RTK全面步入無基站輕松測繪時代,“一臺設備,一個賬號”坐享全國厘米級精度
從2014年至今,北斗地基增強系統(tǒng)已在全國部署了1000余個基站,連成的全國一張網(wǎng),已經(jīng)能為行業(yè)及普通客戶提供高精度定位服務。這是從獨立“建電站”,發(fā)展到“組建電網(wǎng)”提供的公共服務。
這是全球最大規(guī)模的地基增強系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更準的位置服務,并且還是全國產(chǎn)的設備。
所謂地基增強系統(tǒng),是指通過在地面上建立基站,提供差分修正信號,從而提高衛(wèi)星導航精度。因技術門檻較高,這套系統(tǒng)一般應用于測繪、國防等專業(yè)領域。
2014年初,中國兵器工業(yè)與阿里巴巴雙方開始洽談合作。中國兵器工業(yè)集團能建基站,有相關的技術實力,而阿里巴巴能提供云計算技術和更多使用場景的挖掘。
一年多后,兩集團各占50%股份。公開資料顯示,定位服務核心理念是“互聯(lián)網(wǎng)+位置(北斗)”,構建位置服務云平臺,滿足國家、行業(yè)、大眾市場對精準位置服務的需求。
北斗地基增強系統(tǒng)經(jīng)過一年的發(fā)展,目前已部署了覆蓋全國的米級服務和17個省的厘米級服務,建成1000余個基站,到年底會建成1200個衛(wèi)星導航參考站,是全球最大規(guī)模的分布式地基增強系統(tǒng)。
北斗地基增強系統(tǒng)的發(fā)展,在其規(guī)劃里,此服務終將對外提供千萬級客戶同時在線的服務能力,成為最大地基增強系統(tǒng)運營商,而此前其他服務商僅能做到200個基站規(guī)模,并發(fā)服務能力更是少于1萬。
“建電站”和“建電網(wǎng)”
基站將收集的數(shù)據(jù)全部傳回基于云計算的國家北斗數(shù)據(jù)中心。在混合云架構下,機密數(shù)據(jù)在專有云內(nèi)完成,云端的大規(guī)模數(shù)據(jù)的計算則通過MaxCompute完成,定位數(shù)據(jù)的播發(fā)則在公共云上進行。
每個基站每秒實時傳回大量數(shù)據(jù),對系統(tǒng)的并發(fā)要求也非常高。
傳統(tǒng)的IT基礎設施投入太多,周期也太長,對于新公司有限的預算來說是個很大的負擔。因此他把所有系統(tǒng)都布局在云端,沒有買一臺服務器,專心做自己擅長的業(yè)務。
比如算法開發(fā)。北斗地基增強系統(tǒng)的算法團隊有40人左右,算得上“中國最大的算法團隊”。因為有大數(shù)據(jù),因此工程師利用大數(shù)據(jù)的方法尋找規(guī)律,并根據(jù)規(guī)律總結(jié)出相關模式和機制,從而優(yōu)化算法和系統(tǒng),“這在技術上也是全新的嘗試?!?/p>
建設這樣一個分布式地基增強系統(tǒng),能滿足用戶基于實時精準位置的多種應用需求。實現(xiàn)了“建電網(wǎng)”的公共服務。
以往的精準定位技術,都是測繪專業(yè)人士在用,相當于要自己建電站自己發(fā)電。北斗地基增強系統(tǒng)屬分布式系統(tǒng),最重要的是把‘電站’連接起來變成電網(wǎng),做成‘電網(wǎng)運營系統(tǒng)’,那么就可以把專業(yè)技術變成公共服務,讓更多人像用電那樣使用精準定位,而不需要自建電站了,為了吸引更多合作伙伴,團隊領導陳金培做了兩種模式。一種是在終端廠商的設備里嵌入高精度定位服務,用戶可以自行選擇是否付費享受服務;另一種是硬件設備廠商獲得一定折扣,統(tǒng)一打開高精度定位服務。
目前,環(huán)球測繪已成為此服務核心分銷商,從服務開通到技術支持,因為專業(yè)、才更全面;“輕松測繪”,不再是一句口號!
國家使命
在布局了1000余個地面基站形成全國一張網(wǎng)后,北斗地基增強系統(tǒng)擁有了更優(yōu)秀的精準定位能力。
手機首次接入移動互聯(lián)網(wǎng)后,通過最近的一個地面通信基站把位置上報給平臺,就可以迅速找到該位置能接收的衛(wèi)星信號,將定位時間由30秒到1分鐘縮短至3~5秒,獲得更快的定位時間。
同時,利用北斗導航系統(tǒng)與龐大的全國地基增強系統(tǒng),能做到厘米級的高精度定位。
目前大眾使用的美國GPS導航定位精度是5~10米級的,而兼容北斗/GPS雙模的大眾導航終端定位精度大部分也在3~5米左右,而把這一指標提高到厘米級,并不容易。
更重要的是,這個分布式地基增強系統(tǒng),還肩負著國家使命。在以往的基站建設中,95%以上的設備都是進口的,而這次的基站建設,使用的全部都是國產(chǎn)設備。
“國產(chǎn)設備在數(shù)據(jù)質(zhì)量和傳輸穩(wěn)定性等方面稍有不足。但通過系統(tǒng)設計,讓所有基站都可以在線進行系統(tǒng)升級,同時配合算法和大數(shù)據(jù)修正不斷彌補這些不足。
事實上,導航市場多年被美國GPS占領。為搭建一個中國的平臺,北斗地基增強系統(tǒng)開發(fā)出FindNow,不但支持常用的A-GPS / A-GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng),而且還是全球首個支持A-北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的輔助定位系統(tǒng)。有評論稱,這標志著中國人自己的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在基礎應用方面邁出了重要步伐。
實現(xiàn)精準定位包括終端、平臺和應用三要素:終端硬件需要支持高精度位置服務,而平臺則要提供差分改正信號校正位置信息,最后通過應用場景呈現(xiàn)在用戶的手機上。
目前百度、高德都沒有提供高精度平臺的能力,而大部分終端硬件也不支持高精度差分信號。
北斗地基增強系統(tǒng)是重構一個新的基礎設施。目前正在加緊與軟硬件廠商的合作,如高精度手機、車載設備、監(jiān)測場景下的設備以及傳統(tǒng)高精度設備廠商等。
想象空間有多大
實現(xiàn)厘米級的精準定位,蘊藏了大量的創(chuàng)新和顛覆行業(yè)的機會。下面是一個新疆無人機噴灑農(nóng)藥的實際案例。
在新疆,極飛公司已實現(xiàn)無人機自動噴灑農(nóng)藥。之前的處理方式,是用飛控手人為操縱無人機,這就比較容易受到風力、光線、地形等影響,成本高、效率低。而在使用精準定位服務后,能夠避開新疆白天的大風,在凌晨完成農(nóng)藥噴灑。
“高精度定位在精準農(nóng)業(yè)上的應用,已完全超乎我們的想象?!敝袊l(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其告訴《瞭望東方周刊》。據(jù)他介紹,在新疆精準農(nóng)業(yè)區(qū),每畝農(nóng)田大概可以增產(chǎn)100元,基于精準定位的無人自主農(nóng)機車,大大降低了農(nóng)戶的勞動強度。這促進了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。通過云端算法,讓每一臺農(nóng)機設備通過云端連接,實時交互位置信息,并通過傳感器回傳當?shù)氐臏囟?、濕度等?shù)據(jù),實現(xiàn)自動耕地、播種、收獲,精細農(nóng)藥噴灑、作物澆灌。
此外,高精度技術在專業(yè)的危房形變監(jiān)測、智能駕培以及自動駕駛等領域,也有很大的應用空間。
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