一張網(wǎng) 一張圖 一顆芯 N個端
——打造北斗精準時空信息云平臺

● 文 |武漢導航與位置服務工業(yè)技術研究院有限責任公司 張一 余峰 趙亮

一張網(wǎng) 一張圖 一顆芯 N個端
——打造北斗精準時空信息云平臺

● 文 |武漢導航與位置服務工業(yè)技術研究院有限責任公司 張一 余峰 趙亮

時空信息是人們與生俱來的基本需求，它使人們的生活更加智能。隨著現(xiàn)代信息社會的快速發(fā)展，社會公眾對創(chuàng)新性和綜合性時空信息服務的需求日益增強，時空服務和北斗衛(wèi)星融合發(fā)展的趨勢越來越明朗。過去幾年間，信息時代從數(shù)字化、網(wǎng)絡化時代進入到了智能化時代，互聯(lián)網(wǎng)跟大數(shù)據(jù)的關系也越來越密切，這為衛(wèi)星導航提供了時空參量，也成為信息服務的基本內容。在過去十幾年間，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)經歷了從無到有、從有到優(yōu)、從區(qū)域到全球拓展的跨越式發(fā)展?！笆濉逼陂g，國家提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”規(guī)劃。

時空信息服務就是互聯(lián)網(wǎng)+北斗導航產業(yè)的升級版，從最初的多源感知、普適傳輸、智能服務，最后達到無時不在、無處不在、無所不在。

作為信息時代最有活力的技術，國家“十三五”規(guī)劃提出，衛(wèi)星導航要突破重點跨越，要堅持天基地基、室內室外、云端終端、導航通信四大領域融合發(fā)展，打造北斗系統(tǒng)升級跨越、全面貫通感知傳輸?shù)谋倍贩真?。構建北斗精準時空信息云平臺，主要需要從四個方面推進，即“一張網(wǎng) 一張圖 一顆芯 N個端”，從北斗芯、位置云和應用端入手，也要注意在構建過程中標準制定的重要作用。其技術架構如圖1所示。

圖1 構建北斗精確時空四大支柱

一、夯實基礎，推進基礎設施的建設及技術的改進，構建一張網(wǎng)

要構建北斗精確時空，首先要有強大的技術基礎，尤其是位置和時間信息的精確提供。全球范圍內大量布設的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)參考網(wǎng)為精密定位、導航和授時等應用提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。基于局域參考網(wǎng)，先后發(fā)展了若干側重實現(xiàn)雙頻精密定位的技術，如網(wǎng)絡實時動態(tài)（NRTK），精密單點定位（PPP）和PPP-RTK等。其中，PPP-RTK融合了NRTK和PPP的技術優(yōu)勢，是目前研究的熱點。例如，基于湖北省連續(xù)運行參考站系統(tǒng)的建設為打造北斗精準時空信息云平臺打下了堅實基礎，如圖2所示。

二、打造框架，構建時空信息云平臺，形成一張圖

構建精準時空信息云平臺的框架是最關鍵的環(huán)節(jié)。時空信息云平臺是一張高精度、可感知的全息地圖。如圖3所示，平臺實現(xiàn)了“四大集成”：一是海量集成地上地下、室內室外、靜態(tài)動態(tài)、實景三維、現(xiàn)實虛擬、歷史實時、基礎和專題、圖文表及視頻等多類數(shù)據(jù)，二是綜合集成北斗衛(wèi)星導航、互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等先進技術，三是全面集成“政府、企業(yè)、公眾”等資源，四是快速集成“人才、機制、管理、建設、運營”的全面優(yōu)勢。

圖3蘊含了四大特性：

圖2 湖北省北斗地基增強系統(tǒng)示范項目示意圖

圖3 北斗精準時空信息云平臺

1）多源數(shù)據(jù)均統(tǒng)一于北斗時空基準下，以位置服務為紐帶，聚合了時間和空間要素，形成了時空信息。

2）時空信息在互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術的支撐下，借助傳感器，實時接入感知信息，動態(tài)關聯(lián)人、地、物或事件的多時態(tài)、多主題、多層次、多粒度信息，并以人、物為核心，進行數(shù)據(jù)融合、分析與挖掘，形成了由多源數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡及傳感器終端共同構成的可感知的“一張圖”。

3）這張圖能夠全面融合和應用所有專業(yè)部門數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，進行時序關聯(lián)、空間關聯(lián)、決策等分析，按需提供服務，形成天地空一體化數(shù)據(jù)采集下的傳統(tǒng)行業(yè)專題地圖、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的動態(tài)實時數(shù)據(jù)融合地圖、大數(shù)據(jù)挖掘與推理下的決策知識型地圖等三種產品。

4）這張圖能夠根據(jù)用戶特定需要，自動生成各種地圖，滿足智能應用直至智慧應用和大數(shù)據(jù)挖掘的需求。

三、基礎投入，積極研制核心芯片，打造一顆芯

北斗芯片是導航產業(yè)鏈的核心，因此必須加大對于芯片等基礎元器件的投入，這將會極大帶動高端制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)+等產業(yè)的發(fā)展。武漢夢芯科技有限公司推出的啟夢TM芯片（見圖4）可用于海洋漁業(yè)、公安、農業(yè)等方面，消費類導航可用在車載、車道導航、行車記錄儀、無人機、平板電腦和手機上，智能跟蹤可用于兒童老人手機、智能手表、智能手環(huán)上。啟夢芯片是國內首款采用40nm工藝量產的支持BDS/GPS/GLONASS基帶射頻一體化芯片。該芯片擁有數(shù)十項核心技術，其性能、功耗、工藝、價格等都達到了國際先進水平，開啟北斗大眾消費應用新篇章。

圖4 武漢夢芯科技有限公司啟夢TM芯片

四、深化應用，多行業(yè)延伸，形成N個端

北斗精準時空信息云平臺的建成，為政府的科學決策、城市的智能管理、產業(yè)的轉型升級、公眾的便捷生活提供了可靠的時空信息保障。隨著該平臺建設的不斷推進，一大批應用如雨后春筍般迅速涌現(xiàn)。

在政務領域，警用業(yè)務、地理國情、環(huán)境監(jiān)測、安全監(jiān)管、電子政務證照等專題數(shù)據(jù)，正與云平臺互聯(lián)互通。尤其是與公安攝像頭、公安移動終端的有機結合，將形成軌跡圖，對基層民警“已掌握、可掌握、想掌握”的基礎信息實時、實地進行采集、查詢、存儲、關聯(lián)、共享，讓警用地理信息系統(tǒng)（PGIS）更好地服務警務實戰(zhàn)、輔助領導決策，提升公安信息資源的綜合利用水平和公安機關打防管控能力。

在民生領域，已著手建立“位置服務平臺”，為人、事、物提供基于位置的查詢?！爸腔勖朗硲孟到y(tǒng)”可提供地圖瀏覽、美食搜索、美食分享、網(wǎng)上訂餐、信息推送等，服務市民、游客及企業(yè)?！鞍偈峦ˋPP”全方位提供衣、食、住、行、游、購、娛、政務等信息，提升百姓生活滿意度。特殊人群關愛、平安校園、健康保障、樓宇管理、社區(qū)遠程監(jiān)控等一批智能應用也正陸續(xù)展開。

在城鄉(xiāng)發(fā)展領域，打造村村通特色鄉(xiāng)村電商平臺，將互聯(lián)網(wǎng)經濟延伸到農村，真正實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展。建設農村宅基地管理系統(tǒng)，促進耕地資源的利用保護與農民生產生活的穩(wěn)定幸福。建設土地流轉公共服務系統(tǒng)，為農村土地登記、估價、權屬管理、經營權流通轉讓和電子交易等提供服務，推動農村信息化建設，助力智慧農業(yè)發(fā)展。