● 文 |武漢導(dǎo)航與位置服務(wù)工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司 張一 余峰 趙亮

一張網(wǎng) 一張圖 一顆芯 N個(gè)端
——打造北斗精準(zhǔn)時(shí)空信息云平臺(tái)

● 文 |武漢導(dǎo)航與位置服務(wù)工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司 張一 余峰 趙亮

時(shí)空信息是人們與生俱來(lái)的基本需求，它使人們的生活更加智能。隨著現(xiàn)代信息社會(huì)的快速發(fā)展，社會(huì)公眾對(duì)創(chuàng)新性和綜合性時(shí)空信息服務(wù)的需求日益增強(qiáng)，時(shí)空服務(wù)和北斗衛(wèi)星融合發(fā)展的趨勢(shì)越來(lái)越明朗。過(guò)去幾年間，信息時(shí)代從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代進(jìn)入到了智能化時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)跟大數(shù)據(jù)的關(guān)系也越來(lái)越密切，這為衛(wèi)星導(dǎo)航提供了時(shí)空參量，也成為信息服務(wù)的基本內(nèi)容。在過(guò)去十幾年間，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從有到優(yōu)、從區(qū)域到全球拓展的跨越式發(fā)展。“十三五”期間，國(guó)家提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”規(guī)劃。

時(shí)空信息服務(wù)就是互聯(lián)網(wǎng)+北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的升級(jí)版，從最初的多源感知、普適傳輸、智能服務(wù)，最后達(dá)到無(wú)時(shí)不在、無(wú)處不在、無(wú)所不在。

作為信息時(shí)代最有活力的技術(shù)，國(guó)家“十三五”規(guī)劃提出，衛(wèi)星導(dǎo)航要突破重點(diǎn)跨越，要堅(jiān)持天基地基、室內(nèi)室外、云端終端、導(dǎo)航通信四大領(lǐng)域融合發(fā)展，打造北斗系統(tǒng)升級(jí)跨越、全面貫通感知傳輸?shù)谋倍贩?wù)鏈。構(gòu)建北斗精準(zhǔn)時(shí)空信息云平臺(tái)，主要需要從四個(gè)方面推進(jìn)，即“一張網(wǎng) 一張圖 一顆芯 N個(gè)端”，從北斗芯、位置云和應(yīng)用端入手，也要注意在構(gòu)建過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)制定的重要作用。其技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 構(gòu)建北斗精確時(shí)空四大支柱

一、夯實(shí)基礎(chǔ)，推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)及技術(shù)的改進(jìn)，構(gòu)建一張網(wǎng)

要構(gòu)建北斗精確時(shí)空，首先要有強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)，尤其是位置和時(shí)間信息的精確提供。全球范圍內(nèi)大量布設(shè)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)參考網(wǎng)為精密定位、導(dǎo)航和授時(shí)等應(yīng)用提供了豐富的數(shù)據(jù)資源?；诰钟騾⒖季W(wǎng)，先后發(fā)展了若干側(cè)重實(shí)現(xiàn)雙頻精密定位的技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（NRTK），精密單點(diǎn)定位（PPP）和PPP-RTK等。其中，PPP-RTK融合了NRTK和PPP的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是目前研究的熱點(diǎn)。例如，基于湖北省連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的建設(shè)為打造北斗精準(zhǔn)時(shí)空信息云平臺(tái)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，如圖2所示。

二、打造框架，構(gòu)建時(shí)空信息云平臺(tái)，形成一張圖

構(gòu)建精準(zhǔn)時(shí)空信息云平臺(tái)的框架是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。時(shí)空信息云平臺(tái)是一張高精度、可感知的全息地圖。如圖3所示，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了“四大集成”：一是海量集成地上地下、室內(nèi)室外、靜態(tài)動(dòng)態(tài)、實(shí)景三維、現(xiàn)實(shí)虛擬、歷史實(shí)時(shí)、基礎(chǔ)和專題、圖文表及視頻等多類數(shù)據(jù)，二是綜合集成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等先進(jìn)技術(shù)，三是全面集成“政府、企業(yè)、公眾”等資源，四是快速集成“人才、機(jī)制、管理、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)”的全面優(yōu)勢(shì)。

圖3蘊(yùn)含了四大特性：

圖2 湖北省北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)示范項(xiàng)目示意圖

圖3 北斗精準(zhǔn)時(shí)空信息云平臺(tái)

1）多源數(shù)據(jù)均統(tǒng)一于北斗時(shí)空基準(zhǔn)下，以位置服務(wù)為紐帶，聚合了時(shí)間和空間要素，形成了時(shí)空信息。

2）時(shí)空信息在互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的支撐下，借助傳感器，實(shí)時(shí)接入感知信息，動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)人、地、物或事件的多時(shí)態(tài)、多主題、多層次、多粒度信息，并以人、物為核心，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、分析與挖掘，形成了由多源數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)及傳感器終端共同構(gòu)成的可感知的“一張圖”。

3）這張圖能夠全面融合和應(yīng)用所有專業(yè)部門數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，進(jìn)行時(shí)序關(guān)聯(lián)、空間關(guān)聯(lián)、決策等分析，按需提供服務(wù)，形成天地空一體化數(shù)據(jù)采集下的傳統(tǒng)行業(yè)專題地圖、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合地圖、大數(shù)據(jù)挖掘與推理下的決策知識(shí)型地圖等三種產(chǎn)品。

4）這張圖能夠根據(jù)用戶特定需要，自動(dòng)生成各種地圖，滿足智能應(yīng)用直至智慧應(yīng)用和大數(shù)據(jù)挖掘的需求。

三、基礎(chǔ)投入，積極研制核心芯片，打造一顆芯

北斗芯片是導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈的核心，因此必須加大對(duì)于芯片等基礎(chǔ)元器件的投入，這將會(huì)極大帶動(dòng)高端制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)+等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。武漢夢(mèng)芯科技有限公司推出的啟夢(mèng)TM芯片（見(jiàn)圖4）可用于海洋漁業(yè)、公安、農(nóng)業(yè)等方面，消費(fèi)類導(dǎo)航可用在車載、車道導(dǎo)航、行車記錄儀、無(wú)人機(jī)、平板電腦和手機(jī)上，智能跟蹤可用于兒童老人手機(jī)、智能手表、智能手環(huán)上。啟夢(mèng)芯片是國(guó)內(nèi)首款采用40nm工藝量產(chǎn)的支持BDS/GPS/GLONASS基帶射頻一體化芯片。該芯片擁有數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)，其性能、功耗、工藝、價(jià)格等都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，開(kāi)啟北斗大眾消費(fèi)應(yīng)用新篇章。

圖4 武漢夢(mèng)芯科技有限公司啟夢(mèng)TM芯片

四、深化應(yīng)用，多行業(yè)延伸，形成N個(gè)端

北斗精準(zhǔn)時(shí)空信息云平臺(tái)的建成，為政府的科學(xué)決策、城市的智能管理、產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、公眾的便捷生活提供了可靠的時(shí)空信息保障。隨著該平臺(tái)建設(shè)的不斷推進(jìn)，一大批應(yīng)用如雨后春筍般迅速涌現(xiàn)。

在政務(wù)領(lǐng)域，警用業(yè)務(wù)、地理國(guó)情、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)管、電子政務(wù)證照等專題數(shù)據(jù)，正與云平臺(tái)互聯(lián)互通。尤其是與公安攝像頭、公安移動(dòng)終端的有機(jī)結(jié)合，將形成軌跡圖，對(duì)基層民警“已掌握、可掌握、想掌握”的基礎(chǔ)信息實(shí)時(shí)、實(shí)地進(jìn)行采集、查詢、存儲(chǔ)、關(guān)聯(lián)、共享，讓警用地理信息系統(tǒng)（PGIS）更好地服務(wù)警務(wù)實(shí)戰(zhàn)、輔助領(lǐng)導(dǎo)決策，提升公安信息資源的綜合利用水平和公安機(jī)關(guān)打防管控能力。

在民生領(lǐng)域，已著手建立“位置服務(wù)平臺(tái)”，為人、事、物提供基于位置的查詢?！爸腔勖朗硲?yīng)用系統(tǒng)”可提供地圖瀏覽、美食搜索、美食分享、網(wǎng)上訂餐、信息推送等，服務(wù)市民、游客及企業(yè)。“百事通APP”全方位提供衣、食、住、行、游、購(gòu)、娛、政務(wù)等信息，提升百姓生活滿意度。特殊人群關(guān)愛(ài)、平安校園、健康保障、樓宇管理、社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控等一批智能應(yīng)用也正陸續(xù)展開(kāi)。

在城鄉(xiāng)發(fā)展領(lǐng)域，打造村村通特色鄉(xiāng)村電商平臺(tái)，將互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)延伸到農(nóng)村，真正實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展。建設(shè)農(nóng)村宅基地管理系統(tǒng)，促進(jìn)耕地資源的利用保護(hù)與農(nóng)民生產(chǎn)生活的穩(wěn)定幸福。建設(shè)土地流轉(zhuǎn)公共服務(wù)系統(tǒng)，為農(nóng)村土地登記、估價(jià)、權(quán)屬管理、經(jīng)營(yíng)權(quán)流通轉(zhuǎn)讓和電子交易等提供服務(wù)，推動(dòng)農(nóng)村信息化建設(shè)，助力智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。