北斗，就在你我身邊

 

數據來源：中國衛星導航定位協會

 

 

數據來源：中國衛星導航定位協會

 

 

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，隨著北斗三號最後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，習近平總書記宣佈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，中國衛星導航與位置服務産業總體産值超過5000億元，産生顯著經濟效益。

 

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體園，不時能看到搭載鐳射雷達、毫米波雷達和攝像頭的自動駕駛計程車在街道上行駛。打開叫車軟體“蘿蔔快跑”，輸入目的地，稍候片刻，一輛自動駕駛計程車來到身邊。

 

在車門旁的觸控螢幕上輸入手機號後4位、完成身份驗證後，車門解鎖。在後排落座，點擊螢幕上的“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、會車等複雜場景時，車輛及時反應，保障安全。

 

近年來，自動駕駛技術及産業發展加快，簡單友好的用戶體驗，背後是感知、決策、規劃、控制等多個系統，源自人工智能、5G通信、鐳射雷達、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製圖效率和精度；北斗衛星導航定位服務和鐳射雷達定位、視覺定位等融合，形成覆蓋多場景的安全定位。”百度智慧駕駛事業群首席品牌官王翀説。

 

“自動駕駛意味著，聰明的車行駛在智慧的路。”中國工程院院士、國家衛星定位系統工程技術研究中心主任劉經南表示，“對於‘聰明的車’來説，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釐米，就可能存在安全風險。北斗目前已經可以實現釐米級定位、納秒級授時，能夠滿足自動駕駛時空位置的控制需求。對於‘智慧的路’而言，基於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。甚至在車輛感測器失靈的情況下，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。”

 

北斗系統對車載終端、路側設備、雲端平臺的全面支持，讓自動駕駛車輛“耳聰目明”，更加智慧高效。“車配感測器觀察到的環境變化可能是一個實時的變化，與高精地圖匹配後，將捕捉到的變化通過路邊車聯網通信節點及時上傳到‘雲端’，驗證確認後，再將這些信息匯總于‘雲’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。”劉經南説。

 

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“蘿蔔快跑”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晶片，與微機電慣導的深度融合可優化在樓群、隧道和高架橋等複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。”中國衛星導航定位協會會長于賢成説，目前北斗高精度智慧駕駛系統已形成規模化應用發展態勢，基於高精度北斗的車道級導航功能已在8個城市成功試點，並逐步向全國普及。

 

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産，餘下的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。”58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、船載衛星寬頻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，楊岳靖讚不絕口：“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。”借助北斗、天通的短信及電話功能和寬頻設備的應用，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。

 

硬體設備之外，基於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螢幕。螢幕上實時顯示著裝有北斗導航定位終端的各艘漁船信息。基於對位置信息的分析預判，142.8海裏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。”

 

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。“漁船出入都能服務保障。到了休漁季，漁船有移動並超出一定速度後，系統平臺會對相應船隻發出預警。”

 

在舟山，除了服務管理，北斗還孕育出諸多産業。

 

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於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説，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，是一家深耕北斗産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，自動感知並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，基於北斗系統的産業觸角正延伸到海洋漁業的方方面面，保護漁民生命和財産安全，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係”

 

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。”南方電網廣東佛山供電局機巡作業班班長黃豐説，北斗釐米級的高精度定位，可以準確告知無人機位置。

 

“依託北斗系統，構建起巡檢的精準三維坐標係，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。”技術人員曾懿輝在一旁解釋。

 

“絕緣子是否發熱、螺絲是否鬆動等，這些部位最容易發生故障，以前只能憑藉肉眼和手持紅外測溫儀來判斷。”回想起10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。”現在用無人機巡檢，拍照傳至後臺，通過點雲技術開展精準分析，生成的報告會及時反饋，提醒相關部門處理隱患。

 

通過無人機搭載鐳射雷達、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，自主巡檢採集的照片超過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，最終實現定位達到釐米級。”南方電網廣東電網電力科學研究院北斗技術負責人鄂盛龍説，這個過程中也遇到了不少難題，“比如受太陽活動週期影響，我們處於南方低緯度地區，電離層相對更活躍，定位效果受到影響。為此，我們先後走訪了武漢大學測繪學院和廣東省國土資源測繪院，一併與行內設備及定位服務廠家進行了多次技術交流。”

 

“一開始，大家不習慣使用這個系統，後來隨著演算法的提升、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演算法優化和基準站加密等工作，不斷提升北斗定位可靠性。”鄂盛龍説。

 

目前，南方電網基於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12萬餘套國産化北斗終端應用，支撐輸電線路無人機自主巡檢、主幹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、車輛安全智慧高效管理等能力，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。”窗外夜色漸濃，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。“在培訓中學習過防災知識，監測災情時心裏還是忐忑。”履職6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。“滑坡主滑方向佈置了兩個監測站，借助北斗系統實時採集數據，對地質災害表面的形變位移進行監測。”行走在隱患區域，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，這些前端感測器能感知毫米級的微小變化，並與北斗系統相連，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。”這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。“我們可以直觀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。”綿陽市自然資源和規劃局地質災害防治科科長劉宏揚介紹。

 

預警發出後，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。”劉宏揚説。

 

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。“在此基礎上，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、實時數據和演算法模型實現分析預測，進一步提升災害預警監測能力。”四川九洲北斗導航與位置服務有限公司工程部部長鄧健説。

 

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

 

（谷業凱、竇皓、劉軍國、姜曉丹、李凱旋，統稿：吳燕）

 

版式設計：張芳曼 汪哲平