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千寻位置:高精度定位是怎样产生的?

发表于:2016-11-16 17:00

        卫星导航系统已经成为当前重要的时空基础设施,它提供三大功能——定位、导航、授时。那么从普通精度进入高精度时代的时候,我们还需要什么样的基础设施呢?千寻位置副总经理李戈杨首次详细阐述。

李戈杨在“触摸时空的力量”千寻峰会上进行演讲

        高精度的定位是怎么产生?大家知道普通的卫星定位,任何定位设备手机也好、车也好,同时搜到天上的四颗卫星就能实现定位,但在这个定位的过程当中,由于大气的误差、卫星钟差、卫星星历误差还有高楼遮挡引起的多路径效应,卫星的定位精度只能到10米左右。我们在地面的已知点建立卫星参考站,通过连续观测计算出各类误差的修正信息,同时发给我们的定位设备,这时候被修正过后的定位它的精度就能够大幅提高,这就是我们的千寻跬步——亚米定位、千寻知寸——厘米级定位、千寻见微——毫米级定位。我们看到,地基增强系统已经成为高精时代的一个重要基础设施,在我们国家,北斗地基增强系统已经成为国内重要的时空基础设施。

        千寻目前首要的任务、我们的战略是要把高精度定位能力变成公众服务,那我们再来看,在各种场景下高精度的位置服务会对我们的基础设施提出什么样的要求?手机车辆要求覆盖城市及经济发达地区,7×24小时服务。高级辅助驾驶、无人车,要求所有路网覆盖、7×24小时、高可用。无人机植保,广袤的农田覆盖,甚至那时候我们可能还没有三级、四级的信号,同时要求高可用。其他铁路养护、飞机起降、火车运控、形变监测,都需要我们提供更广的覆盖、更高的可靠性。总结下来,高精度位置服务对基础设施提出了三大要求,全覆盖、高可靠、快速响应,我们再来看看千寻是如何满足这样需求的。

全覆盖

        在过去的一年多当中,我们被问到的问题就是在我的城市、在我的区域有没有千寻的服务?那么这张图上面每一个小的红点,都是一个北斗地基增强站,大家可以看到我们已经覆盖全国,包括我们的西沙群岛、南沙群岛。最北的站点是漠河,最南端的站是华阳礁,最东的站是抚远,最西的站是新疆乌洽。最高的站在那曲,最低的站在静海,海平面下两米。最热的站吐鲁番40度以上的高温,最冷的站还是在漠河,零下50多度的低温。

每一个红点,都是一个北斗地基增强站

        所有的站点组成了一张网,这张网能给我们提供什么样的服务呢?首先是覆盖全国的千寻跬步亚米级服务,其次我们在17个省能够实现全面覆盖的千寻知寸厘米级服务和千寻见微毫米级服务,那么在17个省市之外的其他省市,二级以上城市和主要国道都能覆盖千寻知寸和千寻见微。总结一下,超过1200个站点,覆盖960万平方公里的陆地、海域,适应各类的气候及地理环境,全疆域、全天候。


千寻服务覆盖示意图
高可用

        我们再来看看我们怎么样满足高可用的要求,更高的可用率源于我们对服务的承诺。 千寻当前采用的站点技术要求,在数据延迟、中断、历元可用率、多路径、周跳比等方面远比国标要求的高。

        这样的一个指标,对于千寻来说,对于千寻合作伙伴来说,都是一个非常高的目标,动力源自我们对客户的服务承诺,我们是如何做到?一句话,全链条保障。

        首先在基础环境方面,严苛的站址勘选标准,千寻的同学在选站上,甚至要花比建站更多的时间,每个山头、每条河流、每一座高楼他们去实际勘察、去选择。多路供电方式,站网的覆盖要求几乎是均匀覆盖,那么在一些条件不太好的地方我们考虑用太阳能、风能这样的供应方式,无论我们的站网在哪,每个站网至少有24小时的后备电源,同时千寻开发的系统能够让我们随时了解路面情况。

        网络,每个站无论多远专线接入,遍布全国1600多条专线,每个省专线双备份,每个省有两个汇聚。

        数据中心方面我们在31个省市,选择了54个汇聚机房,这些机房全是T3、T4级以上的级别,我们看看T4级别是4个9、1个5,所有的数据汇聚到位于北京的国家北斗数据中心,它具备最高的安全等级。

快速响应

        运维体系7×24小时全天候响应,按照不同的级别最快2小时内修复,最长24小时修复。在整个过程当中,我们所有的合作伙伴统一参考超过60项的标准规范。自行开发的全链条、全自动动态监控报警系统,使我们对这样一个站网每一个细节了如指掌。同时,我们跟合作伙伴一起遍布全国800多人的各级代理体系。

        即便这样的站网,我们在使用的过程当中,可能还会有用户有更高的要求,怎么办?我们跟设备厂商和合作伙伴一起开发了灵活快速的建站方案,临时基准站4小时完成,联网的连续参考站七天内完成。

        千寻目前的北斗地基增强系统,也是我们国内唯一的一个采用全国产设备的地基增强系统,我相信千寻和国产的这些设备厂商,我们能够在短时间内达到甚至超过国外同类设备的标准。

        当高精度服务成为公众服务的时候,它对基础设施提出了更高的要求,在覆盖度、高可靠方面,千寻和合作伙伴一起在这方面的追求从未停止。