淺析北斗導航和物聯網的關系

　　前段時間筆者的微博被北斗導航系統的中科院美女博導刷屏了，作為默默在物聯網圈子里摸爬滾打的小兵一枚，筆者首先站在山腳仰望了一個時辰的星空，然后低頭看著腳下的路，不禁感受到了一絲來自遠方星座的曙光。

　　被北斗光芒照亮的筆者于是火速回去補了補課：

　　原來，你是這樣的北斗!　　

　　眾所周知，北斗導航系統由我國自主研發(fā)，獨立運行，是繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯之后的第三個成熟的全球導航系統，與歐盟伽利略系統被聯合國衛(wèi)星導航委員會認定為全球四大導航系統。

　　它誕生于軍用，成熟于民用，“三步走”的戰(zhàn)略走地不急不躁：

　　第一步，建立北斗衛(wèi)星雙星定位試驗系統，形成區(qū)域有源定位與導航服務能力;

　　第二步，完成三種軌道十余顆衛(wèi)星的發(fā)射，建成區(qū)域導航系統，形成區(qū)域無源服務能力，向亞太地區(qū)提供定位、導航、授時以及短報文通信服務;

　　第三步，建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導航系統，形成全球無源定位服務能力。

　　隨著今年六月份第二十三顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功，三步走戰(zhàn)略的前兩步已畫上圓滿句號。目前全球組網的核心關鍵技術全部攻克，系統服務能力進一步提升，可為境內用戶提供米級、分米級實時定位服務?，F已覆蓋全球1/3的陸地，使亞太地區(qū)40億人受益，精度也不輸GPS。

　　這一“國之重器”逐漸顯現出服務全球的潛力。北斗系統憑借在世界科技競爭斬獲的地位和榮譽，已成為名副其實的“中國造”代言人。

　　筆者也來談談既然有美國GPS和俄羅斯GLONASS，為何中國還要建自己的北斗。

　　為何中國還要建自己的北斗?　　

　　衛(wèi)星系統承載著國家信息通信的基礎，是許多軍用與民用領域的命脈。

　　至于北斗導航的迫切性，于常人而言，時間就是金錢，而對于軍隊來說時間就是生命，對國家來說時間就是命運。北斗衛(wèi)星導航系統總設計師在談及此時不禁感慨道，我們怎能允許這座關乎國家安全的高樓大廈建立在別人的根基上呢!于是為了實現自己掌握命運的宏圖，我們要著手建立自己的時間和空間基準，擁有與之抗衡的話語權。

　　首先，技術上的突破是北斗導航系統的另一大看點。

　　北斗在國際首創(chuàng)由地球靜止軌道、傾斜地球同步軌道、中圓地球軌道三種軌道衛(wèi)星構建的混合星座，這一設計思路除了“特色社會主義初級階段”的國家，還有誰能如此創(chuàng)新?

　　第二是兼容互操作。這將會給用戶帶來很多好處，因為用戶在同一時間內可以收到更多導航衛(wèi)星的信息，解算自己的位置、速度、時間就更加方便，同時精度也更高。北斗系統做到與其他系統兼容后，你可以在北斗信號強的時候使用北斗，用GPS來幫助你修正，輔助提高導航服務精度。早在幾年前，不少企業(yè)已開始嘗試制造能接收北斗、GPS和格洛納斯系統的接收機了。四大系統的互聯互通實現也將是日后的大勢所趨，但由于軍事機密等重大議題的制約和影響，接軌問題才舉步維艱，進展緩慢。

　　所以地球早已不是圓的，而是一個信息快速飛梭的平面。

　　第三，北斗導航系統的目標之一就是在2020年建成有源導航定位，以及具備短報文功能。這兩項優(yōu)勢目前格洛納斯、GPS還不具備。

　　GPS的無源定位即，用戶可以不用發(fā)射任何信號就可接收衛(wèi)星的定位信號。北斗在此基礎上還具備了有源定位，即用戶發(fā)送自己的位置報告給衛(wèi)星網絡或指揮控制中心，從而實現雙向定位。北斗大大，請允許iot101君斗膽問一句：這項功能難道不是為這片多災多難的土地量身定做的??

　　算一道題：北斗+物聯網=?

　　智慧城市

　　我們且不談軍事領域誰掌握衛(wèi)星導航優(yōu)勢誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動權，就來說說與我們生活息息相關的。北斗定位的精準提升將是我國智慧城市建設、智慧交通騰飛的催化劑。

　　1.有源定位技術的突破對特殊調度和指揮工作中簡直是雪中送炭!

　　有源定位就跟公共汽車的調度室一樣，你的位置我們能馬上知道，過去你那里多長時間也算得到。北斗不能可幫助建設地震、海嘯等地質災害監(jiān)測系統，更能夠在救援工作中提供及時通信和調度。

　　一旦發(fā)生了地震、海嘯等地質災害，在地面的通信系統癱瘓后或者沒有通信信號的盲區(qū)，北斗導航不但可以給檢測站提供導航定位信息，而且可以通過接受傳感器信息實時檢測該區(qū)域災害，同時利用北斗導航的報文發(fā)送功能及時報告災情進展。

　　如在08年汶川地震災害中，北斗導航系統為救援部隊提供了精準的定位和跟蹤，為生命通道提供了強有力的保障。而后在北斗導航系統不斷的優(yōu)化和提升中，其信號頻度和傳輸容量也在進一步加強，是消防、指揮、防災救援等緊急事件中不可或缺的技術支持。

　　2.強化偏遠地區(qū)的通信網：林漁業(yè)　　

　　近年來，我國周邊日韓、菲律賓、越南等國頻繁與我國漁船發(fā)生沖突糾紛并演變?yōu)橥饨皇录?，所以，對我國及周邊海域的漁船監(jiān)測需求迫在眉睫。

　　北斗結合webgis技術，配以岸上監(jiān)控臺站和北斗導航船載終端，可實現精準的船舶定位顯示及信息回饋，為外交事件提供重要證據，并能在緊急情況下指導漁船救援指揮。近海海域可結合路面基站+北斗導航雙通信信號，而在遠海海域則只能通過北斗衛(wèi)星通信信號來實現信息傳輸。所以此時，120字的關鍵報文就顯得尤為重要。

　　除此之外，在近海和遠海的不同海域情況下，北斗導航更能實現如同車載導航一樣的海圖顯示、海況信息、越界提示、信息傳輸、實時調度、路徑規(guī)劃等常規(guī)應用。

　　以上所述雖不是我們平時理解的“智慧城市”事項，然而災難和海域都是我國在城市建設中不可忽視的一部分，也正是那句：犯我中華者，雖遠必誅!

　　3.給無人機畫一雙閃亮的眼睛：

　　無人機在專業(yè)應用領域中專門依靠人來指揮遙控很多功能無法實現，給無人機安裝上北斗定位后便可實現更靈活的控制，由此可以解決很多技術上的難題。值的一提的是，現在許多無人機可采用的是GPS和北斗雙融技術定位，當霧霾比較嚴重、GPS無法定位時，就可以用北斗定位。北斗系統猶如無人機的眼睛，其系統特點有：

　　定位精度高——基于北斗高精度GNSS接收機及衛(wèi)星天線，支持北斗、GPS、GLONASS三系統定位。

　　作業(yè)標準高——定位精度1cm，往復結合線誤差2.5cm

　　作業(yè)范圍廣-——根據選用的基站不同支持最小5公里，最大50公里作業(yè)

　　控制自動化——通過終端控制系統，為無人機設定飛行作業(yè)方案，進行自動航行作業(yè)

　　他的應用范圍十分廣泛，包括農業(yè)植保、無人機航攝、線路巡視以及助力消防、公安、災害防救等工作。

　　農業(yè)植?！O置作業(yè)軌跡，進行自動飛行控制作業(yè)，提高作業(yè)精度和效率

　　無人機航攝——定制航攝方案，是的作業(yè)軌跡無縫對接，提高作業(yè)效率

　　線路巡視、消防救援——制定巡視路線，降低人員作業(yè)強度

　　公安、災害救援——實現定位目標的定位和追蹤，并減少人力傷亡。

　　可穿戴設備、硬件　　

　　我國自主研發(fā)導航定位系統全產業(yè)鏈(從芯片、存儲器，大規(guī)模的集成電路到天線、板卡以及終端)水平已全部接近國際前沿，而價格卻大幅度下降。這一自主研發(fā)和價格優(yōu)勢將掀起新一輪的硬件市場福利。

　　如北斗一款指尖大小的高精度衛(wèi)星導航芯片現在只賣10元，而在此之前的同質產品一度從幾千元下跌至現在的價格。這一趨勢對于可穿戴設備的硬件廠商來講，不可謂不振奮。

　　車聯網　　

　　北斗導航可以將日常車載導航的精度提高一個level，然而iot101君今天想聊的不是這件事，來回顧下最近內個稍微高大上的車聯網新聞：　　

　　不難發(fā)現，全世界范圍內的衛(wèi)星導航系統競爭已經日漸加劇，四大導航系統接二連三發(fā)射自己的衛(wèi)星，而印度和日本也已構建了局部衛(wèi)星導航系統。

　　日本政府和歐盟委員會已經成立了“日歐衛(wèi)星定位對話”推動兩個星座接軌，從而實現兩者衛(wèi)星信號的全球化通用。(碎碎念一句，日本的準天頂衛(wèi)星可實現日本全境覆蓋通信，而歐盟的伽利略系統雖能覆蓋全球，但定位精度尚不能控制在1m，如此看來兩者互補的可能還是蠻大的。)

　　那么日本和歐盟如此大動靜的推動兩大星座接軌究竟為哪般?它與無人駕駛又有何想干?

　　其實在現有的自動駕駛技術普及手段中，借助衛(wèi)星定位信息控制汽車行駛十分普遍，而以車載傳感器的圖像信息為主、衛(wèi)星定位信息為輔的方式也是一種嘗試。在日本和歐洲，通過衛(wèi)星信息控制汽車的方式正在成為主流。日本的汽車廠商在加強無人駕駛技術的同時，也或將天降通信全球化的好消息，這也預示著衛(wèi)星通信在車聯網應用的大改革、大融合的新方向。

　　無人駕駛落地一直困難重重，這一涉及公眾觀念、法律建設、技術突破和交通改革的新方式究竟會被哪陣風吹起尚未可知，然而由各國國內走向全球一定會加速無人駕駛的跨界和普及。

　　全球衛(wèi)星定位系統由美國、歐洲、俄羅斯和中國等以各自的方式運營。如果1個終端能接收更多信號，將帶來提高信息精度等眾多優(yōu)點，然而多方制約的籌謀并非單靠科技的飛躍與突破能夠順利解決。日歐將以有望迎來巨大增長的自動駕駛領域的開發(fā)作為動力，啟動通用化。

　　中國的北斗，世界的北斗

　　全球各家衛(wèi)星定位系統格局走向 “中國的北斗，世界的北斗”。

　　北斗工程的實施帶動了我國衛(wèi)星導航、測量、電子、元器件等技術的發(fā)展和產業(yè)轉型升級。“北斗+”計劃促進北斗系統與移動互聯網、大數據、云計算等新興技術的融合。

　　衛(wèi)星導航系統作為全球性的公共資源，多系統兼容與互操作已成為發(fā)展趨勢。中國始終秉持和踐行“中國的北斗，世界的北斗”的發(fā)展理念，與其他衛(wèi)星導航系統攜手，與各個國家、地區(qū)和國際組織一起，共同推動全球衛(wèi)星導航事業(yè)發(fā)展，使北斗導航更好地服務全球、造福人類。

　　據悉，去年一年中國導航產業(yè)超過2000億元，而北斗的貢獻超過30%。

　　到2016年4月份，應用北斗技術的終端超過了2400萬臺，應用北斗作為手機芯片的手機銷量已經超過1800萬部。2016年一季度，國產手機使用北斗芯片的超過30%。另外，北斗時空手表也已經進入了市場，該手表可以直接接收北斗衛(wèi)星導航信號，時間精度非常高，可以達到50納秒，精度極高，它還可以實現定位、導航以及計步器等其他多種功能。這一系列數據和產品，明確地告訴大家，北斗離我們的生活越來越近。

　　以“可穿戴設備”為例，國內已有公司推出基于北斗衛(wèi)星定位產品。許多終端為老人提供一鍵通話、一鍵緊急求助、語音提醒及血壓、心電等醫(yī)療數據無線采集等應用。老人帶上終端產品后，將連上智能服務平臺，家人可隨時了解老人的位置、身體狀況，并可以進行防護圈設置和語音提醒等，與醫(yī)護人員聯系。

　　此外，北斗在自駕游、探險游等旅游領域也有作為。對于登山愛好者來說，發(fā)生事故后，北斗定位服務可以保障其隨時獲得救援。