基于北斗系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用

謝 軍，莊建樓，康成斌

（中國空間技術(shù)研究院，北京100094）

自20世紀(jì)90年代以來，物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things，IoT）技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之后的又一次信息技術(shù)革命［1］。物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的過程與技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合了感知技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立在高新科技迅猛發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)覆蓋無所不在的基礎(chǔ)之上。作為能夠使萬物互聯(lián)的一個(gè)全新技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)正在給我們的生產(chǎn)、生活方式帶來深刻變化。

時(shí)空信息是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域智能感知的剛性需求，衛(wèi)星導(dǎo)航作為時(shí)空基準(zhǔn)的空間基礎(chǔ)設(shè)施，具有統(tǒng)一、精確、易用及廉價(jià)的獨(dú)特優(yōu)勢，起到了統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)下獲取用戶或物體時(shí)間信息和位置信息服務(wù)的重要作用，并以其覆蓋范圍大、精度高、應(yīng)用領(lǐng)域廣和獲取成本低等優(yōu)勢為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供時(shí)空信息支持。

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Beidou navigation satellite system，BDS）的建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展幾乎同時(shí)起步，成為世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，包括北斗二號(hào)區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)（以下簡稱北斗二號(hào)系統(tǒng)）和北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱北斗三號(hào)系統(tǒng)）。2020年7月31日，中國北斗三號(hào)系統(tǒng)全面開通服務(wù)，可為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的基本定位、導(dǎo)航和授時(shí)（Positioning，naviga?tion，and timing，PNT）服務(wù)和其特有的高精度與短報(bào)文通信等特色服務(wù)，已經(jīng)廣泛融入國民經(jīng)濟(jì)和國防安全的各類核心基礎(chǔ)設(shè)施中，促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)方式變革和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，成為信息社會(huì)萬物互聯(lián)和萬物智能的基礎(chǔ)。

北斗系統(tǒng)建設(shè)初期就有學(xué)者提出北斗系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合發(fā)展的構(gòu)想。2011年潘程吉等［2］對(duì)北斗系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)傳輸層的應(yīng)用進(jìn)行了展望，趙凱等［3］提出了以北斗系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸層的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)設(shè)想。但是，早期研究盡管認(rèn)識(shí)到北斗系統(tǒng)PNT服務(wù)和信息傳輸在物聯(lián)網(wǎng)體系中可發(fā)揮的作用和重要地位，但尚未系統(tǒng)提出基于北斗系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)。

隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，具有北斗特色的物聯(lián)網(wǎng)在建筑、海洋漁業(yè)、智能交通、野外勘探、物流監(jiān)測、農(nóng)業(yè)種植及能源電力等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。在大多數(shù)應(yīng)用場景下，北斗系統(tǒng)僅提供了物聯(lián)網(wǎng)所必須的PNT信息，并未深度參與網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。這些應(yīng)用場景根據(jù)所采用信息傳輸手段的不同可大致分為3種類型：第1種采用非北斗系統(tǒng)的移動(dòng)通信、Wi?Fi、Zigbee等通信技術(shù)［4?5］；第2種采用北斗系統(tǒng)的短報(bào)文通信技術(shù)［6?8］；第3種則兼有前兩種類型的信息傳輸手段，以移動(dòng)通信等為主，以短報(bào)文通信為輔［9?11］。

本文結(jié)合中國北斗三號(hào)系統(tǒng)的服務(wù)類型及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用北斗的主要模式，分析了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，提出了融合互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)；總結(jié)了北斗各類服務(wù)在物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”的應(yīng)用模式；分析了北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的挑戰(zhàn)并給出了下一步研究的初步建議，展示了北斗系統(tǒng)在促進(jìn)各行業(yè)提高生產(chǎn)水平、加快信息化產(chǎn)業(yè)升級(jí)等方面發(fā)揮的巨大作用。

1 北斗系統(tǒng)及其服務(wù)功能

1.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合航天科學(xué)技術(shù)和時(shí)空基準(zhǔn)要求，利用空間分布的多顆衛(wèi)星組成星座，在統(tǒng)一時(shí)間和位置坐標(biāo)系中，通過地面站對(duì)衛(wèi)星位置與軌道精確測量，將衛(wèi)星作為標(biāo)準(zhǔn)位置與時(shí)間的導(dǎo)航臺(tái)站，以播發(fā)無線電導(dǎo)航信號(hào)為載體，將時(shí)空基準(zhǔn)信息廣泛傳遞給覆蓋范圍內(nèi)的無限用戶?？梢哉f，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是信息社會(huì)萬物互聯(lián)和萬物智能的基礎(chǔ)。

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)堅(jiān)持“自主、開放、兼容、漸進(jìn)”的原則，著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，是為全球用戶提供全天時(shí)、全天候、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施［12］。按照全球范圍提供基本導(dǎo)航定位授時(shí)服務(wù)、中國及周邊地區(qū)提供特色服務(wù)的要求，在北斗二號(hào)系統(tǒng)區(qū)域星座基礎(chǔ)上，北斗三號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“3GEO+3IGSO+24MEO”衛(wèi)星組成的混合星座［13?14］。北斗三號(hào)系統(tǒng)星座構(gòu)型如圖1所示。

圖1 北斗三號(hào)系統(tǒng)星座示意圖Fig.1 Sketch of the BDS-3 constellation

1.2 北斗系統(tǒng)的基本服務(wù)

目前，北斗系統(tǒng)已提供PNT和信息傳輸兩大類7種基本服務(wù)［15］。PNT類具體包括基本導(dǎo)航（RNSS）、星基增強(qiáng)（SBAS）、地基增強(qiáng)（GBAS）及精密單點(diǎn)定位（PPP）四種服務(wù)；信息傳輸類具體包括區(qū)域短報(bào)文通信（RSMC）、全球短報(bào)文通信（GSMC）和搜索救援（SAR）三種服務(wù)。其中，RNSS、GSMC、SAR三種服務(wù)覆蓋全球，SBAS、GBAS、PPP和RSMC僅覆蓋中國及周邊地區(qū)。北斗系統(tǒng)提供的服務(wù)性能如下：

（1）基本導(dǎo)航服務(wù)：在地球表面近地空間1 000 km以下范圍，北斗三號(hào)系統(tǒng)可以提供基本導(dǎo)航服務(wù)，空間信號(hào)精度優(yōu)于0.5 m；全球定位精度優(yōu)于10 m，測速精度優(yōu)于0.2 m/s，授時(shí)精度優(yōu)于20 ns；亞太地區(qū)定位精度優(yōu)于5 m，測速精度優(yōu)于0.1 m/s，授時(shí)精度優(yōu)于10 ns。北斗三號(hào)系統(tǒng)基本導(dǎo)航服務(wù)于2018年12月正式面向全球開通［16］。為了確保從北斗二號(hào)系統(tǒng)到北斗三號(hào)系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡，北斗三號(hào)系統(tǒng)在區(qū)域范圍內(nèi)保留了北斗二號(hào)系統(tǒng)B1I、B3I等導(dǎo)航信號(hào)，與全球系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新型導(dǎo)航信號(hào)混合播發(fā)，保證已有北斗二號(hào)系統(tǒng)用戶的正常使用和升級(jí)［17］。北斗三號(hào)系統(tǒng)按照與GPS、GLONASS、Galileo等其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)公開服務(wù)信號(hào)具備良好的兼容性與互操作的要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)了其播發(fā)的導(dǎo)航信號(hào)體制。目前，北斗三號(hào)系統(tǒng)播發(fā)的B1C、B2a和B3I空間信號(hào)接口控制文件已在中國北斗官網(wǎng)正式發(fā)布［18］。

（2）星基增強(qiáng)服務(wù)：通過地球同步軌道衛(wèi)星配置衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差和電離層延遲等多種修正信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于原有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的改進(jìn)和提升。系統(tǒng)按照國際民航組織標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，服務(wù)中國及周邊地區(qū)用戶，支持單頻及雙頻多星座兩種增強(qiáng)服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)一類垂直引導(dǎo)進(jìn)近（APV?I）指標(biāo)和一類精密進(jìn)近（CAT?I）指標(biāo)。目前北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)已基本建成，即將開展民航應(yīng)用驗(yàn)證評(píng)估工作，定位精度實(shí)測值水平優(yōu)于1.13 m，高程優(yōu)于1.81 m。

（3）地基增強(qiáng)服務(wù)：通過在地面按一定距離建立的若干固定北斗基準(zhǔn)站接收北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)，處理后產(chǎn)生北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的精密軌道和鐘差、電離層修正數(shù)、后處理數(shù)據(jù)產(chǎn)品等信息，通過衛(wèi)星、數(shù)字廣播及移動(dòng)通信等方式實(shí)時(shí)播發(fā)，并通過互聯(lián)網(wǎng)提供后處理數(shù)據(jù)產(chǎn)品的下載服務(wù)。目前已在中國范圍內(nèi)建設(shè)155個(gè)框架網(wǎng)基準(zhǔn)站和2 200余個(gè)區(qū)域網(wǎng)基準(zhǔn)站，可提供實(shí)時(shí)米級(jí)、分米級(jí)、厘米級(jí)和后處理毫米級(jí)增強(qiáng)定位服務(wù)。

（4）精密單點(diǎn)定位服務(wù)：通過北斗三號(hào)GEO衛(wèi)星播發(fā)北斗三號(hào)系統(tǒng)和其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密軌道和鐘差等改正參數(shù)，為中國及周邊地區(qū)用戶提供服務(wù)。目前系統(tǒng)已通過3顆GEO衛(wèi)星播發(fā)精密單點(diǎn)定位信號(hào)，定位精度實(shí)測值水平優(yōu)于15 cm，高程優(yōu)于30 cm，收斂時(shí)間優(yōu)于15 min。

（5）區(qū)域短報(bào)文通信服務(wù)：服務(wù)中國及周邊地區(qū)，入站容量可達(dá)到1 200萬次/h，出站容量可達(dá)到600萬次/h，用戶機(jī)發(fā)射功率降到1～3 W，單次報(bào)文長度達(dá)1 000個(gè)漢字。同時(shí)，通過在部分衛(wèi)星上配置可動(dòng)點(diǎn)波束，使得服務(wù)范圍拓展到印度洋和太平洋。目前基本完成區(qū)域短報(bào)文服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，推動(dòng)短報(bào)文與移動(dòng)通信有機(jī)融合，進(jìn)一步發(fā)揮北斗系統(tǒng)導(dǎo)通融合服務(wù)優(yōu)勢。

（6）全球短報(bào)文通信服務(wù)：利用北斗系統(tǒng)“全球覆蓋、星間互聯(lián)”的特點(diǎn)，通過在部分中軌道衛(wèi)星配置基于處理轉(zhuǎn)發(fā)體制的報(bào)文通信接收機(jī)，將短報(bào)文通信服務(wù)能力拓展到全球，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球范圍15°仰角雙重覆蓋、30°仰角單重覆蓋，為全球用戶提供試用服務(wù)，支持報(bào)文通信、位置報(bào)告和應(yīng)急搜救等業(yè)務(wù)。系統(tǒng)服務(wù)業(yè)務(wù)容量為入站34萬次/h，出站22萬次/h；每條報(bào)文的最大長度不超過40個(gè)漢字（560 bit），用戶機(jī)終端的發(fā)射功率為10 W左右。

（7）搜索救援服務(wù)：北斗三號(hào)系統(tǒng)通過在部分衛(wèi)星上搭載國際海事搜救載荷設(shè)備，按照國際搜救衛(wèi)星組織標(biāo)準(zhǔn)，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共同組成全球中軌搜救系統(tǒng)，同時(shí)提供北斗特色的返向鏈路服務(wù)，極大提升搜救效率和能力。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的起源可追溯到1993年，此后經(jīng)過長時(shí)間的醞釀，2005年國際電信聯(lián)盟在《Internet Re?ports 2005：The Internet of Things》中正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，即“任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)、任意物體之間的互聯(lián)，無所不在的網(wǎng)絡(luò)和無所不在的計(jì)算”。時(shí)至今日，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展，其廣闊的應(yīng)用前景受到了世界各國的高度關(guān)注。

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象之間形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，可以視為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展。人們通過物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以獲得一個(gè)新的溝通維度，即從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的人與人的溝通聯(lián)接擴(kuò)展到了人與物、物與物之間的溝通聯(lián)接。物聯(lián)網(wǎng)的概念包括3層含義：（1）物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段的基礎(chǔ)還是互聯(lián)網(wǎng)，只是在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；（2）物聯(lián)網(wǎng)用戶端擴(kuò)展和延伸到了任何人和人、人和物、物和物之間進(jìn)行的信息交換和通信；（3）在前兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物理世界的實(shí)時(shí)感知與控制、精確管理和科學(xué)決策。

物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)可劃分為3層[19]，從下到上分別為：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)示意圖Fig.2 Sketch of IoT architecture

感知層包含各種傳感器及傳感器組成的傳感網(wǎng)絡(luò)，如射頻識(shí)別（RFID）、攝像頭、溫濕度傳感器、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）、自組織網(wǎng)（Ad Hoc）、無線多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)（WMSN）、無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)（WSAN）、傳感操作系統(tǒng)（如tinyOS）等。網(wǎng)絡(luò)層又分為接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)，前者用于實(shí)現(xiàn)物理層的接入，如近場通信（NFC）、超寬帶（UWB）、以太網(wǎng)、衛(wèi)星通信等，后者是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，即包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)、電力通信網(wǎng)等在內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層可劃分為云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)中間件、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用3個(gè)層次：云計(jì)算可利用各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的感知數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析并處理，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制，具體提供基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)、軟件服務(wù)；物聯(lián)網(wǎng)中間件用于對(duì)各種公用的計(jì)算能力進(jìn)行統(tǒng)一封裝；物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用包含各類與具體行業(yè)需求結(jié)合的智能應(yīng)用，例如智慧電網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通、智慧醫(yī)療等。

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)需要跨越物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的多個(gè)層次，其關(guān)鍵技術(shù)分布在如下幾個(gè)方面：

（1）物體信息感知技術(shù)：包括標(biāo)識(shí)、尋址及可供感知的信息等，在感知層涉及芯片、RFID、二維碼、傳感器、識(shí)別器、定位、授時(shí)和低功耗等技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)層則利用了IPv6技術(shù)，具有區(qū)別每一個(gè)硬件的能力。其中，RFID由于具有標(biāo)識(shí)物體的能力，曾是早期物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）物體信息傳輸技術(shù)：包括傳感網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、互聯(lián)網(wǎng)及機(jī)器對(duì)話（M 2M）等技術(shù)，也大量利用了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的技術(shù)。其中傳感器網(wǎng)可視作是物聯(lián)網(wǎng)的代名詞，機(jī)器對(duì)話貫穿了物聯(lián)網(wǎng)的所有層，是物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)階段最普遍的應(yīng)用形式。

（3）物體信息智能處理技術(shù)：包括模糊識(shí)別、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)，用于對(duì)海量感知數(shù)據(jù)的分析處理。物聯(lián)網(wǎng)的感知和智能，是對(duì)人類智力的仿生，也是物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)特征之一。

在以上技術(shù)中，一部分是采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算的通用技術(shù)，另一部分則是物聯(lián)網(wǎng)所獨(dú)有的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括識(shí)別技術(shù)、定位技術(shù)、傳感技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等。

由于物體處于時(shí)空之中，物體所處的空間坐標(biāo)和時(shí)間信息是物體在標(biāo)識(shí)過程中不可缺少的基本屬性。移動(dòng)通信蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位、衛(wèi)星定位、室內(nèi)定位（如Wi?Fi、藍(lán)牙、UWB）等技術(shù)在物體定位（授時(shí)）技術(shù)的基礎(chǔ)上得到開發(fā)和利用。其中，基于GNSS的衛(wèi)星定位技術(shù)可提供全球性大尺度的時(shí)空基準(zhǔn)，能夠?yàn)槲矬w提供定位和授時(shí)等基本的感知信息，還能夠?yàn)槟承┪锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用提供頻率基準(zhǔn)和信息傳輸?shù)裙δ?，日益成為物?lián)網(wǎng)的重要支撐技術(shù)，對(duì)未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用必將起到至關(guān)重要的作用。

3 基于北斗系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今信息化社會(huì)中80%以上的信息數(shù)據(jù)都與位置和時(shí)間相關(guān)。北斗系統(tǒng)本質(zhì)上是全球化的天基時(shí)空基準(zhǔn)，是構(gòu)建信息社會(huì)必不可少的信息來源和信息提供者。北斗系統(tǒng)提供的精準(zhǔn)時(shí)間和位置信息可為廣泛的用戶提供定位、授時(shí)、授頻等可感知信息，是信息時(shí)代最為核心的關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

自北斗系統(tǒng)2012年底正式提供區(qū)域服務(wù)以來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位的應(yīng)用逐步推廣，繼交通、海事、電力、民政、氣象和漁業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)之后，北斗應(yīng)用也走向普通民眾生活，如共享單車、雙頻北斗高精度智能手機(jī)等。2020年7月31日北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面建成開通，形成了包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、運(yùn)行服務(wù)等較為完整的北斗產(chǎn)業(yè)體系，呈現(xiàn)快速發(fā)展局面。

同時(shí)，北斗系統(tǒng)還是中國重大信息基礎(chǔ)設(shè)施，具有全球短報(bào)文通信、星間星地鏈路等數(shù)據(jù)傳輸手段，提供了全球范圍內(nèi)的信息傳輸服務(wù)，進(jìn)一步為用戶提供了天基時(shí)空基準(zhǔn)感知信息以及其他各類感知信息的傳輸手段。因而，北斗系統(tǒng)能夠在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的感知層和網(wǎng)絡(luò)層都發(fā)揮作用，并在應(yīng)用層與人工智能、云計(jì)算等技術(shù)融合，形成基于北斗的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，如圖3所示。

圖3 基于北斗系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)示意圖Fig.3 Architecture sketch of the IoT technology based on BDS

在感知層，北斗定位終端、授時(shí)終端、授頻終端和常規(guī)傳感器構(gòu)成了傳感器子層，RTK網(wǎng)絡(luò)、常規(guī)傳感器網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成了傳感網(wǎng)絡(luò)子層。在網(wǎng)絡(luò)層，北斗系統(tǒng)的全球短報(bào)文通信、區(qū)域短報(bào)文通信、星地鏈路和國際搜救業(yè)務(wù)等構(gòu)成了北斗衛(wèi)星接入網(wǎng)；接入北斗系統(tǒng)的時(shí)空感知信息或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息通過北斗星間鏈路覆蓋全球，可以作為互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)的延伸和重要補(bǔ)充，一起構(gòu)成了傳輸網(wǎng)。在應(yīng)用層，對(duì)時(shí)空信息進(jìn)行處理和計(jì)算的人工智能與云計(jì)算構(gòu)成了北斗智能子層，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了“+北斗”應(yīng)用子層，孵化出大批以“+北斗”為特征的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如“交通+北斗”“智能穿戴+北斗”“物流+北斗”“電力+北斗”等。

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，終端接入、感知和計(jì)算能力不斷提升，人類對(duì)于北斗高精度服務(wù)的需求正從事后走向?qū)崟r(shí)和瞬間、從靜態(tài)走向動(dòng)態(tài)和高速、從粗略走向精準(zhǔn)和完備。特別是當(dāng)人工智能引領(lǐng)新一輪技術(shù)革命以來，由北斗高精度服務(wù)提供的時(shí)空信息成為了智能化進(jìn)程的重要推動(dòng)力。通過將北斗系統(tǒng)取得的位置點(diǎn)、位置關(guān)系、時(shí)間統(tǒng)一和時(shí)空分析這些時(shí)空元素與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，必將對(duì)萬物互聯(lián)的智能時(shí)代起到巨大的支撐和推進(jìn)作用。

北斗系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，主要在感知和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層面體現(xiàn)出優(yōu)勢。在感知層方面，北斗的定位和授時(shí)功能可完成精準(zhǔn)時(shí)間信息和位置信息感知；在網(wǎng)絡(luò)層方面，北斗短報(bào)文通信功能可實(shí)現(xiàn)感知信息和控制信息的全天候、全天時(shí)及無縫傳遞。

根據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要可劃分為10大領(lǐng)域[20]，即智慧物流、智能交通、智能安防、智慧能源（智慧電網(wǎng)）、智能醫(yī)療、智慧建筑、智能制造（智能工業(yè)）、智能家居、智能零售和智慧農(nóng)業(yè)，此外智慧城市和智能防災(zāi)等新的應(yīng)用也在不斷地豐富物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。北斗系統(tǒng)提供的每一項(xiàng)服務(wù)都能夠密切地參與到多個(gè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，形成了“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”的應(yīng)用模式，如圖4所示。

4“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”的典型應(yīng)用

4.1“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”構(gòu)建智慧城市

智慧城市是指利用各種信息技術(shù)或創(chuàng)新概念，將城市的系統(tǒng)和服務(wù)打通、集成，以提升資源運(yùn)用的效率，優(yōu)化城市管理和服務(wù)，并且改善市民生活質(zhì)量。

圖4“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”的應(yīng)用模式Fig.4 Application mode of“IoT+BDS”

“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”的融合創(chuàng)新，是實(shí)現(xiàn)科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、生產(chǎn)力整體躍升的必然選擇，更是推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和社會(huì)價(jià)值完美融合、構(gòu)建“智慧城市”新格局的最佳途徑之一。隨著穿戴設(shè)備、智能制造以及其他各種智能硬件的興起，“智慧城市”的概念逐步清晰和物化，涌現(xiàn)出了“北斗時(shí)空表”（某可穿戴產(chǎn)品）、“北斗魔盒”（某高精度定位終端）、“北斗約車”（某網(wǎng)約車APP）、“北斗菜”（某蔬菜物流APP）、“貨車幫”（某物流平臺(tái)網(wǎng)站）等融合北斗定位技術(shù)的產(chǎn)業(yè)新生態(tài)，推動(dòng)了供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，讓應(yīng)用從傳統(tǒng)走向智能。此外，采用北斗IP核的華為等國產(chǎn)手機(jī)已投放市場；裝有北斗接收芯片的老人、兒童智能手表在上海、南京等地的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)和小學(xué)展開應(yīng)用?！拔锫?lián)網(wǎng)+北斗”正在進(jìn)入千家萬戶，給人們帶來觸手可及的應(yīng)用服務(wù)。

4.2“交通+北斗”實(shí)現(xiàn)智能交通

交通運(yùn)輸是北斗系統(tǒng)最大的民用用戶。智能交通是將傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和人工智能等綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)控制和車輛制造的一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的定位導(dǎo)航授時(shí)和通信功能有著較強(qiáng)的需求。

截至2020年底，國內(nèi)超700萬輛道路營運(yùn)車輛、超過30 000輛郵政快遞干線車輛、1 400艘公務(wù)船舶已應(yīng)用北斗系統(tǒng)，綜合交通管理效率和運(yùn)輸安全水平全面提升，重特大事故發(fā)生起數(shù)下降93%，死亡率下降86%。北斗鐵路行業(yè)綜合應(yīng)用示范工程項(xiàng)目正式啟動(dòng)，推廣各型號(hào)北斗終端近8 000臺(tái)。約300架通用飛行器安裝使用北斗系統(tǒng)，占比11%，運(yùn)輸航空器上成功實(shí)現(xiàn)了北斗首次應(yīng)用。此外，已有10萬只集裝箱安裝北斗定位終端，1萬只應(yīng)用于中歐班列。由中國交通運(yùn)輸部設(shè)立的“全國道路貨運(yùn)車輛公共監(jiān)管與服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)站”如圖5所示。

圖5 全國道路貨運(yùn)車輛公共監(jiān)管與服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)站Fig.5 Website of public supervision and service platform for road freight vehicle

中國建造的首條智能高鐵線路——京張高鐵的智能動(dòng)車組也采用北斗系統(tǒng)，其高精度定位技術(shù)還被用于京張鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)，對(duì)沿線橋梁、隧道、鋼軌及路基等實(shí)行高精度、24小時(shí)全天候自動(dòng)化監(jiān)測，大幅降低巡檢成本與難度。

4.3“5G+北斗”領(lǐng)跑車聯(lián)網(wǎng)

“車聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)是指通過在車輛儀表臺(tái)安裝車載終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛所有工作情況及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)信息的采集、存儲(chǔ)和發(fā)送。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一般具有實(shí)時(shí)實(shí)景功能，利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人車交互。車聯(lián)網(wǎng)還能利用先進(jìn)的傳感器及控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能駕駛，降低交通事故發(fā)生率。

智能駕駛是未來汽車行業(yè)的重要增長點(diǎn)之一，其中高精度地圖、自動(dòng)駕駛和車路協(xié)同是智能駕駛發(fā)展的3大重要方向，北斗技術(shù)和服務(wù)在其中都起著至關(guān)重要的作用。各種感知技術(shù)與北斗技術(shù)的結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)智能駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。汽車要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，高精度定位不可或缺，一般需要亞米級(jí)甚至厘米級(jí)的定位精度。但目前就室外來說，如衛(wèi)星信號(hào)接收不到或衛(wèi)星信號(hào)不穩(wěn)定的高架橋下、隧道、林蔭遮擋和城市峽谷等各類復(fù)雜場景，容易導(dǎo)致定位不精準(zhǔn)。

5G作為新一代信息通信技術(shù)演進(jìn)升級(jí)的重要方向，是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動(dòng)力量。相對(duì)于4G技術(shù)，5G將以一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供峰值10 Gb/s以上的帶寬、毫秒級(jí)時(shí)延和超高密度連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能新的躍升，開啟萬物互聯(lián)的新時(shí)代。

為了提高城市復(fù)雜環(huán)境下的定位精度，未來北斗與5G結(jié)合為必然趨勢。通過北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)、5G基站輔助定位構(gòu)建“5G+北斗”高精度定位網(wǎng)絡(luò)，能夠提供厘米級(jí)定位服務(wù)，極大地?cái)U(kuò)展導(dǎo)航的范圍，有效提升時(shí)空信息的精確度，為用戶提供穩(wěn)定可靠的服務(wù)；還可以進(jìn)一步構(gòu)建和豐富5G生態(tài)應(yīng)用，以此打造全場景、高精度的位置感知，從而實(shí)現(xiàn)在這些復(fù)雜場景下的穩(wěn)定、可靠、精準(zhǔn)的定位。

未來車聯(lián)網(wǎng)與“5G+北斗”相結(jié)合，既能夠通過“5G+北斗”實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)定位與智能駕駛，又能夠通過5G實(shí)現(xiàn)高速視頻信息傳輸、行車信息和控制信息實(shí)時(shí)交互。因此，車聯(lián)網(wǎng)成為“5G+北斗”的重要應(yīng)用場景。

4.4“海洋漁業(yè)+北斗”揚(yáng)帆遠(yuǎn)航

中國從事海洋漁業(yè)的漁船有一百多萬艘。這些漁船出海后，離開了岸基通信與導(dǎo)航設(shè)施的覆蓋范圍，必須借助衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行航行。不同于GPS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗系統(tǒng)除了能夠播發(fā)PNT信號(hào)，還能夠通過短報(bào)文把漁船位置信息發(fā)送給地面運(yùn)控中心，或者向漁民推送天氣海況信息，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)監(jiān)控中心對(duì)漁情的掌控，為漁民提供生命安全保障，對(duì)促進(jìn)漁業(yè)現(xiàn)代化管理和維護(hù)國家海洋漁業(yè)權(quán)益意義重大。通過地面運(yùn)控中心接入互聯(lián)網(wǎng)，漁民還可以用短報(bào)文發(fā)微博?？梢姡员倍废到y(tǒng)為基礎(chǔ)建立的海洋漁業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)已經(jīng)具備了簡單的物聯(lián)網(wǎng)的形態(tài)。

目前海洋漁業(yè)主要使用的是覆蓋中國周邊海域的區(qū)域大容量短報(bào)文通信服務(wù)，隨著北斗三號(hào)系統(tǒng)建成以及全球短報(bào)文通信服務(wù)的逐步普及，海洋漁業(yè)的安全保障將擴(kuò)展到全球，并在北斗擴(kuò)展服務(wù)和人工智能的支持下，與海洋運(yùn)輸、物流等產(chǎn)業(yè)結(jié)合，共同促進(jìn)智慧漁業(yè)的發(fā)展。

4.5“物流+北斗”開啟智慧物流

物流行業(yè)是最早大規(guī)模應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的行業(yè)之一，促進(jìn)了RFID等技術(shù)的發(fā)展。而RFID由于其所具有的標(biāo)識(shí)物體的能力，也奠定了早期物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。智慧物流的目的是提高物流系統(tǒng)智能化分析決策和自動(dòng)化操作執(zhí)行能力，因此通過北斗系統(tǒng)獲取物品的位置信息至關(guān)重要。

目前，國內(nèi)已有多家電子商務(wù)企業(yè)的物流貨車及配送員配備了北斗車載終端和手環(huán)。以北斗系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)為核心，綜合利用無線通信、現(xiàn)代物流配送規(guī)劃等技術(shù)研發(fā)的基于北斗的電子商務(wù)云物流信息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)物流過程、交易產(chǎn)品、運(yùn)載車輛的全面管理，極大地節(jié)約人力、物力和財(cái)力成本。

4.6“農(nóng)業(yè)+北斗”加速智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展

智慧農(nóng)業(yè)是指傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無人化、自動(dòng)化、智能化管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。北斗無人駕駛、高精度定位導(dǎo)航、系統(tǒng)監(jiān)管等一系列新興技術(shù)讓起壟播種、土地深松、作物收割、秸稈還田等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工序充滿了現(xiàn)代科技的魅力，節(jié)省出更多的人力、物力和財(cái)力。例如：在北斗導(dǎo)航自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)上輸入數(shù)據(jù)和方位，拖拉機(jī)就能在田間實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。與傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)相比，單臺(tái)北斗導(dǎo)航自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)日均作業(yè)量提高30%，作業(yè)后的條田接行準(zhǔn)確、播行端直，精度可達(dá)2.5 cm，同時(shí)大幅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了舒適化操作。

目前，“農(nóng)業(yè)+北斗”智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用足跡已遍布大江南北，北京、黑龍江、遼寧、新疆、山西、湖北、江蘇、上海及浙江等省、市、自治區(qū)，逐漸享受到北斗帶來的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的便捷。

4.7“電力+北斗”保障電網(wǎng)安全

智能電網(wǎng)是建立在通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，具有先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及決策系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。電網(wǎng)安全關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)安全和國防安全，是電網(wǎng)企業(yè)的“頭等大事”。北斗系統(tǒng)可為智能電網(wǎng)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提供導(dǎo)航定位、精密授時(shí)、短報(bào)文通訊服務(wù)等基礎(chǔ)技術(shù)支撐，是中國能源戰(zhàn)略發(fā)展的有效支撐手段。

在北斗授時(shí)方面，電力調(diào)控領(lǐng)域及管理信息領(lǐng)域已全面應(yīng)用北斗授時(shí)信號(hào)。在北斗授頻方面，頻率同步骨干網(wǎng)已全部接收北斗授頻。在北斗導(dǎo)航及定位方面，試點(diǎn)建設(shè)了基于北斗的輸電線路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測評(píng)估預(yù)警體系，切實(shí)提升輸電線路抵御自然災(zāi)害的能力，主動(dòng)應(yīng)對(duì)暴雨洪澇誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)輸電線路的威脅。另外，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)大力開展電力北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)用于高精度服務(wù)，截至2020年底，已建設(shè)完成了約1 700座電力北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)。在短報(bào)文方面，北斗系統(tǒng)在浙江、寧夏、甘肅及陜西等地進(jìn)行了用電信息采集的試點(diǎn)應(yīng)用，解決了偏遠(yuǎn)無公網(wǎng)覆蓋區(qū)域通信手段匱乏及用電信息采集難問題，在河北秦皇島開展了北斗系統(tǒng)支撐配網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)應(yīng)用，讓“被動(dòng)報(bào)修”變?yōu)椤爸鲃?dòng)搶修”，試點(diǎn)區(qū)域故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間同比縮短8 min，到達(dá)現(xiàn)場時(shí)間同比縮短10 min，搶修效率得到有效提升。

北斗系統(tǒng)用于電力領(lǐng)域，解決了部分省市無通信信號(hào)覆蓋區(qū)域電力信息采集難的問題，有效解決了自然災(zāi)害可能導(dǎo)致公網(wǎng)通信癱瘓的難題；降低了供電故障率，電網(wǎng)運(yùn)行更加安全；提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的服務(wù)效率，縮短事故發(fā)生后的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間；提高了管理水平，降低了供電成本。

5 北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展建議

北斗系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合形成了一個(gè)應(yīng)用生態(tài)，總體呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，但也應(yīng)看到，要真正發(fā)揮好北斗系統(tǒng)的作用，釋放技術(shù)進(jìn)步帶來的創(chuàng)新動(dòng)力，仍然面臨諸多挑戰(zhàn)，主要在于：（1）很多行業(yè)的北斗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用僅僅是利用了北斗系統(tǒng)的PNT服務(wù)，并未廣泛應(yīng)用北斗系統(tǒng)特有的信息傳輸服務(wù)能力，如果把其替換為GPS，無本質(zhì)上的不同；（2）北斗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)各自為戰(zhàn)，缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系的規(guī)范，同時(shí)造成一些重復(fù)開發(fā)和資源浪費(fèi)；（3）北斗系統(tǒng)已經(jīng)建成，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍在不斷演進(jìn)發(fā)展，例如與5G通信和人工智能技術(shù)的銜接，北斗系統(tǒng)面臨地面應(yīng)用與其他熱點(diǎn)技術(shù)融合、在軌運(yùn)維升級(jí)和下一代北斗建設(shè)規(guī)劃的壓力。對(duì)于上述挑戰(zhàn)，本文給出了一些發(fā)展建議。

對(duì)于第1個(gè)問題，應(yīng)認(rèn)識(shí)到北斗系統(tǒng)具有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征的重要因素是其具有信息傳輸服務(wù)的能力，尤其是北斗三號(hào)系統(tǒng)擁有全球短報(bào)文通信及高速骨干網(wǎng)星間星地鏈路，其信息傳輸能力比北斗二號(hào)系統(tǒng)大大提升，滿足物聯(lián)網(wǎng)用戶低速和中高速信息傳輸?shù)母黝愋枨?，充分利用信息傳輸服?wù)可以豐富中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵，并促使新的應(yīng)用模式的不斷涌現(xiàn)。由于北斗三號(hào)系統(tǒng)的這些新的服務(wù)對(duì)于社會(huì)行業(yè)用戶來說還不夠熟悉和了解，如何有效地推動(dòng)北斗系統(tǒng)信息傳輸服務(wù)的應(yīng)用，提升用戶使用北斗系統(tǒng)信息傳輸服務(wù)的體驗(yàn)，是一個(gè)值得研究的問題。

對(duì)于第2個(gè)問題，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)北斗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。北斗系統(tǒng)通過公開一系列服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，自身已經(jīng)形成了一套完備的技術(shù)規(guī)范，并且通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化逐步被民航、鐵路、航海等行業(yè)接納。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也形成了一套標(biāo)準(zhǔn)體系，例如RFID、M 2M、云計(jì)算等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均被納入，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。因此，一方面應(yīng)該推動(dòng)北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，通過總結(jié)和歸納成熟應(yīng)用模式的經(jīng)驗(yàn)和成果，讓北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生態(tài)環(huán)境擺脫低水平重復(fù)，健康有序發(fā)展。另一方面，應(yīng)該推動(dòng)北斗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件的開發(fā)，把基本的應(yīng)用模式通過封裝，接入云計(jì)算平臺(tái)，使各行業(yè)用戶能夠直接調(diào)用相應(yīng)接口，獲得標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)；推動(dòng)建立北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開源社區(qū)，積聚開發(fā)者，使北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)趨于標(biāo)準(zhǔn)化。

對(duì)于第3個(gè)問題，應(yīng)該準(zhǔn)確把握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)的脈搏，結(jié)合北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在地面應(yīng)用中面臨的實(shí)際問題，通過融合各類熱點(diǎn)技術(shù)（如大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等）提升北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的水平，并進(jìn)一步形成北斗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合創(chuàng)新、持續(xù)發(fā)展的態(tài)勢。

中國下一代北斗系統(tǒng)建設(shè)已提上日程，將包括高中低3種類型軌道，尤其是低軌導(dǎo)航增強(qiáng)星座的規(guī)劃，將以智能駕駛等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值為導(dǎo)向，發(fā)展高精度定位和信息傳輸技術(shù)，為車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提供更有力的技術(shù)支撐。

6 結(jié) 論

本文結(jié)合中國北斗三號(hào)系統(tǒng)的基本服務(wù)，分析了基于北斗系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出了“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”的應(yīng)用模式，并總結(jié)了各行業(yè)的典型應(yīng)用?？梢灶A(yù)期，“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”是對(duì)位置和時(shí)間信息的深度整合和利用，將促進(jìn)各行各業(yè)加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)，發(fā)揮巨大作用。

2035年前，中國將建成“更加泛在、更加融合、更加智能”的國家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，為全球用戶提供基準(zhǔn)統(tǒng)一、覆蓋無縫、安全可靠、便捷高效的PNT服務(wù)，也為未來智能化、無人化的萬物互聯(lián)提供核心支撐。在不遠(yuǎn)的將來，隨著北斗系統(tǒng)定位精度提升，北斗終端小型化和電池續(xù)航能力提高，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)商業(yè)模式日臻成熟，北斗系統(tǒng)將融入更為廣泛的應(yīng)用場景?；诒倍废到y(tǒng)PNT服務(wù)和信息傳輸服務(wù)的“物聯(lián)網(wǎng)+北斗”應(yīng)用模式，將幫助更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，也必將為大眾生活和社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)帶來深刻變革。