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北斗,就在你我身邊(一線調研)

發布時間:2023-08-08 14:14

北斗,自古以來一直專指北方蒼穹中定四時勘方向的七顆明星。今日,當我們提起北斗,它更是一組閃耀太空的中國衛星。

  3年前,隨著北斗三號最后一顆全球組網衛星順利進入預定軌道,北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。2020年7月31日,習近平總書記宣布北斗三號全球衛星導航系統正式開通。北斗系統進入全球化發展新階段。

  從北斗一號到北斗三號,從覆蓋亞太到服務全球,作為重要的新型基礎設施,北斗系統深度賦能各行各業,成為經濟社會發展的時空基石。2022年,我國衛星導航與位置服務產業總體產值超過5000億元,產生顯著經濟效益。

  北斗遠在天邊,應用近在身邊。如今,北斗在國內導航地圖領域已實現主用地位,北斗定位服務日均使用量超過3600億次。此時此刻,距離地球表面不同高度、不同角度的軌道上,北斗衛星正在不停運轉,隨時為全球200多個國家和地區的用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航與授時服務。

  今天,我們就一起走進北斗的世界,感知這一系統如何服務經濟社會發展,又將怎樣更好滿足群眾美好生活需要。

  ——編 者

  坐標:北京海淀 應用:自動駕駛

  “聰明的車行駛在智慧的路”

  北京海淀區的中關村軟件園,不時能看到搭載激光雷達、毫米波雷達和攝像頭的自動駕駛出租車在街道上行駛。打開叫車軟件“蘿卜快跑”,輸入目的地,稍候片刻,一輛自動駕駛出租車來到身邊。

  在車門旁的觸控屏幕上輸入手機號后4位、完成身份驗證后,車門解鎖。在后排落座,點擊屏幕上的“開始行程”,車輛平穩起步。行駛過程中,眼前的顯示屏實時顯示車輛及周邊路況的三維建模畫面,一條淡藍色的“水波”提示接下來的行駛路線。經過紅綠燈、人行道或掉頭轉彎處時,方向盤自動打轉;遇到狹窄路段、會車等復雜場景時,車輛及時反應,保障安全。

  近年來,自動駕駛技術及產業發展加快,簡單友好的用戶體驗,背后是感知、決策、規劃、控制等多個系統,源自人工智能、5G通信、激光雷達、高精地圖等多項技術的支撐。其中,北斗系統提供的高精度、高可靠的衛星導航定位服務,是不可或缺的基礎能力。

  “北斗衛星導航定位服務結合慣性導航技術,可提升離線高精度地圖的制圖效率和精度;北斗衛星導航定位服務和激光雷達定位、視覺定位等融合,形成覆蓋多場景的安全定位?!卑俣戎悄荞{駛事業群首席品牌官王翀說。

  “自動駕駛意味著,聰明的車行駛在智慧的路?!敝袊こ淘涸菏?、國家衛星定位系統工程技術研究中心主任劉經南表示,“對于‘聰明的車’來說,響應速度要達到微、納秒級。一輛汽車如果以100千米的時速行進,1毫秒時間內汽車已向前移動了近3厘米,就可能存在安全風險。北斗目前已經可以實現厘米級定位、納秒級授時,能夠滿足自動駕駛時空位置的控制需求。對于‘智慧的路’而言,基于北斗的高精地圖是行車環境信息的‘基底’,能反映出地圖目標在現實世界中的準確位置,還包含更豐富的道路交通信息,實現路徑規劃和導航。甚至在車輛傳感器失靈的情況下,高精地圖還能根據路況數據主動對車輛運行實現變道減速的控制?!?/p>

  北斗系統對車載終端、路側設備、云端平臺的全面支持,讓自動駕駛車輛“耳聰目明”,更加智慧高效?!败嚺鋫鞲衅饔^察到的環境變化可能是一個實時的變化,與高精地圖匹配后,將捕捉到的變化通過路邊車聯網通信節點及時上傳到‘云端’,驗證確認后,再將這些信息匯總于‘云’上,主動推送給需要的用戶,真正實現車、路、人之間的高度協同?!眲⒔浤险f。

  北斗系統提供的創新驅動力,讓自動駕駛這一新生事物跑出了“加速度”:百度旗下的自動駕駛出行服務平臺“蘿卜快跑”測試總里程超過6000萬公里,訂單量已超200萬;和芯星通自主研發基帶芯片,與微機電慣導的深度融合可優化在樓群、隧道和高架橋等復雜環境下定位的連續性和可靠性……

  “北斗與5G、物聯網、人工智能等新興技術融合發展,不僅打開了自動駕駛領域巨大的市場空間,也在智慧交通領域不斷拓展多樣化的應用場景?!敝袊l星導航定位協會會長于賢成說,目前北斗高精度智能駕駛系統已形成規?;瘧冒l展態勢,基于高精度北斗的車道級導航功能已在8個城市成功試點,并逐步向全國普及。

  坐標:浙江舟山 應用:海洋漁業

  “漁船出入都能服務保障”

  浙江舟山市沈家門漁港,數千艘漁船排列整齊、桅檣林立。眼下,除釣具漁船、特許漁船可以正常外出生產,余下的1500多艘漁船在港伏休。

  “以前出海遇到險情,那真是兩眼一抹黑?!?8歲的船主楊岳靖,帶著記者走進駕駛艙,應用了內置北斗的天通船載衛星電話、船載衛星寬帶通信設備等裝置一應俱全。指著船上橙黃色的北斗船舶示位儀,楊岳靖贊不絕口:“有了它,出海的漁船不僅能夠精準報位,信號丟失或者發生險情時還會發送報警信息。不光能定位,咱們在海上還能收聽天氣預報和預警通知?!苯柚倍?、天通的短信及電話功能和寬帶設備的應用,現在可以將實時漁獲情況發送給漁商,漁運船便能迅速準確駛向捕魚船所在位置,第一時間拉到新鮮的漁獲。銷售節點前移,保證了鮮度,才能賣出好價錢。

  硬件設備之外,基于位置信息高速運轉的漁船精密智控系統同樣大顯身手。

  舟山市海洋與漁業局信息中心值班室內,中心主任孫平華像往常一樣注視著大屏幕。屏幕上實時顯示著裝有北斗導航定位終端的各艘漁船信息?;趯ξ恢眯畔⒌姆治鲱A判,142.8海里外的一艘漁船與航路上的一艘商船有碰撞風險,語音電話隨即撥出:大輪航線,注意安全。隨即收到漁船回復:“謝謝,我會注意觀察?!?/p>

  孫平華介紹,舟山市運用電子圍欄劃定事故多發區,有漁船駛入電子圍欄劃定區域,系統就會觸發預警信號?!皾O船出入都能服務保障。到了休漁季,漁船有移動并超出一定速度后,系統平臺會對相應船只發出預警?!?/p>

  在舟山,除了服務管理,北斗還孕育出諸多產業。

  嵊泗縣枸杞島的貽貝養殖基地,上萬畝的養殖水域用上了基于北斗研發上線的數字化養殖管理平臺。管理平臺研發者、浙江同博科技發展有限公司負責人孫海說,通過安裝定位設備,建立海上電子圍欄,因為水域劃分不明導致的貽貝養殖糾紛大大減少;北斗海洋檢測浮標可以提供實時精準的水溫、鹽度、溶解氧、pH值、濁度等參數,幫助養殖戶更好地了解水質狀況和環境變化。

  同博公司,是一家深耕北斗產業及海洋大數據服務領域的浙江省專精特新企業。公司研發的北斗船舶示位儀,已經覆蓋了舟山當地八成以上的漁船。新近開發的帶有北斗定位裝置的救生衣,能夠在人員落水時,自動感知并不間斷報送位置信息。

  從天通船載衛星電話到北斗人員求救定位系統,再到北斗通信一體機、船載衛星天線……在舟山,基于北斗系統的產業觸角正延伸到海洋漁業的方方面面,保護漁民生命和財產安全,實現海洋漁業的可持續發展。

  坐標:廣東佛山 應用:智慧能源

  “構建起巡檢的精準三維坐標系”

  廣東佛山市獅山鎮三環西路,一架搭載可見光和紅外測溫儀的無人機,沿著既定的鐵塔航線,完成了對輸電設備多個關鍵零器件的拍照、測溫。

  “這次規劃時間6分28秒,我們利用遙控器終端,通過賬號訪問北斗高精度定位主站系統,選擇自動飛行作業航線,就可以完成對這幾座基塔的精細化巡視?!蹦戏诫娋W廣東佛山供電局機巡作業班班長黃豐說,北斗厘米級的高精度定位,可以準確告知無人機位置。

  “依托北斗系統,構建起巡檢的精準三維坐標系,通過這個空間模型規劃航線、航點,無人機巡檢時,不會因為誤差撞上線路、變電站等?!奔夹g人員曾懿輝在一旁解釋。

  “絕緣子是否發熱、螺絲是否松動等,這些部位最容易發生故障,以前只能憑借肉眼和手持紅外測溫儀來判斷?!被叵肫?0年前,黃豐和輸電班要靠人工攀爬完成對輸電線路的驗收、故障巡查,“當高度超過40米時,能感覺到鐵塔一直在搖晃,一座基塔巡下來,全身都濕透了?!爆F在用無人機巡檢,拍照傳至后臺,通過點云技術開展精準分析,生成的報告會及時反饋,提醒相關部門處理隱患。

  通過無人機搭載激光雷達、紅外測溫儀、夜視攝像頭等,輸電線路的巡視工作大部分轉為機器作業。據統計,截至2022年底,南方電網公司無人機自主巡檢里程累計超100萬公里,自主巡檢采集的照片超過8000萬張。

  “我們從2018年開始建設由北斗基準站、通信網絡、數據處理系統組成的北斗地基增強系統,最終實現定位達到厘米級?!蹦戏诫娋W廣東電網電力科學研究院北斗技術負責人鄂盛龍說,這個過程中也遇到了不少難題,“比如受太陽活動周期影響,我們處于南方低緯度地區,電離層相對更活躍,定位效果受到影響。為此,我們先后走訪了武漢大學測繪學院和廣東省國土資源測繪院,一并與行內設備及定位服務廠家進行了多次技術交流?!?/p>

  “一開始,大家不習慣使用這個系統,后來隨著算法的提升、技術的更迭,越來越得心應手。接下來,我們還將持續開展定位算法優化和基準站加密等工作,不斷提升北斗定位可靠性?!倍跏堈f。

  目前,南方電網基于617座北斗定位基準站組成的高精度服務網,在無人機自主巡檢、輸電桿塔地災監測、現場搶修應急通信等16個領域培育北斗應用場景,累計推動12萬余套國產化北斗終端應用,支撐輸電線路無人機自主巡檢、主干電網調度領域北斗授時基本全覆蓋,提升應急情況下信息傳輸和人員定位、車輛安全智能高效管理等能力,解決無公網或公網信號不穩定區域的電力信息傳輸問題,全面支撐電網數字化轉型。

  坐標:四川綿陽 應用:預警監測

  “有了天上‘星星’站崗,踏實多了”

  “隱患點監測到存在變形、位移風險,請立即到現場巡查、核實?!贝巴庖股珴u濃,地質災害監測員廖德華的手機被預警短信點亮,他迅速出了門。

  廖德華是四川綿陽市黃土鎮蓮花村村民,村子地處淺丘,常年被地質災害困擾。他2011年搬進村,屋子前不遠處的空曠平地在滑坡中塌陷了近8米,現在已變成斜坡。

  為了保護鄉親們的安全,老廖擔任了地質災害監測員?!霸谂嘤栔袑W習過防災知識,監測災情時心里還是忐忑?!甭穆?年多,他的經驗是多走多看,地面的情況必須一趟趟巡邏看個仔細。

  2021年,當地自然資源部門為蓮花村進行了滑坡治理,一批應用北斗衛星導航系統的地災監測設備進場?!盎轮骰较虿贾昧藘蓚€監測站,借助北斗系統實時采集數據,對地質災害表面的形變位移進行監測?!毙凶咴陔[患區域,四川九洲北斗導航與位置服務有限公司工程師辜旋介紹,雨量計、裂縫計等設備安置到位,這些前端傳感器能感知毫米級的微小變化,并與北斗系統相連,將數據傳輸至安全監測預警平臺。

  “有了天上‘星星’站崗,踏實多了?!边@兩年老廖的監測擔子輕了不少,只需關注預警短信,按指示及時巡查。工程師每月對監測設備進行巡檢,及時校準,力求將數據誤差降到最小。

  走進綿陽市自然資源和規劃局指揮大廳,四川省地質災害專業監測預警平臺正在運行。三維+VR全景地圖上標注著密密麻麻的災害隱患點,危害體傾角變化、降水量等數據實時傳回,在平臺接受分析,成為下達指令的依據。

  2018年以來,綿陽市自然資源和規劃局引入北斗系統助力防災減災,已累計建設地質災害群專結合監測點1000余個?!拔覀兛梢灾庇^看到每個點位的實時環境信息,一旦相關數據達到閾值,平臺就會做出藍黃橙紅4個級別的預警?!本d陽市自然資源和規劃局地質災害防治科科長劉宏揚介紹。

  預警發出后,基層監測員會立即前往現場反饋情況,再由自然資源部門專業人員分析決定解除警報或處置災情。翻閱平臺的處置記錄,記者看到,去年平武縣溪壩村滑坡隱患點出現裂縫,預警從藍到紅,裂縫周邊的地質數據、走勢和現場圖片均在監控中,滑坡發生前周圍住戶就已撤離。

  “監測精度大大提高,監測人員無法到達的山頂、斷崖不再是死角,全天候監測也成功實現?!眲⒑険P說。

  星斗織成安全網。橋梁的傾斜、應變、震動以及過往車輛荷載;隧道的變形、結構受力、地質環境動態,借助北斗系統均能實現全面監測?!霸诖嘶A上,我們還將引入數字孿生、雷視融合等技術,對重點監測區域進行虛擬建模,借助歷史數據、實時數據和算法模型實現分析預測,進一步提升災害預警監測能力?!彼拇ň胖薇倍穼Ш脚c位置服務有限公司工程部部長鄧健說。

  據統計,截至2022年6月,“北斗+安全智能監測預警云平臺”已在20個省份的水利、應急等領域布設監測點8000多個。

來源:人民日報

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