【视野】在斯图加特看PNT的市场趋势- 大数跨境

北斗西虹桥

2024-12-06

今年九月在德国斯图加特的InterGEO展览会，给人非常深刻的印象是，卫星导航完全转向PNT应用服务的发展趋势。定位、导航和授时（PNT）技术在不断扩大的工业领域中变得不可或缺。随着 PNT 行业的主要参与者采取行动、扩大市场、降低门槛并提供新的进入方式，削减价格点并使集成更容易，这一趋势有望继续下去。这样的举动在 InterGeo 上得到了明显的展示。

在今年的 InterGEO 上取得了新的进展，表面上是世界上最大的大地测量、地理空间数据和土地管理贸易展览会。归根结底，InterGEO 是关于测绘的，但是，就像当今时代的许多领域（农业、运输、国防等）一样，如果没有现代 PNT 的坚实基础，测绘将无处可去。首先值得回顾的是，今年在德国斯图加特举行的 InterGEO展览会上，天宝公司（Trimble）采用了新型 GNSS 惯性系统，该系统专为连续移动定位和直接地理配准应用而设计，采用新的购买模式，将使更多不同的客户能够进来玩。

InterGEO 2024，斯图加特。图片：InterGEO Expo。

一、更低的价格点，新的购买选择

“这是展会的重大公告，”Trimble 旗下公司 Applanix 的总裁史蒂夫·伍尔文（Steve Woolven）说。“APX RTX 是我们 APX 产品线的第四代产品，主要针对 UAV [无人机] 市场。在机上，它能够同时充当 APX-50 和 APX-20。

Applanix APX-50 类似性能意味着高效且低成本的厘米级移动定位精度等。该公司的 APX-20 在针对无人机优化的设计中带来了类似的性能。现在，新的 APX-RTX 在比以往任何时候都更具有竞争力的包装中增加了功能。

正如伍尔文解释的那样，“所以你可以获得这种性能，一个外部 IMU，但它不仅仅是硬件。除了实体产品之外，您还可以订阅 RTX。这就是 Trimble 先进的精密单点定位（PPP）技术，这是一种全球 GNSS 校正服务，无需本地基站即可提供厘米级的后处理精度。“一切都包括在内，”伍尔文说，“RTX 和 POSPac [移动扫描软件] 的后处理版本在同一个捆绑包中。你所需要的只是传感器，它主要是 LiDAR 或摄像头。Trimble 使用微机电系统（MEMS）设法降低了成本。“这些比其他类型的要便宜得多，而且 MEMS 的性能现在非常令人印象深刻，”伍尔文说。“但主要区别在于商业模式方法。我们将以订阅模式的形式进行市场推广。通过将 APX RTK 以及校正和后处理软件作为单一产品提供，Trimble 可以在以价格敏感而闻名的无人机市场中，从根本上降低拥有和操作无人机的总体成本。“它允许客户为他们需要的时间付费，”伍尔文说。“他们可以支付一段时间的订阅费用，所以如果他们只想在夏天工作，那么他们基本上可以关掉它，并在今年剩下的时间里把它放在货架上。”

InterGEO 的 Topcon 的 Ian Stilgoe 和 u-blox 的 Ari Kuukka。图片：Peter Gutierrez。

降低成本意味着减少进入的主要门槛，让更多客户成为无人机运动的一部分。鉴于明年初美国联邦航空管理局（FAA）新法规的前景，APX RTK 的发布时间很有趣。所谓的第 108 部分将包括超视距飞行（BVLOS）规则，为无人机业务的大规模扩展提供跳板。

“APX 可用于载人应用，但我们实际上是在追求无人机和超视距应用，”伍尔文说，“我们让它变得如此简单。从字面上看，您所要做的就是打开这只鸟并启动它。所有数据都记录在鸟上，包括所有 RTX 校正。您无需将计算机连接到互联网即可下载更正或上传文件。

这是一个技术准备与市场成熟度交织的案例，该系统现在更实惠、更易于使用，从而在用户社区和客户类型方面实现更大的分布。

Lukas Meier，Fixposition 首席技术官。图片：Peter Gutierrez。

二、开放式架构 — 放开工具

“想想测量员，”Trimble 产品营销总监 Joe Blecha 说。“真正了解测绘，但不了解相机校准和图像方向的人，也不想知道。我们试图以测绘人员可以理解的方式提供数据传输解决方案，保持工作流程简单、循序渐进、线性。

现代 LiDAR 扫描仪和数码相机可以提供出色的点云和正交图，“但这些实际上是临时交付成果，”Blecha 说。“没有人需要点云。他们需要来自点云的信息，而我们在过去几年中在 Trimble 一直在做的是创建更好的工具，将临时可交付成果转化为可操作的信息。

目标是将数据集（包括 PNT 数据）集成并分发给需要它们的人，而不是用背后的数学来杀死它们。这意味着让新的用户社区能够进来参与，找到新的见解。剩下的就是退后一步，感到惊讶。

“我们希望在人们所在的地方与他们见面，”Blecha 说。“我们无法自己满足每个人的需求，因为你可以用这些数据做很多不同的事情，这就是开放式架构的意义所在。如果我们能提供一个创建新工具的平台，一个客户可以扩展和适应以满足他们自己的需求的基础，谁知道这些智能工程公司会做什么呢。

开放式架构是 Trimble 的一个新想法，其他专有数据系统提供商也反映了这种趋势。向更开放的演变是合乎逻辑的。考虑一个现代建筑工地，正在进行的操作数量、来来去去的分包商、不同的数据收集能力，所有这些都会获取需要集成的厚数据集，以实现最广泛的实用性。

“无缝和效率不是 Trimble 的事情，而是行业的事情，”Blecha 说。“当然，我们希望到处都能看到那些漂亮的 Trimble 印章框和徽标，但这不是现实或要求。我们正在努力变得更加开放，并通过订阅模式降低资本成本，在订阅模式下，您可以随着时间的推移分散一项技术的成本。我们不销售硬件。我们正在销售功能和工作流程。

u-blox 高级首席项目经理 Martin Ström

三、海克斯康的高度（Hexagon Heights）

要了解 PNT 如何牢固地支撑当今测绘行业，只需漫步在 InterGEO 展览空间中，并注意到 Trimble、Hexagon 和 Topcon 等 PNT 重量级产品的主导展示，更不用说众多规模较小但极具创新性和新兴的 PNT 问题。

无数由 PNT 驱动的技术在 Hexagon 极受欢迎的展台上展出，尽管“展台”一词似乎完全不足以描述 Hexagon 展台的骚动。

在正在研究的项目中，Hexagon Digital Reality （HxDR）被描述为适用于任何规模地理空间数据的云原生平台，通过存储、可视化、协作工具和用于数据处理的自动化微服务为 Hexagon 的数字现实应用程序提供支持。Hexagon 公司 Leica Geosystems 宣布推出一种新型高性能单光子 LiDAR （SPL）技术，该技术可集成到混合传感器中。在一次通信中，Hexagon Geosystems 部门机载解决方案产品开发副总裁 Werner Kirchhofer 将新系统描述为提高了大面积数据收集的效率，其扩展的 60 度视野和 500 多个测量通道。

现场还有 PNT 的最爱，久负盛名的 OEM7720，它是 Hexagon 公司 NovAtel 的多频 GNSS 接收器系列中的一款。这款成熟的双天线兼容装置继续为空间受限的应用和具有挑战性的环境提供精确定位和先进的干扰缓解功能，跟踪当前和规划中的 GNSS 星座 GPS、GLONASS、Galileo、北斗、QZSS 和 IRNSS。固件选项包括使用 RTK 的 TerraStar 校正、用于精确航向和相对定位的 ALIGN、用于分米级、通过精度的 GLIDE 以及用于连续 3D 位置、速度和姿态的 SPAN，这些都不需要我们进一步帮助。没有 PNT，就没有派对。Hexagon 证明了这一点。

四、重新映射世界

现在看来，这似乎远非人们想象的古怪，无法预测在不久的将来建立高分辨率的地球数字孪生，这个数字孪生不仅完整，而且不断更新。谁将享受获得此资源以及通过何种方式访问此资源，是另一个未来的问题。我们现在知道的是，世界的数字重绘将在很大程度上依赖于基于 PNT 的技术，并且可能至少部分地通过合作行动实现，汇集来自许多来源的数据并涉及许多贡献者。当然，拥有更多工具和财力来做出有意义贡献的个人和组织，重新映射实现的速度就越快。

LiDAR 扫描将在这项工作中发挥关键作用;该技术无疑已成为地理空间社区偏爱的工具。总部位于奥地利的 RIEGL 以设定基于无人机的 LiDAR 系统的黄金标准而闻名，顺便说一句，它是 Applanix 导航和定位系统的长期用户，其最近推出的 VUX-100 LiDAR 扫描仪引起了 InterGEO 的关注。该装置针对小型无人机操作进行了优化，可提供足以完成许多任务的数据密度，但价格比该公司的顶级扫描仪更容易接受。

RIEGL 无人激光扫描部门经理 My-Linh Truong 表示，RIEGL 的目标客户可能对公司感兴趣，但由于财务拮据而无法采取行动。借助 VUX-100 和其他系统，Riegl 现在已准备好为更多样化的客户群带来更多的数据收集解决方案。如果 VUX-100 的表现符合预期，那么在销售方面，将有更多、更多样化的用户社区收集 LiDAR 数据，而 RIEGL 将使我们离世界的重新映射更近一步。

InterGEO 2024 的 Hexagon 展位

五、更易于集成，更易于使用

X20 是 u-blox 新推出的 GNSS 模块，支持所有可用的 GNSS 卫星信号频段，并在全球范围内提供厘米级精度。该模块拥有端到端安全功能、先进的干扰和欺骗检测以及软件功能，使其在工业自动化、汽车、无人机、地面机器人和其他安全关键型应用中非常有用。

“X 代表全频段，”u-blox 定位高级首席产品经理 Marten Ström 说。“那是 L1、L2、L5 和 L6，这很重要。使用全频段，您可以交叉检查干扰和欺骗。安全性现在是一个严重的问题，尤其是当您关注船舶和汽车应用时。

“当然，Galileo HAS [高精度服务] 位于 L6 上，这种新型的 PPP。”HAS 将在 Galileo E6-B 数据组件中以及通过地面方式免费提供高精度校正。“它就在芯片中，”Ström 说，“我们的客户会想尝试一下，然后自己决定。X20 平台具有我们在市场上看到的最小功耗，但所有频段的可访问性使其如此特别。我们是第一家在此类模块上提供 L6 频段的欧洲和西方公司。我们正在为富有创意和智能的系统集成商敞开大门，以利用它。我们认为更多的乐队会变得更加普遍，我们谈论的不是最高端。我们说的是中档型接收器。“有很多新兴的用户社区和工业应用。我们把这些技术交到他们手中，并欢迎他们接受这项技术。让他们想办法，我们看看他们能用它做什么。

X20 还支持 Galileo 开放服务导航电文身份验证（OSNMA）。“这是一个非常强大的解决方案，”Ström 说。“这是 Galileo 的瑰宝之一。还有新的天线选项。我们希望我们的客户仔细观察所有这些并消化各种可能性。

Ström 称新款 X20 是今年最大的发布，也许是明年。“这是关于高精度的，”他说，“但更重要的是，一旦你实现了 1 厘米、2 厘米的精度，我们的客户真正想要的是可用性和稳健性，这就是他们获得它的方式。

六、越多越好

不容置疑的是，Topcon 在 InterGEO 上发布了自己的重大公告，涉及与上述 u-blox 的新合作伙伴关系。该协议将两个一流的元素结合在一起。“这不是另一个一厢情愿的伙伴关系。这是真实的，“Topcon 定位系统的全球新兴业务副总裁 Ian Stilgoe 说。“我们将 u-blox 的大批量、大众市场应用产品和知识与 Topcon 的高水平精度 GNSS 服务和专业知识相结合。这不仅扩大了我们的全球足迹，而且还提供了可扩展的服务，以满足更广泛的精度 GNSS 需求。

u-blox 首席产品负责人 Ari Kuukka 表示：“由于此次合作，我们看到了很多新事物，尤其是关于矫正服务的讨论，这是 Topcon 传统上一直关注的细分市场。我们是这个市场的新进入者，我们的战略实际上是专注于机器人技术和新兴用例，客户可能拥有数千、数万甚至数十万台设备，但不需要高端的 1 厘米精度。“我们生活在不同的世界，”Stilgoe 说，“具有不同的关注点和专业知识。出乎意料地，几乎没有重叠。

从历史上看，u-blox 客户不得不去其他地方才能获得高精度的校正。“在 u-blox，我们为创建用户产品的 OEM 提供模块，”Kuukka 说。“过去，这些 OEM 会出售他们的设备，他们的客户会在需要时选择 RTK 服务。但越来越多的 OEM 希望将校正服务嵌入到产品中，以便为客户提供完整的解决方案。“一站式服务的心态变得越来越重要，”Stilgoe 说，“供应链可追溯性也变得越来越重要。这笔交易在各方面都很有意义。

在基础设施方面，Topcon 和 u-blox 都有自己的基站网络，用于校正服务。“如果我们把它们放在一起，”Stilgoe 说，“我们的客户会突然多出数千个基站供他们使用。这填补了我们覆盖范围的空白，当我们进入新领域时，我们将节省新基础设施的费用。这对市场来说应该是一件大事，尤其是对 OEM，而不仅仅是在调查行业。不是所有人都知道坐标、惯性积分、几何等。他们只是希望它能正常工作。有些客户甚至可能不了解 RTK。如果他们能够获得这个机会，他们就会突然意识到什么是可能的。

正如我们在 Trimble 上看到的那样，Topcon 和 u-blox 现在将开放式架构视为一种具有前瞻性的民主化力量。“我们必须让客户和 OEM 更容易实现高精度，”Kuukka 说。“我们可以通过合作的方式在短期内创造新的机会和新的好处。”“我们将所有内容整合在一起，以便您只需一次登录即可，”Stilgoe 说。“仍然维护封闭架构的人必须意识到，在现代世界你不能这样做。”

七、应用服务和用户

为了避免我们想象 InterGEO 上的 PNT 代表都是大、更大和更大的，我们发现较小的 Fixposition，瑞士公司，凭借其 Vision-RTK2 进行了大张旗鼓的宣传。该解决方案将 GNSS 技术与先进的计算机视觉和机器学习相结合，可在所有条件下提供厘米级定位精度。当 GNSS 信号中断时，Fixposition 视觉融合会接管以保持定位精度。该公司的口号是“精确的全球定位，无处不在”。“我们的客户是拖拉机和大型割草机的制造商，”Fixposition 联合创始人兼首席技术官 Lukas Meier 说。“果园运营是现在的另一个大话题，但你也有集装箱公园，在那里可以赚到真正的钱。”Fixposition 在荷兰有一个重要客户，将该公司的模块集成到自动驾驶集装箱运输车辆中。面临多径和阻塞挑战的海港，已被美国交通部指定为关键基础设施，这确实转化为可赚的钱。“我们做软件，我们做模块，我们有传感器，我们还做后处理，”Meier 说。“我们需要的是集成商。”Fixposition 的客户之一是 Greenzie，这是一家位于亚特兰大的领先软件公司，开发完全自主的商用割草机和工业设备。“在美国，割草是一个很大的市场，”Meier 说。“我们喜欢 Greenzie，因为他们是集成商。如果我们必须进行集成，我们可以一个一个地进行，但他们一次只做 10 个。我们希望看到的是一款按比例缩放的自动驾驶汽车，一款销量为 50,000 个的割草机，并且还有一些即将推出。他们中的很多人是亚洲人。我们希望看到更多来自欧洲或美国的产品。

2023 年，Fixposition 与 Topcon 和 Topnet Live 合作，使用精确可靠的 GNSS 定位将自主系统带给更多应用程序和更多用户。“对我们来说，InterGEO 就像家庭团聚，”Meier 说。“我们遇到了 Topcons，我们遇到了 RIEGLs、Hexagons 和 Trimbles。他们都在这里。“他笑着说。

而且，他们似乎越来越多地站在同一起跑线上，为新进入者打开新市场，有时降低价格点，有时使集成更容易，总是让用户更轻松。同样，时机是有利的，因为美国和欧洲正在形成有利的监管框架。成本正在下降，新采用的前景很有吸引力。

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