定位协会会长于贤成所说,北斗系统正在加速与其他的新技术融合,特别是与物联网、无人驾驶、人工智能、5G、区块链等战略性前沿技术的融合,成为打造新型基础设施重要的赋能手段。
随着“5G+北斗”探索的深入,融合发展“5G+北斗”,一方面通过5G对北斗导航系统的支持,将北斗推向全球,利用5G产业规模优势促进我国北斗事业的发展;另一方面也利用北斗高精度定位助力满足5G+工业互联网以及车路协同等对定位精度越来越高的需求。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。
……
中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统 ,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星也是在生活方面方面起到了非常大的作用。
一,日常生活方面
我们日常生活的导航和定位都离不开北斗导航,用户不仅能实现精确的定位,也可以在驾驶的同时获得实时路况,进行最优的路线规划;对于一些网约车来说,会根据导航确定的路线确定乘车价格;而且我们可以根据导航在网上看到购买快递到达的位置;对于日常坐公交车的人来说,可以根据导航系统查看公交车到达的位置……
二,工程建设方面
就前不久上海洋山深水港启动的“5G+L4级智能驾驶重卡”,实现了一次性精准停车、近距离自动列队行驶,提升了洋山港智能转运效率和东海大桥行驶能力。这些智能重卡就是根据导航的精确定位从而做到精准停车,列队行驶。对公路建设也有很大帮助,可以减缓公路工程建设勘察工作压力及作业强度,使得工程建设效率有所提高……
三,农业畜牧方面
现在的放牧不在像以前那样,人跟在牲畜到处乱走,只需在每头牛的耳朵上装一个芯片,就能利用北斗卫星随时看到每一头牛的位置。如此一来,将大大节省了放牛的人力和时间。对于种植户喷洒农药,也是开始采用无人机喷洒农药的方式,无人机根据北斗导航的定位系统,可以保证农药被喷洒在每一块土地上,很大程度上节省了人力和时间……
北斗导航的建立在很大的程度上方便了人们的生活,导航系统出在日常生活的方方面面,现在的人们也是越来越依赖导航系统,在不久的将来导航系统会给我们带来意想不到的惊喜。
全球定位系统的总称是GNSS,对应的GNSS模块是指接收机类型涵盖GPS、北斗、GALILEO、GLONASS多个卫星定位系统的定位导航模块。
中国北斗卫星导航系统的简称是BDS,美国的全球卫星导航系统的简称是GPS,俄罗斯的全球卫星导航系统的简称是GLONASS,由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统的简称是GALILEO。
GNSS模块通过运算与每个卫星的伪距离,采用距离交会法得出接收机的经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数。并通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息,供接收者选择应用。
SKYLAB的GNSS模块根据支持卫星信号的频段,分为单频GPS定位模块、单频北斗定位模块和单频北斗多模定位模块、双频北斗多模定位模块;根据定位精度的不同分为标准高精度GNSS定位模块和RTK高精度GNSS定位模块;根据使用方式的不同分为嵌入式内置型GNSS定位模块和外置型天线一体化GNSS G-mouse成品;根据模块性能的不同分为标准高精度GNSS定位模块,RTK高精度GNSS定位模块,弱信号GNSS+INS惯性组合导航模块和GNSS授时模块等。
标准高精度定位导航:从移动互联到物联网,位置是一个基础的不可或缺的信息,汽车行驶在路上,需要实时判断自己的位置,并利用内置的标准高精度GNSS定位模块获取的位置信息,配合电子地图来实现导航,它能方便且准确地告诉驾驶者去往目的地的最短或者最快路径。SKYLAB研发推出的标准高精度定位模块(单频GPS,单频BDS,单频北斗多模、双频北斗多模、天线一体化模块、G-mouse),可以为车载和便携式手持等定位终端产品的制造提供了高灵敏度、高精度、低成本的定位、导航等解决方案,能满足专业定位的严格要求与个人消费需要。
RTK高精度定位导航:随着新基建热潮的到来,借助5G+新基建的东风,无人驾驶,自动驾驶等技术正在逐步完善,对智能驾驶汽车来说,车道很窄,和路边的障碍物之间的距离也较短。这意味着,汽车对定位精度的要求是10到30厘米。SKYLAB研发推出的RTK高精度定位模块,内置RTK算法,同时支持BDS、GPS双卫星定位系统,配合全国北斗增强网的高精度定位服务,可以达到实时厘米级定位精度,满足智能驾驶汽车的高精度定位需求。
弱信号惯性组合导航:汽车行驶在路上,视野可能会受到周边的树木、同行的卡车、城市楼群的遮挡,卫星导航系统容易受到周围环境的影响,例如树木楼房等,造成多路径效应,使得定位结果精度降低甚至丢失,尤其是在隧道或者室内环境中,卫星导航系统基本无法使用。SKYLAB弱信号惯性组合导航模块提供实时高精度的车辆定位、测速和测姿信息,在GNSS系统的信号精度降低甚至丢失卫星信号时,不借助里程计信息,利用纯惯性导航技术,也可在较长时间内单独对汽车载体进行高精度定位、测速和测姿,解决弱信号环境下车辆定位漂移或无法接收卫星信号的问题。
米级L1+L5双频GNSS定位模块:单频定位模块的定位精度为2-3米,不能够满足1米左右的车载导航定位精度需求。L1+L5双频定位模块SKG122S/SKG122Y是SKYLAB新推出的工业级标准、高性能双频定位导航模块,能同时跟踪卫星数达40颗,支持多系统联合定位和单系统独立定位,两款模块均支持天线检测,其强抗干扰性,抗多径效应的特性使定位更快,精度更高,产品性能更可靠。其中SKG122S支持GPS(L1+L5)+BDS(B1I+B2A)+GLONASS(L1)+QZSS(L1+L5)+GALILEO(E1+E5)频段,支持北斗三号卫星定位;支持A-GPS,同时跟踪卫星数量高达40颗,且支持单北斗三代(上电默认进入北斗三代,不搜索北斗二代卫星,有效缩短搜星时长),具有强抗干扰性和抗多径效应,双频多模的模块特性使SKG122S定位更快,精度更高,产品性能更可靠。双频定位模块的跟踪灵敏度为-162dBm,捕获灵敏度为-148dBm,1Hz~5Hz的数据更新频率,供电电压为33V,达到-40℃~85℃的工业级温度范围,默认波特率115200bps,最高可设置为460800bps。
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