定位精度可达厘米级！北斗定位系统将如何改变我们的生活？

2020年6月23日，北斗三号最后一颗、同时也是整个北斗系统第55颗卫星成功发射，标志着我国北斗系统完成了全球星座部署，实现了全系统服务上线。

目前，我国的北斗系统已经与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略一起并称为四大国际卫星导航系统，被国内国际的用户广泛应用于地图导航、救灾防灾、紧急通信、国土测绘、农林牧渔、城市治理、建筑施工、智慧交通等领域。

作为北斗系统的突出优势之一，短报文通信服务的区域通信能力已经达到一次性发送14000比特（1000汉字）的程度，支持传输文字、语音和图片数据，全球通信能力则达到了每次560比特（40汉字）。

北斗导航系统的另一突出优势是高精度定位。随着北斗卫星数量的增加和地基增强系统的不断完善，北斗导航系统的定位能力已经从10米提高到5米，直至现在的厘米级。

下面就让我们了解一下北斗精度为何这么高，以及高精度导航带来的产业革新。

RTK技术中有基准站和移动站。基准站指的是对外提供服务的固定站，移动站指的是客户端。

基准站和移动站同时与导航卫星进行数据交互，移动站接收到的不仅是导航卫星的信号，还包括基准站的实时载波相位测量值，两样数据综合解算处理之后得到的坐标值精度可达厘米级别。

PPP技术的核心是多个基准站组成的基准站网络。基准站网络不断运行，从而产生高精度卫星时钟和轨道矫正信号。

客户端可以利用卫星信号或者互联网得到PPP数据，从而实现分米级的定位。

A-BDS的实现主要依靠运营商。运营商先是在卫星信号比较好的位置安装一些高精度卫星定位接收机，然后通过无线信号将卫星时钟信号发送给客户端，客户端解算后得到坐标信号。

A-BDS技术的优点是反应灵敏、成本低、客户端能耗低，可以显著提高北斗卫星导航系统的性能。

主要依靠搭载了增强信号转发器的地球静止轨道卫星。静止轨道卫星不断广播卫星钟差、电离层延迟、星历误差等修正数据，客户端接收之后与自身接收数据进行综合解算，从而提高定位精度（修正了一部分误差）。

北斗地基增强系统属于国家卫星导航高精度服务基础设施，是北斗卫星导航系统的重要组成部分。

北斗地基增强系统由基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统和用户终端五部分组成。基准站在接收卫星导航信号之后，利用数据处理系统解算，得到导航卫星精密轨道和钟差等差分增强信息，然后利用卫星转播、无线通信、数字广播等形式提供给手机等客户端，客户端利用这些增强数据修正误差、提高定位精度。

相较于A-BDS技术，地基增强系统的主要优势有两点。一是能够兼容其它卫星导航系统的信号，提高服务可靠性和定位精度；二是方便采用多种信号转播方式。

北斗导航用户大体分为大众用户和行业用户两类。

大众用户要求低成本、广覆盖的导航服务，比如汽车导航、手机定位等应用。行业用户往往要求高精度、高稳定、高可靠，例如地图测绘、水利监测等领域。

不论是行业用户和大众用户，都可以利用北斗高精度定位，以实现更高效益、拓展行业价值。

以农药喷洒为例。若想提高单位农药的使用效果，无人机必须精准控制自己的飞行高度和飞行路线，因此高精度的定位数据必不可少。

在地基增强系统、星基增强系统、RTK等技术的加持下，无人机可以获得厘米级别的北斗导航信号，进而获得准确的耕地边界和农作物高度，提高农药的使用效果。

国内大中城市存在大量大型商场，它们往往是多层的大型建筑，店铺多达数百家。对消费者而言，游览路径的复杂度在不断提高。

基于北斗高精度数据打造室内导航系统之后，消费者可以精确地知道自己所处的位置和楼层，然后精准地找到目的商铺。如果定位精度进一步提高，消费者甚至可以直接定位到某个商品。

自动驾驶中的车道变更提醒、车道偏离提醒、紧急自动刹车、紧急车辆避让等辅助动能，都需要至少厘米级别的实时定位数据，而且是全国范围内主要道路的实时高精度数据。

有了至少厘米级别的定位数据，我们才能得到前后左右车辆的实时距离、车辆在道路上的准确位置等信息，自动驾驶系统才能获知周边环境，操控车辆做出加减速、变更道路、紧急避险等操作。

北斗地基增强系统和5G网络是自动驾驶落地的前提条件。

南水北调、西气东输、东数西算等大型工程测绘的传统方式是分段测量。使用北斗高精度导航数据之后，可以实现全国一张网，大大减少测绘工作量，并且提高测绘精度。

工程施工的时候，有高精度导航加持的工程机械可以实现精确施工，大大减少后期工作量的同时，也能够节省耗材、降低成本、减少工程时间。

基于中国北斗研发出的北斗短报文通信射频基带一体化芯片，智能手机也可以连接卫星，在没有运营商信号的情况下使用短报文通信服务。

例如不久前发布的华为Mate50手机，就可以在能够连接到北斗卫星的空旷无遮挡的地方，利用北斗卫星发送最多19个字符的短消息，适用于野外探险、极限运动、科学考察等场合。

北斗导航只是一个起步。我国规划在2035年前后完成新一代的全球综合定位导航授时体系，打造天空地海一体化、标准协议统一化、高安全高可靠、高精度高智能的定位授时基础设施，为智能制造、自动驾驶、智慧农业、智慧矿山等新兴产业提供基础技术支撑。

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