“星间链路”串起万物互联 江苏全面进入“北斗+”时代
2020-08-01 07:59

 

网格化巡防管理服务平台后台 移动气象车

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应用北斗服务的手机终端

  6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。扬子晚报记者了解到,其实,北斗卫星已经默默为我们服务很多年了。成立于2000年的南京中网卫星通信股份有限公司和成立于2012年的江苏北斗卫星应用产业研究院,基于北斗开发出多款设备和系统投入应用。 

  扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子 刘丽媛 徐晓风 于丹丹 徐媛园 王赟

  全网打通“星间链路”

  卫星与卫星之间也能“打电话”

  南京航空航天大学航天学院教授康国华告诉记者,“北斗”是一个庞大的系统工程,与我们的生活息息相关。“从上个世纪80年代开始,全世界都一直在用美国的GPS。有了北斗系统后,GPS在全球卫星定位领域的绝对主导地位受到了挑战,现在我们大部分手机都已开始采用北斗导航系统。”

  “北斗三号”全球卫星导航系统的成功组网,标志着我国在卫星导航系统领域,有了和美国GPS导航系统实力PK的资本。“北斗不仅是一项国家工程,也是民族工程。‘北斗’有着多个‘第一次’。”康国华列举,北斗卫星导航系统第一次采用了三种轨道:GEO、IGSO和MEO。“北斗系统采用的是混合星座。”康国华解释,GEO与地球同步,相对地球静止;IGSO在倾斜轨道上欢快地跳着“8字舞”,优先服务亚太地区;MEO轨道属中低轨道,为全球用户提供定位导航授时。

  康国华介绍,北斗卫星之间不是完全“不通气”的。地面与天上的卫星之间,甚至是卫星与卫星之间都保持着“常联系”的状态。地面段的主控站会时刻对空间段的卫星进行监控和维护,并对卫星传回的数据进行及时处理。万一出现了信号故障,天上的卫星与卫星之间也能“打个电话”,卫星之间的信息也会互动,通过“星间链路”,进行信息传递。

  更高精准+更高性能

  在太空都能看清你先迈的是哪只脚

  目前,北斗三号卫星在定位服务、广域增强服务、全球短报文服务、搜索救援服务等方面都形成了鲜明的北斗特色,并在系统信号性能、系统传输和测距性能、星载原子钟性能、关键产品和元器件国产化等方面实现了对国外技术的局部领先。

  康国华教授目前带领团队开展的“低轨卫星导航增强”研究就与北斗的推广应用有关。“如果我们把北斗系统比做高速公路一样的主干网,它能提供优于10米定位精度;那我们工作就类似于在修‘省道’,在这个骨干网基础上,进一步提高精度。”

  康国华举例子说,当你在城市楼宇间穿梭时,由于楼宇形成的“峡谷”效应,你能看到的天很小,因此接收到卫星的信号少且弱。而低轨导航增强系统,就是在北斗星座下方再增加一层低轨星座,利用低轨卫星上的导航增强系统实现北斗信号增强和播发,从而提高信号的强度,将原来北斗道路级定位提升为车道级定位,“以前我们可以知道人在哪,现在我还要知道你是迈出了左脚还是右脚。”

  江苏人身边的“北斗 ”生活

  北斗全球组网后,具有定位、授时和短报文服务的北斗系统融入老百姓生活的速度会加快。“北斗+”生活将加速来临。康国华说,“它将会成为类似于水网、电网一样的基础设施,日常生活再也离不开它。”

  在采访中,江苏北斗卫星应用产业研究院科技项目主管孙俊伟告诉记者,重点服务中国地区的“北斗一号”导航定位系统2003年就已经建成开通,也就是说,北斗相关服务在很多领域早有布局,我们也在不知不觉中享受着北斗带来的便利。

  气象

  传输实测数据,提高对极端天气的预报能力

  气象领域是最早应用我国北斗系统的重要应用领域之一。在边远台站和海岛,气象实测数据最先通过北斗导航系统试验卫星传到中心预报服务部门。江苏的一些偏远和海岛的台站也配备了北斗系统。在暴雨的预报和监测中,北斗也发挥重要作用。江苏省气象局观测处处长李崇志告诉记者,北斗卫星导航主要功能是高精度的定位,定位会有微小误差,可能只是厘米或毫米级的级别,这个误差主要是空气中有水汽造成。通过这个“误差值”,可以反演出大气空气中的水汽通量,提高暴雨、暴雪等的预报能力。

  电力

  实现全电力系统时间,为电网设施装上“千里眼”

  北斗在江苏较早应用于电力领域。采用“北斗双向授时功能”专有技术,能够实现严格意义上的全电力系统时间;利用北斗系统的短报文功能,能够实现所有厂站端时间同步系统远程监测和运行控制。6月23日,国内首个海岛电力北斗地面基站在江苏开山岛建成投运。有了电力北斗地面基站,电力巡检人员就如同有了“千里眼”和“透视眼”,一旦发生地质灾害,巡检人员不需去现场就能了解电网设施有无受损,而且能发现人力所不能及的危险隐患,哪怕几厘米的位移变化也无法逃脱北斗地基增强网基准站“法眼”。

  农业

  智能“吞”麦“吐”粒,无人技术助力夏粮丰收

  今年6月4日,南京农业大学智慧农业研究院的专家团队在田间一线指导小麦收割,以“北斗导航支持下的小麦无人收获技术”精准助力夏粮丰收。这一技术作为2019年农业农村部十大引领性农业技术,主要包括北斗导航支持下的小麦无人播种收获技术、无人机支持下的小麦精确施肥喷药技术以及物联网支持下小麦智慧灌溉技术。记者了解到,这一技术注入小麦生产耕、种、管、收的全流程。例如,无人收割机在收割的同时,可进行小麦籽粒产量、蛋白质含量和水分的在线实时检测。

  疫情防控

  通过网格化巡防平台,让社区管理更便捷

  江苏北斗卫星应用产业研究院科技项目主管孙俊伟告诉记者,应用了北斗导航服务的网格化巡防管理服务平台,能够将社区工作人员+手机终端,小区设施+摄像头,北斗导航、5G、物联网等技术结合,把人、时、事、地、物结合起来。

  在今年的疫情防控中,网格化巡防管理服务平台也起到了重要作用。孙俊伟介绍,疫情形势严峻时,外地来宁人员需要接受统一管理或者居家隔离,网格员们每天持手机终端上门,及时更新信息,方便社区、街道疫情防控的系统管理。

  防汛

  “专线”保障信息传输,实时监测水环境

  今年江西遭遇严重洪涝灾害,公路损毁、通信基站被洪水冲倒,地面网络无法传输信息,该如何保证灾情现场的气象信息数据及时传回到防汛指挥部?南京中网卫星通信股份有限公司的移动气象车和北斗短报文通信起到了关键性作用。中网卫通总工程师孙荣庆解释,短报文是基于北斗卫星链路的传输模式,可以看作是北斗“专线”,能够实现跨区域的信息传输。江苏境内洪泽湖一带的水环境监测也应用了中网卫通的短报文通信设备。当地的地面站采集、传输水环境数据,能够实时监测水污染、蓝藻暴发等问题。

  共享单车

  高精度定位停车技术,解决找车、还车问题

  哈啰出行此前宣布联合千寻位置研发的“车辆高精度定位及电子围栏停车技术”,目前已在南京的部分单车上应用。据哈啰出行副总裁任亮亮介绍,高精度定位可帮助企业更准确地掌握千万级共享两轮车辆实时的位置分布、数量情况和运营情况,同时也让用户更便捷准确地找车用车,解决“找不到车”、“还不了车”等常见问题,并降低超区、禁停区停车的误判率。

  危化品运输

  有效实现大车管控,大大减少事故率

 

  开车的人都习惯性躲开“大车”,担心车上装着危化品、担心司机疲劳驾驶……孙荣庆介绍,南京一些交通部门应用了中网卫通基于北斗导航开发的设备,实现对危化品车辆、物流车辆的定位、跟踪和监控。装上北斗导航芯片后,车辆行驶路线得以规范,运输效率能提高30%以上;系统通过实时定位监测司机是否疲劳驾驶,也让事故率大大减少。

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