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北斗卫星,让生活更美好

日期: 2019-04-15
浏览次数: 72

北斗卫星,让生活更美好


2019年4月14日,第二届“北斗之星”创新创业大赛暨北斗产业服务生态高峰论坛在深圳成功举办。“北斗之星”创新创业大赛是在中国科学技术协会企业工作办公室等单位支持下,由中国卫星导航定位协会主办,深圳市北斗产业互联网研究院承办,面向泛北斗应用领域的大型创新创业企业与项目的选拔活动。



北斗卫星,让生活更美好


2018年是“北斗”发射大年, 11个月的时间内,中国航天接连发射了18颗“北斗”导航卫星,其中“北斗三号”导航卫星就有17颗。不同于区域定位导航的“北斗二号”系统,“北斗三号”系统能够提供全球定位导航的业务。今年,北斗卫星导航系统将继续高密度全球组网,计划发射8-10颗北斗导航卫星,完成所有MEO卫星发射,进一步完善全球系统星座布局,全面提升系统服务性能和用户体验。根据计划,我国将在2020年全面完成北斗三号全球系统建设,提供特色服务。2035年,我国还将建成以北斗系统为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时(PNT)体系。


北斗卫星,让生活更美好


目前全世界四大卫星导航系统为美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的全球导航卫星系统格洛纳斯-GLONASS 、欧洲航天局的伽利略卫星定位系统及我们中国的北斗导航卫星定位系统。


“北斗”是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。按照“三步走”战略,北斗一号是试验星,只有4颗,是2000-2007年发射的。之后是北斗二号区域组网卫星,主要是服务于自己和东南亚国家,一共有20颗,已经在2016年前发射完毕,组网成功。北斗三号卫星导航系统的空间部分计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。2018年年底我国将建成北斗三号卫星导航基本系统,为“一带一路”沿线国家提供服务,较北斗二号定位精度提升1至2倍;2020年,将建成世界一流的北斗三号卫星导航系统,提供全球服务。


北斗卫星,让生活更美好


定位一个点需要三个坐标。北斗三代的卫星群,可以保证地球上的任何点、任何时候都能接收到来自四颗卫星的信号。每个信号源都可以测出从卫星到点的时间,再乘以光速(无线电波的速度)就是到卫星的距离。根据简单的数学原理,两个球面交汇于弧线,三个球面交汇于点。所以同时取得三个卫星信号就能够确定任何一点的坐标。为了保证用户的时钟和卫星时钟一致,第四个卫星信号可以用来校正系统时间。于是4个卫星信号就可以保证高精度的定位。再通过对卫星信号变化率的测量,就能知道当下的运行方向和速度。相比二代卫星北斗三代提高了一个数量级,达到世界领先水平,定位精度也将进一步的提高:测速误差小于0.2米,授时精度小于50纳秒。(1纳秒=1秒的十亿分之一,即等于10的负9次方秒,1 ns = 10-9 s)


总体来看,北斗三代的全天可视星数超过GPS,在星座分布上大部分区域也优于GPS,最关键的北斗三代卫星使用的是氢原子钟,比GPS使用的是铯原子钟组合铷原子钟,频率准确度由5×10-13提高到6×10-14,频率稳定度由2×10-14(1d)提高到6×10-15(1d),所以可以非常自豪说北斗定位领先GPS! 


北斗卫星导航系统早已经走入普通人的日常生活,在公安、市政管理、交通、渔业、林业、减灾等行业,北斗已经得到广泛使用,正服务于智慧城市建设和社会治理。据统计,2017年道路运输重大事故率和人员伤亡率均下降近50%。公安出警时间缩短近20%,突发重大灾情上报时间缩短至1小时内,应急救援响应效率提升2倍。全国4万余艘渔船安装“北斗”,累计救助渔民超过1万人,已成为渔民的海上保护神。



市政管理


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北京燃气在燃气管网规模翻番(管线2.3万公里)、用户数激增、调压站箱大幅增长的前提下,使用北斗精准定位管线,使百公里施工破坏系数下降60%,以往一小时只能巡检约0.1公里,现在可以巡检15公里,大大提高了管线检测、运行和管理效率。从事生产运营的职工人数保持不变,仅人工成本一项每年就可为北京燃气节省上亿元。



自动驾驶


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要想自动驾驶,车辆必须实时、精准地知道自己的位置。如果仅凭借北斗二代或者GPS卫星导航定位,一般定位的轨迹会出现反向车道、非机动车道的漂移,转弯、调头过程中位置出现明显偏差,停车过程定位也出现静态漂移的情况,经常会出现几米甚至十几米的误差,汽车分分钟开上马路牙子,造成事故。这就需要在地面建设基准参考站,进行“地基增强”以消除定位误差。但是一座基站只能覆盖周围几十公里,如果大量建设基站不仅耗资巨大,也无法保证热点地区的全覆盖。北斗三代实现了“车道级导航”,可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,足够汽车自动驾驶、船舶精准停泊等场景使用。


智能安全帽


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建筑、水电站场地属于高危作业场所,也是解决社会劳动力的重要产业。临边作业风险、施工洞口风险、高空作业风险、高空附物风险等等,建筑工人作业存在非常多的潜在风险,因此需要保障个人安全的防护措施和防护用具。小煷伴智能安全帽是一个让现场作业更智能的综合管控平台。采用了物联网、移动互联网、人工智能、大数据和云计算等技术, 让前端现场作业更加智能, 让后端管理更加高效;同时实现前端现场作业和后端管理的实时连动、信号的同步传输与存储以及数据的采集与分析。


北斗卫星,让生活更美好

安装了定位芯片的智能安全帽,只要佩戴者进入建筑工地,他的身份及所在位置都可以显示在‘大屏幕’上。”这就是施工人员安全管理系统,该系统能对进入工地后的施工人员进行身份识别和动态监控,并通过自动报警,阻止外来人员和不带安全帽人员进入工地。大门口的LED显示屏实时、分组显示隧道内施工人员情况,方便检查人员随时查看建筑工地内施工人员动向及分布。同时,通过监控网络,保证项目部也能随时掌握工程施工人员动态,真正做到进出工地的一切人员由电脑全自动纪录,确保了对施工人员的安全管理。


北斗卫星,让生活更美好

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智能穿戴


如今,不同形态的智能穿戴设备已从各个方面进入人们生活,智能手环、智能手表、智能水杯等。当老人、儿童或者宠物外出迷失方向,通过定位服务可快速锁定或快速查询当前位置信息,并将位置信息及时的发送给相关人员或机构,来保障儿童安全和老人的监管。

 

随着北斗服务全球能力的增强,未来三年将是北斗产业的高速增长期。预计到2020年产值将达到4000亿元,导航定位终端社会总持有量超过10亿台。北斗系统应用推广,对卫星导航人才需求更强烈,要求更高。未来公社将与北斗研究院合作,完善课程和实践体系建设,编写北斗系列教材丛书。同时,利用互联网、云计算、虚拟现实和人工智能等技术推动教育教学改革,更好地服务北斗卫星导航系统走向世界、服务大众、造福人类。


北斗卫星,让生活更美好


小煷伴公司做为首届“北斗之星”大赛的获奖嘉宾,已经拥有中国/美国/欧盟53项专利




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