【行业简报】上海卫星导航产业信息简报 2022 年第7期 / 总第 177期

卫星导航除 PNT 外的第四大功能非同凡响 

曹  冲

卫星导航除了定位导航和授时外，还有第四大功能吗？是的，这就是精密控制和自动化支撑功能。卫星导航系统最早是强调提供 PVT 参量，就是位置、速度和时间，其最大的优势是高精度，因为它是用高精度原子钟产生的时间，作为测量工具，实现定位、导航和授时（PNT）功能，由于高精度的特征，所以导航也可以与制导混为一谈，可以实现导航与制导，在军事应用中，成为导弹、炸弹、炮弹的制导能力。

在民事应用中，首先成为大型农机的自动驾驶系统。于是，精密控制和自动化支撑功能，就逐步成为卫星导航的第四大功能，这是极其不同凡响的事情，因为这一功能作为关键核心推动力，促进其向两个完全不同的方向发展，一个是向无人驾驶汽车、无人机、无人船、机器人等新兴产业发展，另一个方向是指向改造传统产业，实现向社会产业和经济转型方向发展，成为数字施工、智能建造、城市信息模型（CIM）、建造信息模型（BIM）等不可或缺的支撑技术。

作为基建强国的中国，每一个建造场合、建筑工地、施工作业现场，都需要这类精密控制和自动化软硬件工具，加以技术改造和方式转型，提高效率、效能和效益，实现高质量发展，这是个巨大无比的产业群体，目标是实现数字化转型、网络化协同和智能化升级，以期满足信息化社会发展的需要，满足数字经济社会发展的需要。

什么是数字经济？这是在农耕时代的农业经济，和工业时代的工业经济基础上发展形成的，适合现代信息时代需要的新型经济发展形式。根据我们的研究，它是以中国（北斗）新时空和元宇宙技术为核心架构支撑，用精准时空链接人事物，通过信息化时代的数字化、网络化、智能化三大发展阶段，实现五大要素（大安全、大数据、大链接、大计算、大服务）的有机组合和优化配置，形成科技创新、产业推进、条件保障三大体系，与研究开发、元组件制造、系统集成、增值服务为主要环节的产业链，推进十六大产业领域集群集聚发展，重点推动高端制造业、现代服务业、先进软件业和综合数据业同步前行，最终变化形成为巨无霸的智能信息产业和中国服务国家品牌，服务全中国与全人类。

上海数字孪生“空间数字底座”的研究与实践

赵  峰

赵峰，毕业于武汉测绘科技大学航空摄影测量与遥感专业，现任上海市测绘院副院长，教授级高级工程师，注册测绘师，上海市测绘院国家级博士后科研工作站站长，自然资源部重点实验室主任，华东师范大学客座教授和硕士研究生校外指导教师。长期从事基础测绘、重大工程测量、摄影测量与遥感以及地理信息系统开发研究等工作，曾负责过多项上海市科委重大科研项目，先后主持过多项部市重大信息化项目。曾荣获自然资源部科技进步二等奖、上海市科技进步一等奖等多项科技奖励，在测绘地理信息专业期刊上发表过多篇专业技术论文，主持和参与编写多项地方标准规范。 

一、 研究背景

2021 年 10 月上海发布了《关于全面推进上海城市数字化转型“十四五” 规划》，明确提出要面向未来， 打造泛在赋能、智能协同、开放共享的“城市 数字底座”，搭建城市智能中枢，为千行百业的数字化转型赋能。

空间信息资源是城市三大基础信息之一， 是城市形态的真实反映， 已成为 智慧城市建设重要的新型基础设施， 而构筑城市数字化转型“新底座”，离不 开空间信息的基础支撑，“空间数字底座”它是“城市数字底座”的重要组成 部分。所以以时空信息为依托研究建设数字孪生城市的“空间数字底座”，全 面支撑城市“数字化转型”发展， 已经成为当前空间地理信息服务和应用的主 要任务和重要方向。

二、  “空间数字底座”的提出与定义

目前空间信息数据在实际应用过程中，在数据内容和组织上、服务方式和 能力上，在应用的深度上，在运营持续能力上还存在一些差距。城市数字化转 型需要更精准、更精细、更实时、更真实的空间地理信息。更精准就是在要素 和实体数据精度上要更高；更精细就要求在空间分辨率上要更小、在数据内容 和内涵上要更丰富；更实时就是在时间分辨率上要更短， 更新周期更快， 实时 反映现状变化；更真实就是在可视化呈现上更直观、形象、使用便捷。

因此， 空间信息必须顺应城市管理和发展需要， 要从传统地图服务逐渐转 向成为以时空为核心的城市大数据及决策分析的“承载体”和“能力提供者”。 基于此我们提出了研究和建设满足上海数字化转型发展的孪生城市“空间数字 底座”。

“空间数字底座”应该是基于网络和云技术为依托， 以时空信息为基础构 建的实体化、语义化、结构化、场景化、可视化的现实物理城市的全空间形态、 多颗粒度呈现的数字孪生体， 是城市全要素、全生态资源， 以及物联视联感知 大数据、经济社会大数据的空间承载体。它是数字孪生城市可感知、可计算、 可学习、可决策、可交互、可视化的重要底座支撑， 它与城市运行的生命体征 高度关联，可以伴随着城市这个有机生命体不断地迭代生长。

三、  “空间数字底座”的研究内容

“空间数字底座”既然是与“城市同生共长”虚实融合的空间数据基底， 就必须具备提供超大城市综合管理信息在时空层面上的融合、分析和呈现的基 础能力；具备提供超大城市规划建设运行管理多维度、全场景、可视化的核心 能力；具备提供超大城市治理基于数字空间的智能分析决策与预演研判的支撑 能力。

但是“空间数字底座”还是个新的概念， 没有相关成熟的理论、技术和建 设模式， 需要研究探索的问题还很多。首先要从概念和认知上， 研究“空间数 字底座”的内涵和理论体系构成， 厘清“空间数字底座”与“数字孪生城市”、“实景三维中国”和“CIM”之间的关系， 分析关键组成要素， 抽象出城市本 体模型框架， 构建知识图谱， 形成管理模型、技术标准和支撑体系；第二在关 键技术层面， 要研究多源离散地理实体和分层连续地质实体的建模方法， 实现 对物理世界的地上地下全空间的精准映射，要攻关突破二三维一体化的自动实体建模、动态迭代更新、空间服务发布、数据叠加融合、智能场景组装以及安 全保密处理等基础和应用的关键技术；第三在规划和建设层面， 要坚持需求导 向、顶层设计、试点引领、基层驱动、安全可控等建设原则，坚持“立起来、 动起来、落下去、用起来”的目标方向。 

立起来就是要形成城市统一的数字孪 生城市空间框架—— “三维立体一张图”。动起来就是融合城市实时动态、相 互关联的数据， 融合社会和经济数据， 形成实时渲染、交互便捷、动静结合的 城市运行实时动态地图。落下去就是打通网络和部门壁垒， 形成跨区域跨部门 的基层要素流动， 支撑基层各类应用场景。用起来就是建立数据鲜活、安全可 靠、实用有效的运行保障机制，形成市、区、街镇、网格等多级应用。

四、  “空间数字底座”的实践探索

上海一直是信息化建设和智慧城市发展的排头兵， 在空间地理信息资源建 设和应用上也始终处于全国前列， 为“空间数字底座”的研究和实践提供了良 好的基础。

近年来， 在“空间数字底座”的数据建设上， 上海开展了全国第一个新型 基础测绘国家试点项目， 采用了智能化全息测绘方法， 探索建立高清、高精覆 盖地上地下、室内室外全空间结构化的三维实景城市， 打实底座的时空数据基 础。部分数据成果如下图：

在“空间数字底座”的能力探索上， 我们正推进地理实体的标准规范制定， 开展地理实体数据库建设， 并以地理实体为基础， 探索融合人口、法人、土地、 房产等社会和经济类属性数据， 形成底座的空间分析决策支撑能力；研究基于GIS 技术和游戏引擎技术相结合的底座全空间、全要素、静态高精度模型和动 态高清视频相融合的可视化能力， 呈现一个真实的、可视的数字孪生城市；同 时我们也在研究空间数字底座场景化按需组装能力， 按需组装成不同场景(范 围、尺度、类型)的数字底座， 满足城市级宏观场景、街道镇一级的中观场景到 社区、园区和楼宇微观场景等多级应用需求。

在 “空间数字底座”的应用上， 紧紧围绕长三角一体化示范区、五个新城 等重点区域的规建管用全流程闭环管理，围绕政务服务“一网通办”和城市运 行“一网统管”，围绕智慧农业、智慧园区等重点领域、重点产业数字化转型 等方面开展应用实践探索， 并取得一定成效， 为城市规划建设、城市治理能力 现代化提供了重要支撑。

五、 结束语

上海正大力推进数字化转型发展， 建设国际数字之都， 而数字孪生城市建 设是基础。这就需要我们加快研究和建设“空间数字底座”，通过全域共享和 全域感知， 以虚拟融合的技术手段推动城市治理的现代化、智能化， 让城市更 有序、更安全、更干净，为市民创造更便捷、更和谐、更美好的生活与发展空 间。

北斗标委会组织 2022 年度北斗领域国家标准项目申报工作

为贯彻落实《深化标准化工作改革方案》和《国家标准化发展纲要》要求， 按照国家标准化管理委员会提出的《2022 年全国标准化工作要点》，根据北斗 卫星导航标准化年度工作安排， 全国北斗卫星导航标准化技术委员会组织开展 2022  年度北斗卫星导航领域国家标准项目申报工作。申报的国家标准项目应 以《北斗卫星导航标准体系(2.0)》为依据， 满足我国北斗卫星导航系统建设运行、应用及产业发展对标准的需求， 具有较好的技术基础和成熟度， 能够协 调和规范北斗卫星导航领域的技术活动， 为北斗卫星导航系统建设、应用和产业发展提供有力的支撑。申报工作具体要求详见：

www.beidou.gov.cn/yw/gfgg/202204/t20220425_23897.html

交通运输部发布“十四五”公路养护管理发展纲要

4 月 27  日，交通运输部发布《“十四五”公路养护管理发展纲要》。《纲要》 指出，“十四五”时期将运用北斗系统，提升公路养护管理数字化水平。

《纲要》指出，“十四五”时期将以数字化引领公路养护管理转型升级， 为北斗应用、车路协同、自动驾驶等提供支持， 加快公路技术状况检测监测及 养护装备研发， 重点是公路桥隧、交安设施等自动化快速检测装备、无人化养 护施工装备研发，提高决策水平，提升公路养护管理工作效能。

膝关节置换手术导航定位系统获批上市

近日， 国家药品监督管理局经审查， 批准了骨圣元华机器人(深圳) 有限 公司生产的“膝关节置换手术导航定位系统”创新产品注册申请。

该产品由机械臂系统、导航仪系统、主控台车系统、手术电动工具组成。 与经验证的膝关节假体及定位工具联合使用， 在成人全膝关节置换手术中， 用 于膝关节假体和手术工具的导航定位。

该产品核心技术包括注册配准算法、导航截骨安全控制算法、以及机械臂 术中运动追踪算法等。在全膝关节置换手术中采用齿轮驱动的七自由度机械臂 系统握持手术电动工具， 可辅助医生完成全膝关节置换手术， 手术导航定位精 度满足临床使用要求，降低 X 射线对医生和患者的辐射损伤。

该产品属于具有自主知识产权的国内首创医疗器械， 各项性能指标达到国 际同品种器械水平。药品监督管理部门将加强该产品上市后监管， 保护患者用 械安全。

华测导航荣获 2022 年全国五一劳动奖状

4月28日，《中华全国总工会关于表彰 2022 年全国五一劳动奖和全国工人先锋号的决定》正式发布， 肯定了一批优秀单位、职工，集体为我国发展取 得新的重大成就做出的突出贡献。华测导航荣获全国五一劳动奖状， 是上海市8家五一劳动奖状获奖单位之一。

在过去的 2021 年，华测导航坚定不移地专注高精度定位领域业务布局，  坚定不移地持续提升自身经营能力， 自觉履行社会责任， 积极投身高精度定位 应用拓展与行业生态构建， 努力使创造的经济与社会效应最大化。在科研层面， 公司参与的项目实现了我国高端厘米级移动测量装备从引进到输出的重大转 变， 荣获国家科技进步二等奖；在经营层面， 公司直面疫情和原材料价格上涨 挑战， 实现 35.02%营业收入增长， 不断提供就业岗位并依法纳税， 蝉联青浦区 百强企业；在社会责任层面， 公司于河南极端特大暴雨和黄河秋汛期间， 为救 援和防汛提供了技术支持和保障；在行业生态层面， 公司致力于打通产学研合 作链条，为科研提供支持，为人才培养提供助益，并为行业提供“新型测绘” 等热点话题的交流平台。

五一劳动奖状是对公司发展的阶段性肯定， 未来， 华测导航将继续发扬攀 登精神，焕发创新创造活力。

SpaceX 与 JSX 签署机上星链 Wi-Fi 服务协议

近日， SpaceX 正式进军机上 Wi-Fi 市场， 已与一家航空公司达成合作， 将 利用其星链卫星网络为独立航空运营商 JSX 提供空中无线互联网服务。

JSX 首席执行官 Alex Wilcox 表示：“我们将是第一个在飞机上提供星链上 网服务的公司。”他预计该服务将在第四季度之前提供，甚至更早一些， 目前 这项服务仍需等待监管部门的审批。Alex Wilcox 透露， 与 SpaceX 的协议涵盖 了多达 100 架飞机服务。不过 Wilcox 拒绝提供有关 JSX 与 SpaceX 合同的财 务细节。他指出， JSX 将免费为乘客提供 Starlink 服务， 无需登录即可连上网。

除此之外，达美航空也正在对星链的技术进行探索性测试， 而且 SpaceX 几个月来一直在就提供星链空中互联网服务与航空业进行谈判。他们认为， 星 链是 SpaceX 在全球没有互联网接入的地区招揽消费者和企业客户战略中的一 个关键环节。

OneWeb 将于年内从印度发射卫星

近日， 一网公司(OneWeb) 宣布已签署一份合同， 将于年内使用印度最大 的运载火箭部署部分剩余的低轨道宽带卫星。

一网公司在 4 月 20  日的一份简短新闻稿中表示，公司已经与印度空间研 究组织(ISRO)的商业部门印度新太空有限公司(New Space India Limited)达成 了发射协议，协议中包括了从萨蒂什 · 达万太空中心发射的卫星数量，但并未 对具体数量进行披露。

印度新太空公司计划在 2022  年内于萨蒂什 · 达万航天中心(SDSC)进行首 次发射任务，本次发射将进一步对一网公司的 428 颗在轨卫星总数进行扩充， 目前在轨卫星已占计划总数的 66%。一网公司表示， 任务计划使用印度的地球 同步卫星运载火箭(GSLV)。

GSLV 3 型火箭是目前印度最大的火箭， 可以将约 9000 公斤的重量运送到 近地轨道， 可与欧洲发射供应商阿里安航天公司用于部署一网公司星座的俄罗 斯联盟号火箭相媲美。

一网公司此前的发射任务由阿里安航天公司通过联盟21- 1b 型运载火箭执行， 每次发射任务可以部署 34-36 颗一网卫星，公司曾计划今年再使用6枚联 盟号火箭部署卫星，以进一步扩大其全球服务，但3 月 4 日发射计划被迫搁 置，以进一步寻找替代火箭。一网公司 3 月 21  日表示，已与 SpaceX 达成协议， 使其能够在今年恢复发 射。然而，包括发射卫星时间和数量在内的细节至今也仍未公布。

华为首发手机 3D 精准室内定位技术，由高德地图支持

近日， 在华为折叠旗舰及全场景新品发布会上， 华为全新发布搭载 3D 精 准室内定位技术的折叠屏手机 HUAWEI Mate Xs 2，用户使用高德地图 App 即 可实现“店铺级”精准定位、跨楼层自动切换， 以及定位连续不间断的室内定 位新体验。据悉， 这是国内首次通过智能手机、规模化落地的 3D 精准室内定 位技术。

据介绍，华为 3D 精准室内定位技术采用多源融合信号、精准楼层识别、 AI 建模、高精度 3D 航位推算等技术， 支持平层精准定位， 帮助用户实现“店 铺级”定位。目前， 该室内定位技术已覆盖国内超过 160 个城市、 1300 多个核 心商圈，以及 20 多个大型交通枢纽型公共建筑。