|
|
|
| 高精度卫星定位：精度可达厘米级 |
卫星导航定位技术为人们出行带来了很多便利，但很多车载导航和手机导航给人留下了定位系统精度并不高的印象，常常出现定位偏差因此耽误行程的问题，引发诸多吐槽。日前记者了解到，通过卫星定位一些关键技术的应用，精度可以提高到厘米级的程度。
如果导航精度如此之高的导航设备得以全面推广，“路痴”们终于可以说“妈妈再也不用担心我出门迷路了”。
RTK技术：实现实时高精度定位
普通的定位系统能够达到的定位精度为10米，是什么技术能够让定位系统达到厘米级的精度呢？以我国自主研发的北斗系统来说，目前可通过使用高精度设备，运用RTK（Real-time kinematic）技术将精度提升至厘米级。
首先从卫星定位原理说起。卫星导航定位系统由三大部分组成：空间卫星星座、地面监控以及用户设备，卫星连续不断发送导航定位信号，在经过大气层和电离层时会产生一定的误差，地面监控系统根据卫星数据计算编制卫星星历，并经注入站注入给各个卫星，卫星星历包括两种，一种是广播星历，实时接收卫星数据，这样由于误差导致精度会比较低，只能用于实时导航定位。另一种是精密星历，卫星数据经事后精密处理计算出来，该星历仅供事后高精度定位用，不能进行实时定位。
记者就RTK（实时动态差分）技术采访了相关技术人员。据介绍，RTK（实时动态差分）技术的原理是设置两个站，基准站设置在地面固定不动，具有确定的位置坐标。再设置一个流动站，流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。
基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站，流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集观测数据，将接收到的准确和非准确的数据进行实时解散，在系统内组成差分观测值进行实时处理，将数据进行对比，算出位置的实时精度，可以达到厘米级的高精度定位结果，历时不到一秒钟，从而实现实时的高精度定位。
“RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，其难点是高精度算法和高精度板卡制造，而国内高精度板卡大部分市场被国外公司垄断”，合众思壮公司的技术人员告诉记者。合众思壮公司于1994年成立，在北斗导航定位技术和设备制造方面已有20年的积累，该公司于2013年年初收购了美国一家长于卫星定位高精度板卡制造的企业，进而利用政策资质、北斗技术积累再结合海外先进技术进行整合，在高精度板卡制造方面实现了技术突破，提升了国内高精度定位技术水平。“我们近期推出的北斗多系统高精度板卡，最大的特点是支持最新的北斗RTCM3.2协议，并且采用独有的COAST专利技术，保证在差分信号丢失时可以继续保持40分钟或更长时间，这款板卡也支持北斗、GPS、多星联合RTK和超远距离RTK基线，支持多种RTK差分格式，主要应用在高精度测量、建筑工程、机械车辆导航、无人驾驶车辆、形变监测、参考站布设等领域。”
精准农业：农机实现自动驾驶
记者了解到，北斗定位技术目前有两种应用方向，分别为北斗移动互联应用和北斗高精度应用。合众思壮公司技术人员向记者介绍了其中一项代表性的应用——高端农机自动驾驶系统。为适应现代农业的规模化趋势，需要机器取代人力，在精准农业领域通过北斗系统辅助农机实现无人驾驶。过去农用拖拉机进行耕作主要靠人力目测耕作路线是否直，现在通过卫星规划好拖拉机的行驶路线，无需人力操作，根据设定好的路线自行行驶，且耕作路线非常直，水平路线定位精度达到2cm，置信度达95%。
使用高精度定位系统，农业耕作无论白天还是晚上都可以实施，无论平地还是高地都可以直线耕作，突破了传统农业耕作的时间和空间限制。有效保证了农田的起垄、播种、施肥、喷药、灌溉等程序，同时还具有燃油消耗节约作用，通过信息控制，大大提高了农田作业效率和效果。使得效率提高，耕地路线越直，浪费越少。据统计，通过高精度定位技术，农机管理调度效率可提高30%以上，农作物产量提高了约5%，燃油消耗可节约10%。
“作为农业大国，我国精准农业市场非常大，每年都有数百万台大中型拖拉机需要加装北斗高精度农业设备，我们相信北斗精准农业的应用前景非常广阔。”技术人员称。
突破想象限制，未来更加广阔
你以为高精度定位技术仅仅能够帮助人们更精确地进行路线导航吗？这就太局限了，它的应用领域其实非常广泛。高精度定位技术的实际应用领域其实非常广泛，拿驾校考试设备来说，该设备可以通过卫星导航技术对行车轨迹进行记录，从而获知车辆驾驶压线是否达标以及是否精准通过了障碍物，精度达到1—2厘米，实现驾校考试的精准化和智能化，保证评判的公正性。高精度应用领域还包括大气测量、工程采集、地形测量、矿产勘测以及铁路公路建设等，主要集中在工程领域。这些还只是高精度定位技术应用的“冰山一角”，“导航系统的应用其实受人们想象的限制”，从普通生活应用到行业技术应用等诸多领域都需要高精度定位技术，其未来发展空间非常广阔。
“高精度定位给使用者带来最大的好处是使信息管理更加精确，人们可以更加精确地知道事物所处的位置，知道我在哪儿，知道你在哪儿，更好的管理个人、企业与行业移动的资产”，卫星定位技术专家如是说。高精度实时定位技术为我们提供更精确的时间信息和空间信息，推进信息社会的发展。
■相关链接
北京导航与位置服务公共平台
据了解，2013年合众思壮与北京市政府及其他公司合资，成立了北斗导航位置服务（北京）有限公司，该公司在北京建设“北斗导航与位置服务产业公共平台”，将覆盖整个北京行政区域，为北京市提供实时可靠的北斗高精度定位与运营服务。
平台提供的导航定位技术可以精确到1米范围，北京市民和政府机构将享受由此带来的智慧城市服务。平台针对市民提供安全定位服务，市民可以在电脑或者手机上查看其家人、宠物与车辆的实时位置，一旦越过了设定的安全范围，人们在10秒钟内就会收到报警信息，也可实时查看车辆所处位置、油量及电量使用情况，进行智能管控。平台向政府提供基于位置的空间信息管理功能，比如交通管理机构不需在道路设检，就可在平台精确查看车辆是行驶在慢车道还是快车道，行走在道路左侧还是右侧。遇到公共安全突发事件时，也可进行多警种多部门的联动指挥应对。针对包括北京市电力、水利、物流等行业部门，比如北京市公交公司，出租公司，平台通过导航定位与信息分析，为其提供移动资产管理服务。据了解，平台在2013年已在北京市发展了10万北斗用户，2014年将为北京30万北斗用户提供服务。 |
|
