定位精度從米級到亞米級，也將引發(fā)北斗滲透各行各業(yè)的商業(yè)變革。亞米級的定位，意味著(zhù)認不清路的導航儀，能清晰分辨車(chē)道；意味著(zhù)亂停亂放的共享單車(chē)，放進(jìn)“電子圍欄”已有技術(shù)基礎；意味著(zhù)無(wú)人機編隊表演，不會(huì )因定位誤差相撞。
這個(gè)時(shí)代，人們對生活的品質(zhì)有著(zhù)越來(lái)越高的追求?？萍嫉倪M(jìn)步，帶給城市中的人們更多美好體驗。移動(dòng)支付、共享單車(chē)、無(wú)人機送貨，大數據驅動(dòng)的新經(jīng)濟形態(tài)，正融入城市的日常生活，人們的生活變得越來(lái)越“智慧”。
近年來(lái)，中國至少有400座城市提出建設智慧城市的愿景。智慧城市賴(lài)以運轉的“能源”是無(wú)處不在的海量數據。絕大部分數據都至少包含兩大坐標——時(shí)間與空間。時(shí)空大數據的需求，考驗著(zhù)超級工程北斗衛星導航系統的實(shí)力。
接下來(lái)的三、四個(gè)月，中國將發(fā)射四顆“北斗三號”衛星，開(kāi)啟北斗衛星導航系統的全球組網(wǎng)時(shí)代。
“北斗三號”將在2018年率先服務(wù)“一帶一路”沿線(xiàn)，2020年完全覆蓋全球。相比5年前完成的“北斗二號”工程，“北斗三號”覆蓋地域更廣，定位精度更高，服務(wù)質(zhì)量更好。太空中的二三十顆導航衛星，將連同數千座地面增強基站，組成全球時(shí)空大數據的“天羅地網(wǎng)”。這張超級網(wǎng)絡(luò )，將形成“城市大腦”的神經(jīng)中樞。
美國花了近20年，讓GPS服務(wù)普及大半個(gè)星球。近些年，北斗系統的服務(wù)已悄然進(jìn)入交通運輸、市政工程、安全監測等民用領(lǐng)域，維系著(zhù)城市生活的運行。
“北斗+智慧城市”的組合，未來(lái)有多大的想象空間？
時(shí)空大數據“組網(wǎng)”
2008年，IBM公司在美國紐約提出“智慧地球”理念，期待人類(lèi)社會(huì )中的萬(wàn)物都整合接入互聯(lián)網(wǎng)，使得人類(lèi)精細、動(dòng)態(tài)地管理生產(chǎn)生活。這一過(guò)程就如同管理計算機中的數據。這一理念隨后衍生出全球范圍的智慧城市建設熱潮。2013年至今，中國政府先后批復三批次國家智慧城市，加上地方各級的規劃，中國至少有400座城市提出智慧城市的規劃和愿景。
中國工程院院士楊元喜的理解是，智慧城市，就是基于統一的時(shí)空基準，將傳感器裝備到城市生活的各種物體上，通過(guò)超級計算機和云計算進(jìn)行實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)整合。
中國有大規模推動(dòng)智慧城市建設的理由。隨著(zhù)經(jīng)濟進(jìn)入新常態(tài)，中國一方面需要提升城市的運作效率，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)尤其是第三產(chǎn)業(yè)的轉型換擋；另一方面則需要提供更多的新業(yè)務(wù)、新服務(wù)，以滿(mǎn)足中產(chǎn)階層的消費升級需求。近些年表現可圈可點(diǎn)的大數據、云計算等新興產(chǎn)業(yè)，恰好提供“智慧”的技術(shù)支撐；而2012年覆蓋亞太地區的北斗系統，則負責供應“智慧”的數據原料。
兩院院士李德仁的公式簡(jiǎn)單明了：智慧城市=時(shí)空信息+大數據+云計算。這也就是說(shuō)，北斗與大數據、云計算技術(shù)的搭配，將能發(fā)生美妙的化學(xué)反應。
羅進(jìn)是這種化學(xué)反應的操作者之一。身為北京北控京奧建設有限公司總經(jīng)理，他實(shí)現的是建設“智慧場(chǎng)館”的小目標。公司名稱(chēng)中的“京奧”，表明他們是北京2020年冬奧會(huì )場(chǎng)館的運作方。
“智慧”的起點(diǎn)，是搭建云端的“數字場(chǎng)館”。依托國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)提出的時(shí)空坐標信息，工程師們將賽事區的地面設施及地下管線(xiàn)在計算機上“還原”出來(lái)，建立賽事地區的地理信息系統(GIS)和建筑信息模型(BIM)。“數字場(chǎng)館”和建成的物理場(chǎng)館將一一對應，處在物理場(chǎng)館中的人和物，都可以轉化為“數字場(chǎng)館”中的坐標和參數。冬奧會(huì )召開(kāi)后，觀(guān)眾與車(chē)輛都能夠通過(guò)移動(dòng)終端將實(shí)時(shí)的時(shí)空坐標信息上傳至云端；而裝備北斗導航芯片的智能燈桿，同時(shí)能捕捉監測附近車(chē)輛、人流信息，從而豐富云端數據，使其接近現實(shí)。
這是智慧城市得以運作的關(guān)鍵——將城市內一切人和物轉化為數據，組成神經(jīng)系統般精細的網(wǎng)絡(luò )，并將其運作納入智能的計算機控制系統之中。有了豐富的數據，計算機的云計算技術(shù)能更精準維系場(chǎng)館和賽事的運行。
9月17日，羅進(jìn)告訴記者，“智慧場(chǎng)館”能滿(mǎn)足精準導航、人員管理、物品管理等需求。比如，結合北斗室內外一體化精準定位，為觀(guān)眾、體育愛(ài)好者提供根據座位區域就近的停車(chē)位、坐席、公共服務(wù)設施、商戶(hù)、應急設施及通道等的智慧導航和引導；通過(guò)室內外精準定位及電子圍欄的劃定，在場(chǎng)地及場(chǎng)館區域周邊對觀(guān)眾及工作人員進(jìn)行活動(dòng)范圍的安全防護，在超出安全活動(dòng)區域時(shí)進(jìn)行現場(chǎng)和后臺的警報提醒，避免危險觀(guān)賽行為的發(fā)生。
不僅如此，“智慧場(chǎng)館”還能滿(mǎn)足人們的個(gè)性化需求。比如，根據觀(guān)眾歷史位置和現實(shí)位置，向潛在顧客推送針對性、個(gè)性化的新品導購信息及優(yōu)惠、團購等營(yíng)銷(xiāo)信息。
值得注意的是，冬奧室外雪場(chǎng)多為山地，是滑坡等地質(zhì)災害的潛在威脅區域。通過(guò)北斗精準服務(wù)，結合各種傳感器數據，“智慧場(chǎng)館”可實(shí)現毫米級山體、建筑結構安全監測。
這樣的嘗試很有必要。冬奧場(chǎng)館既是體育賽事舉辦的場(chǎng)所，又涵蓋著(zhù)城市生活的方方面面，可視為略縮版的“城市”。“智慧冬奧”的背后，是中國智慧城市建設的綜合測評。
值得注意的是，“智慧場(chǎng)館”描述的北斗應用案例，已在中國的現實(shí)中發(fā)生。“智慧場(chǎng)館”依托的國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)，截至目前已經(jīng)進(jìn)入全國400多座城市，廣泛應用在城市燃氣、城鎮供熱、電力電網(wǎng)、供水排水、智能交通、智能養老等領(lǐng)域。統計數據顯示，2006年，中國衛星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為126億元，這一數據在2016年達到2118億元，較2015年增長(cháng)約22.06%。其中，北斗對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻率已達到70%，表現可圈可點(diǎn)。
歐洲伽利略管理局于今年5月發(fā)布的《衛星導航市場(chǎng)報告2017》認為，物聯(lián)網(wǎng)或智慧城市等新興技術(shù)范式，將已經(jīng)形成的衛星導航細分市場(chǎng)聯(lián)系在一起，創(chuàng )造了混合和交叉應用的機會(huì )窗口，將產(chǎn)生新的用戶(hù)需求和要求。
亞米級精度引發(fā)新業(yè)態(tài)
美國的GPS經(jīng)歷近20年的市場(chǎng)歷練，才俘獲中國消費者的心。時(shí)至今日，GPS的定位導航服務(wù)已能對付大部分的城市生活場(chǎng)景。但是，當您的愛(ài)車(chē)進(jìn)入高樓林立的廣州天河CBD，或者經(jīng)過(guò)北京西直門(mén)復雜的立交橋，GPS的定位精度將大打折扣。“GPS信號弱”、“您已偏航”、“請行駛到開(kāi)闊地帶”等提示音，往往在這時(shí)從地圖軟件中冒出來(lái)。在城市日常生活中，這樣的尷尬場(chǎng)景時(shí)常出現。
要讓城市生活更美好，就要提高定位的精度，告別“定位失準”。這是北斗系統的拿手好戲。2016年，隨著(zhù)兩顆在軌備份衛星的發(fā)射，北斗系統的民用定位精度從小于10米縮小到小于8米。
“北斗三號”在設計之初，就將目標放在比肩尚未發(fā)射的第三代GPS導航衛星以及伽利略導航系統的設計指標上，定位精度大幅提升。“北斗三號”衛星可以利用星間鏈路，實(shí)現相互間的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動(dòng)“保持隊形”。全球組網(wǎng)后，北斗系統的定位精度將優(yōu)化至2米甚至1米之內。
這還僅僅是天上北斗衛星們(目前在軌運行15顆)的功勞。加上地面基站、參考站的幫助，北斗衛星能夠有效實(shí)現分米級乃至毫米級的定位精度。衛星信號在傳輸過(guò)程中天然會(huì )有不同程度的時(shí)延和誤差，通過(guò)設立地面增強基站能消除部分誤差，從而實(shí)現高精度。
近些年，超過(guò)20顆北斗衛星送往太空，超過(guò)2000座地面參考站進(jìn)入全國許多城市。以首都北京為例，全市已完成22個(gè)北斗衛星定位服務(wù)參考站(CORS)的建設，建成的北斗CORS系統將提供覆蓋全國的米級定位增強服務(wù)和覆蓋北京區域的厘米級高精度增強服務(wù)。
就像位置服務(wù)從無(wú)到有引發(fā)變革一樣，定位精度從米級到亞米級，北斗滲透各行各業(yè)將引發(fā)商業(yè)變革。亞米級的定位，意味著(zhù)認不清路的導航儀，能清晰分辨車(chē)道；意味著(zhù)亂停亂放的共享單車(chē)，放進(jìn)“電子圍欄”已有技術(shù)基礎；意味著(zhù)無(wú)人機編隊表演，不會(huì )因定位誤差相撞。
改善原有的新業(yè)態(tài)體驗的同時(shí)，高精度同時(shí)催生不少新增市場(chǎng)。燃氣管道檢修、電力維護、山體安全監測等守護城市安全的場(chǎng)景，都有賴(lài)于北斗高精度定位的實(shí)現。
第一次見(jiàn)識到北斗高精度的威力，深圳市燃氣集團經(jīng)理張林有些驚訝。地底下密布的各類(lèi)市政管道，就像每座城市的毛細血管一般，要維護起來(lái)并不容易。燃氣管道太細，以往的衛星導航系統根本分辨不清。
“以往工人師傅們出去檢修，看哪里漏氣僅憑經(jīng)驗。遇到漏氣的位置還要守到維修人員過(guò)來(lái)才能走，一旦走開(kāi)又就難找到漏氣的準確位置。”張林在9月17日對記者說(shuō)，“現在依靠數據分析可以很快分析出漏氣位置，傳完位置后就可以檢修了。”
相類(lèi)似的案例還出現在電力檢修上。據國家電網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團副總工程師李朝陽(yáng)介紹，國家電網(wǎng)正在使用電力專(zhuān)用地基增強技術(shù)，修正衛星參數，提高定位精度；同時(shí)，北斗系統獨有的“短報文”功能，能讓國家電網(wǎng)監測點(diǎn)即時(shí)傳輸監測數據，而并不擔心偏遠山區通信不暢，從而保障城市的能源安全。
9月26日，湖北省智慧城市時(shí)空信息工程中心主任華中雄提到，伴隨我國北斗技術(shù)的迅猛發(fā)展，北斗高精度應用的成本，正在迅速降低。2016年之前，厘米級地基差分定位的終端，年服務(wù)費用在8000-9000元；這一數據在2017年已調低到3000-4000元。這將會(huì )大幅度推動(dòng)北斗在各行各業(yè)的深入滲透。
不過(guò)，山東大學(xué)信息科技與工程學(xué)院邢劍平也告誡企業(yè)，不能只把眼光盯在芯片研制上，也不能就北斗搞北斗。真正從產(chǎn)業(yè)的應用來(lái)講，還需要溫度、濕度、視頻和其它信息，芯片的高精度算法要落到具體應用領(lǐng)域，北斗技術(shù)必須和物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能感知產(chǎn)業(yè)緊密結合，才能降低風(fēng)險。
“標配”全球市場(chǎng)
IBM提出的“智慧地球”，并不局限于一國一域。中國的“北斗+智慧城市”，能復制推廣到海外國家，從而真正構建“智慧地球”嗎？要實(shí)現這一構想，首先要實(shí)現北斗標準的國際化——就像不同國家和地區的插座接口各不相同一樣，北斗產(chǎn)品要實(shí)現“標配”全球市場(chǎng)，就必須有與全球市場(chǎng)聯(lián)動(dòng)的“轉換頭”。
9月5日，中國發(fā)布《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件公開(kāi)服務(wù)信號B1C、B2a(測試版)》。在此之前，中國先后發(fā)布《北斗系統公開(kāi)多功能規范(1.0版)》和《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件(2.0版)》，后者包括北斗系統第二個(gè)民用信號B2I.(B1C、B2a、B2I均代表一段頻率編碼)這一次，B1C和B2a服務(wù)信號對應的兩個(gè)頻點(diǎn)，同時(shí)也是GPS、格洛納斯、伽利略星座等全球衛星導航系統民用互操作中心頻率。依據公開(kāi)的信號接口控制數據，國內外企業(yè)能夠開(kāi)發(fā)兼容北斗和GPS、格洛納斯等其它衛星導航系統信號的高精度接收機。
事實(shí)上，當人們談?wù)摫倍犯呔葢脮r(shí)，談?wù)摰牟⒉皇潜倍废到y實(shí)現的高精度。在天地互聯(lián)組網(wǎng)的同時(shí)，北斗系統還選擇探索和GPS、格洛納斯系統的兼容互操作，以共建、共享的姿態(tài)來(lái)實(shí)現更高精度。這既是北斗系統對GPS、格洛納斯進(jìn)入中國市場(chǎng)的回應，也是北斗系統“走出去”的重要策略。
類(lèi)似的國際合作案例已有不少。從8月初開(kāi)始，中國和俄羅斯專(zhuān)家進(jìn)行了兩國導航衛星的聯(lián)合在軌試驗，用兩周時(shí)間研究評估北斗和格洛納斯系統沿“絲綢之路經(jīng)濟帶”的導航條件，測試的便是兼容、互操作。
業(yè)內人士告訴記者，中俄的聯(lián)合試驗非常成功，沿西北的古代絲綢之路出發(fā)，北斗、格洛納斯兼容終端的定位精度穩定在1-2米，質(zhì)量非常高。
這份搶在“北斗三號”啟動(dòng)前公開(kāi)的文件，意義重大。中國衛星導航協(xié)會(huì )首席專(zhuān)家曹沖的理解是，這份新文件的發(fā)布，是“北斗系統真正邁向全球化的重大步驟”。
在曹沖看來(lái)，中國擁有世界上最大的消費市場(chǎng)，目前全球智能手機和導航定位芯片廠(chǎng)商均把北斗功能設置為其產(chǎn)品的必配功能。只有推動(dòng)北斗與其它衛星導航系統的兼容、互操作，才能吸引更多的廠(chǎng)家將北斗功能作為產(chǎn)品的標準配置，從而推動(dòng)中國的北斗產(chǎn)品走向全球。
據曹沖測算，北斗兼容互操作標配化全面推進(jìn)，將在2020年實(shí)現近100%國內市場(chǎng)覆蓋率，包含北斗功能的智能移動(dòng)終端銷(xiāo)量接近5億臺，社會(huì )持有量達到近14億臺，中國導航定位市場(chǎng)成為世界第一大用戶(hù)群體，產(chǎn)值達到4000億元，占有全球20%左右的份額。
華中雄表示，此番新文件的發(fā)布，將推動(dòng)北斗民用領(lǐng)域的開(kāi)放，吸引更多企業(yè)、人才尤其海外的企業(yè)、人才進(jìn)入北斗應用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，從而擴大行業(yè)規模。
“國外企業(yè)對北斗高精度服務(wù)有著(zhù)迫切的需求。”華中雄告訴21世紀經(jīng)濟報道記者。他同時(shí)從事智慧城市企業(yè)運營(yíng)，兩三年前到伊朗考察。當地企業(yè)對北斗頗有興趣，已聯(lián)合他的企業(yè)組建了伊朗的北斗高科技產(chǎn)業(yè)園區。
這樣開(kāi)放的姿態(tài)，事實(shí)上也是GPS系統當年進(jìn)入中國市場(chǎng)采取的策略。在GPS、格洛納斯等群雄環(huán)伺中，北斗系統的開(kāi)放意味著(zhù)將“中國標準”對接先進(jìn)的“國際標準”。
不過(guò)，真正對接“國際標準”并不像國內那般容易，國外的政策環(huán)境、文化環(huán)境都和國內優(yōu)勢差異。例如高精度地面參考站建設的問(wèn)題。
“有的土地是私有的，有的政府出于安全保密的考慮，海外地面參考站建設就會(huì )遭受一些障礙，這些都需要慢慢博弈解決。”華中雄說(shuō)。
依托認證好的國際標準，中國的摩托車(chē)企業(yè)準備在2018年年底前裝標配北斗芯片，出口海外市場(chǎng)，預計年出口超過(guò)1000萬(wàn)臺。
轉自：21世紀經(jīng)濟報道
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