文|中國(guó)交通通信信息中心 殷林 張炳琪

交通運(yùn)輸北斗增強(qiáng)項(xiàng)目面向北斗推廣、增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)和智慧交通發(fā)展需要，力求解決交通運(yùn)輸行業(yè)北斗升級(jí)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題、標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題和應(yīng)用問(wèn)題，提出適用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)、增強(qiáng)系統(tǒng)架構(gòu)，編制交通運(yùn)輸增強(qiáng)應(yīng)用核心標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)北斗增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用示范系統(tǒng)，為北斗增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用全面推廣提供技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)。

架構(gòu)北斗精度增強(qiáng)系統(tǒng)

該項(xiàng)目根據(jù)當(dāng)前交通運(yùn)輸領(lǐng)域衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)現(xiàn)狀和應(yīng)用現(xiàn)狀，采用需求分析、基礎(chǔ)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究、系統(tǒng)架構(gòu)研究、應(yīng)用研究的總體思路，開(kāi)展研究工作。依托國(guó)家“863”課題“面向我國(guó)中東部地區(qū)的分米級(jí)相位增強(qiáng)運(yùn)行服務(wù)系統(tǒng)研制與應(yīng)用示范”，交通運(yùn)輸信息化技術(shù)研究課題“交通運(yùn)輸行業(yè)高精度衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研究及應(yīng)用示范”和北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目“基于北斗導(dǎo)航的隧道內(nèi)行車狀態(tài)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制”，主要開(kāi)展衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和位置信息應(yīng)用研究，屬地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域和智能交通領(lǐng)域。

技術(shù)方案示意圖

技術(shù)路線圖

在國(guó)家推動(dòng)北斗應(yīng)用和發(fā)展智慧交通的大背景下，針對(duì)當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)不能滿足交通運(yùn)輸領(lǐng)域需求的問(wèn)題，面向國(guó)家“北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)”和行業(yè)“交通運(yùn)輸高精度位置服務(wù)中心”建設(shè)，項(xiàng)目創(chuàng)新性提出了交通運(yùn)輸北斗精度增強(qiáng)系統(tǒng)架構(gòu)，提出了面向交通運(yùn)輸?shù)脑鰪?qiáng)信息播發(fā)格式，編制了國(guó)家和交通運(yùn)輸行業(yè)系列標(biāo)準(zhǔn)，并申請(qǐng)了RTCM104國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)專用字段，滿足大并發(fā)用戶數(shù)、高可靠服務(wù)、短傳輸時(shí)間要求的交通運(yùn)用需求。針對(duì)公路隧道存在衛(wèi)星導(dǎo)航定位盲區(qū)，首次提出了復(fù)現(xiàn)式擴(kuò)展定位技術(shù)，兼容現(xiàn)有營(yíng)運(yùn)車輛衛(wèi)星導(dǎo)航監(jiān)控終端。依托原創(chuàng)性基礎(chǔ)技術(shù)成果，研究了面向水上應(yīng)用的北斗精度增強(qiáng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了專用終端和應(yīng)用系統(tǒng)；研發(fā)了隧道內(nèi)復(fù)現(xiàn)式擴(kuò)展定位系統(tǒng)和基于位置信息的隧道安全監(jiān)管系統(tǒng)；研發(fā)了基于分米級(jí)定位信息的營(yíng)運(yùn)車輛精細(xì)管理系統(tǒng)。該項(xiàng)目形成了1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、4項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、4項(xiàng)發(fā)明專利，1項(xiàng)實(shí)用新型專利和6項(xiàng)軟件著作權(quán)，發(fā)表10篇論文。

四大技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

該項(xiàng)目面向交通運(yùn)輸行業(yè)位置信息應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)展基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新、集成應(yīng)用創(chuàng)新，形成了四大技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，為推動(dòng)北斗系統(tǒng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域升級(jí)應(yīng)用和智慧交通發(fā)展起到了基礎(chǔ)性作用。

根據(jù)增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展思路和交通運(yùn)輸領(lǐng)域需求，首次提出精度增強(qiáng)、可用性增強(qiáng)、完好性增強(qiáng)融合的“高可靠、一體化”增強(qiáng)系統(tǒng)架構(gòu)，提出由多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)組成的，高可靠的核心基準(zhǔn)站建設(shè)方案。解決了同類系統(tǒng)可靠性和功能不能滿足交通應(yīng)用需求的問(wèn)題。全面支持智能駕駛車輛和營(yíng)運(yùn)車輛安全管理應(yīng)用。

系統(tǒng)研究交通運(yùn)輸北斗增強(qiáng)應(yīng)用涉及的增強(qiáng)信息數(shù)據(jù)格式、播發(fā)方式和位置數(shù)據(jù)共享方式，并編制了國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。首次提出壓縮式增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸方式，并獲得專用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)字段，解決了當(dāng)前同類標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)傳輸量大，傳輸時(shí)間長(zhǎng)，不適用于車輛船舶用戶實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)定位的問(wèn)題；首次提出基于FM數(shù)字廣播播發(fā)增強(qiáng)信息協(xié)議，解決城市區(qū)域車輛低成本、大并發(fā)服務(wù)問(wèn)題。編制形成了“差分全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（DGNSS）技術(shù)要求”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿，“交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)前4部分，為建設(shè)交通運(yùn)輸行業(yè)增強(qiáng)系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。

首次提出了消除公路隧道衛(wèi)星定位盲區(qū)的“復(fù)現(xiàn)式擴(kuò)展定位”技術(shù)，開(kāi)發(fā)了可兼容現(xiàn)有定位終端的多源信息融合隧道安全監(jiān)控系統(tǒng)，解決了4000余座、總長(zhǎng)萬(wàn)余公里的長(zhǎng)大公路隧道中衛(wèi)星定位不可用的難題，消除了500萬(wàn)輛重點(diǎn)營(yíng)運(yùn)車輛隧道內(nèi)監(jiān)控盲區(qū)，能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)營(yíng)運(yùn)車輛?？壳闆r并發(fā)出預(yù)警，有效預(yù)防公路隧道包含“兩客一危”車輛在內(nèi)的營(yíng)運(yùn)車輛事故。

首次集成BDS、GPS和AIS研發(fā)了高精度終端設(shè)備，兼容VHF、FM和數(shù)傳電臺(tái)等通信方式；提出了通過(guò)高精度位置信息判斷營(yíng)運(yùn)車輛4項(xiàng)主要危險(xiǎn)駕駛行為的方法；開(kāi)發(fā)了基于高精度位置的公路和內(nèi)河航道安全管理系統(tǒng)，提高了監(jiān)測(cè)營(yíng)運(yùn)車輛危險(xiǎn)駕駛行為能力和內(nèi)河船舶避碰能力，為發(fā)展智能交通，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化車路協(xié)同和車輛船舶精細(xì)化安全管理提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

廣泛應(yīng)用于智慧交通項(xiàng)目

項(xiàng)目基于發(fā)明的“復(fù)現(xiàn)式擴(kuò)展定位”技術(shù)，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了隧道車輛安全管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)進(jìn)入2017年交通運(yùn)輸部科技成果推廣目錄，獲得2017年“小谷圍”交通運(yùn)輸創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)，在北京市青龍橋隧道進(jìn)行了應(yīng)用示范，被廣東省連英高速公路機(jī)電項(xiàng)目、江西省智慧公路示范工程、青海省智慧公路示范工程所采用。

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的基于高精度定位和遙感技術(shù)的水上安全管理系統(tǒng)在上海達(dá)華測(cè)繪有限公司，長(zhǎng)江口水文水資源勘測(cè)局、上海祥陽(yáng)水利勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司三個(gè)單位進(jìn)行了示范應(yīng)用，并在長(zhǎng)江口及黃浦江水域內(nèi)進(jìn)行了推廣應(yīng)用，在應(yīng)用過(guò)程中，外業(yè)合率100%，效率提高15%，安全預(yù)警有效性100%，定位精度和通信保障能力相比AIS明顯提高。

項(xiàng)目制定的1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和4項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)被4家國(guó)產(chǎn)北斗芯片企業(yè)、區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)和國(guó)家增強(qiáng)系統(tǒng)工程采用，為未來(lái)交通運(yùn)輸北斗應(yīng)用和智慧交通發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著我國(guó)智慧交通的發(fā)展和該項(xiàng)目產(chǎn)品的進(jìn)一步成熟完善，未來(lái)的市場(chǎng)前景廣闊。

高精度內(nèi)河航道實(shí)時(shí)導(dǎo)航監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)