2021年7月31日，是北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開通一周年的日子，來自中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室的數(shù)據(jù)顯示，過去一年，北斗三號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，已在全球超過120個(gè)國家和地區(qū)得到應(yīng)用，向億級(jí)以上用戶提供服務(wù)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師楊長風(fēng)表示，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，北斗三號(hào)全球系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的平面精度可以達(dá)到2.5米，高程精度可以達(dá)到5米，達(dá)到世界一流。

“天上好用，地上用好”，北斗系統(tǒng)里廣為流傳的這句話，要實(shí)現(xiàn)起來并不容易。通常而言，一項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，走向?qū)こ０傩占遥枰?jīng)歷很長的過程。

多年來，一群年輕的科學(xué)家致力于推進(jìn)北斗高精度定位和授時(shí)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向大眾市場，不斷進(jìn)行著從0到1的技術(shù)創(chuàng)新、從1到N的場景應(yīng)用。這種應(yīng)用對(duì)象不僅包括手機(jī)，還有一批在高速公路上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的汽車，以及在農(nóng)田里能自主飛行作業(yè)的無人機(jī)……

在近期的河南暴雨搶險(xiǎn)救災(zāi)過程中，就能看到北斗應(yīng)用的身影。

7月19-20日，河南鞏義市持續(xù)遭遇暴雨，全市多處房屋、圍墻倒塌，多座水庫超汛限水位。7月25日，作為國家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”的建設(shè)和運(yùn)營方，千尋位置收到鞏義中石油昆侖燃?xì)庥邢薰镜木o急救援電話：鞏義山區(qū)內(nèi)原來埋在地下的20公里次高壓燃?xì)夤芫€，部分裸露在外，一旦暴露管線發(fā)生泄露，不僅能造成火災(zāi)，還將影響到災(zāi)區(qū)居民的天然氣使用。

7月26日，搭載北斗高精度定位的無人機(jī)——千巡翼X5在工程師的指揮下升空。依托于我國建設(shè)的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，無人機(jī)獲得厘米級(jí)高精度定位服務(wù)，按照指定的管線路線實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飛行。歷時(shí)5小時(shí)飛行后，無人機(jī)拍攝了大量帶有高精度時(shí)空標(biāo)簽的視頻和照片。

飛行結(jié)束后，工程師將這些數(shù)據(jù)資料導(dǎo)入云端3D高精度實(shí)景重建平臺(tái)，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的燃?xì)夤艿肋M(jìn)行三維建模。26日當(dāng)天，搶修人員依托這些信息，發(fā)現(xiàn)了疑似十幾處管線風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，包括表面裂縫、地面塌陷、管道裸露懸空等，隨后制定搶修救災(zāi)方案。

“大眾應(yīng)用是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域規(guī)模最大、發(fā)展最快、與生活最貼近的應(yīng)用領(lǐng)域，我們要在全場景條件下對(duì)低成本、低功耗、高性能、高安全的位置服務(wù)、定位和數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛研究。”千尋位置首席科學(xué)家馮紹軍說。

在今年舉行的第十二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航年會(huì)上，來自算法、產(chǎn)品、技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的專家受邀發(fā)表特邀報(bào)告，分享他們推進(jìn)北斗技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新成果。今年是馮紹軍連續(xù)第九次參加中國衛(wèi)星導(dǎo)航年會(huì)，連續(xù)第七年擔(dān)任分會(huì)主席。

馮紹軍說，高精度位置服務(wù)與定位并不是一個(gè)新概念，但是這些年大規(guī)模進(jìn)入大眾市場還是十分罕見，一方面是手機(jī)、汽車等億級(jí)設(shè)備對(duì)時(shí)空服務(wù)的市場需求的拉動(dòng)，一方面得益于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的創(chuàng)新與推動(dòng)。

以前，要獲得高精度位置服務(wù)，門檻極高。一般而言，需要臨時(shí)架設(shè)基準(zhǔn)站，來獲得衛(wèi)星定位校準(zhǔn)數(shù)，終端層面，則要用上成本高昂的設(shè)備，來接收高質(zhì)量的衛(wèi)星信號(hào)。

馮紹軍說，科研團(tuán)隊(duì)在全球范圍內(nèi)第一個(gè)建設(shè)起一個(gè)大規(guī)模的衛(wèi)星地基增強(qiáng)系統(tǒng)，并且以“全國一張網(wǎng)”的形式，通過互聯(lián)網(wǎng)播發(fā)，向用戶提供高精度定位和授時(shí)服務(wù)。

建設(shè)這樣的一張網(wǎng)，只是第一步。降低技術(shù)的應(yīng)用門檻，還需要跨過很多道檻，比如終端層面要解決成本、功耗、算法、芯片、通信能力、計(jì)算能力等。

算法專家汪登輝說，如何在用戶終端上，實(shí)現(xiàn)和測(cè)量設(shè)備相當(dāng)?shù)亩ㄎ痪冉Y(jié)果，滿足更苛刻的可用率及完好性要求，是科研團(tuán)隊(duì)要解決的難題。

據(jù)他介紹，通過科研團(tuán)隊(duì)所積累的海量基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，以及大規(guī)模路測(cè)的數(shù)據(jù)樣本，他們正在不斷調(diào)整和迭代算法性能，努力實(shí)現(xiàn)星地一體厘米級(jí)快速定位和工程應(yīng)用。

讓北斗走向?qū)こ０傩占遥€需要考慮很多實(shí)際問題，比如終端產(chǎn)品和服務(wù)可靠性。

“讓手機(jī)集成高精度定位，并不像軟件升級(jí)那么簡單。這離不開手機(jī)定位天線、定位算法、定位芯片三方面技術(shù)要素的支持，手機(jī)廠商必須在量產(chǎn)之前就進(jìn)行調(diào)優(yōu)。”北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)專家、千尋位置高級(jí)專家金玉潔說。

金玉潔說，普通衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度達(dá)5到10米，高精度定位技術(shù)在傳統(tǒng)單點(diǎn)定位的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)的定位精度。

在北斗年會(huì)上，算法專家佘承莉分享了正在開發(fā)的中國地區(qū)高精度電離層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

“我們希望在全國范圍內(nèi)構(gòu)建精細(xì)化的電離層電子總含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以更大程度上緩解電離層對(duì)于高精度定位的影響，如果這個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未來可以像日常的天氣實(shí)況播報(bào)一樣，那么能發(fā)揮更大的應(yīng)用價(jià)值。”佘承莉說。

來自中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室的數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國今年第一季度申請(qǐng)入網(wǎng)支持北斗定位的智能手機(jī)款型達(dá)到79%；超700萬輛道路營運(yùn)車輛已安裝使用北斗系統(tǒng)，3.63萬輛郵政快遞車輛安裝北斗終端，約1600艘公務(wù)船舶安裝使用北斗系統(tǒng)。

未來，中國北斗搭建起的時(shí)空智能網(wǎng)絡(luò)，能否變成像水、電、煤這樣的公共基礎(chǔ)設(shè)施，我們拭目以待。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來源：中國青年報(bào) （ 2021年08月03日 12 版）