北鬥厘米級定位不存在,最多10米精度?輔助系統可不是吃幹飯的!

聲明:本文內容均引用權威資料結合個人觀點進行撰寫,文末已標註文獻來源及截圖,請知悉。

近期,就有專傢表示,我國北鬥衛星的定位精度,隻有5-10米。包括美國的GPS,其定位精度也是5-10米。至於人們的厘米級定位精度,在衛星上基本不可能實現。

情況真的是這樣嗎?北鬥和GPS的定位精度真這麼“拉垮”?

衛星定位無法達到厘米級?

嚴格來講,衛星擁有5-10米級的定位精度,確實是處於正常范圍內。

但衛星定位5-10米,並不意味著服務精度就是5-10米。因為在導航衛星之外,還存在更多的輔助設施。正是這些輔助設施的存在,才讓導航系統的服務精度,更為準確。

如果再搭配地面和太空的固定基站,以及AI智能系統的糾錯,甚至能讓定位精度達到米級、分米級、厘米級。

可見,5-10米隻是一個起點。在起點之外,還有更為廣闊的發展空間。

那提高導航衛星精度的方法,都有哪些呢?

地基增強系統

首先第一個就是,地基增強系統。

工程人員會在地面設置許多基準站,以用來錨定導航衛星的定位偏差。如果存在偏差的話,基準站就會給衛星反饋信號。二者兩兩一減,就能得到準確的坐標位置瞭。

換句話說,這就像一桿秤一樣,隻要找出一個固定的誤差值,就能錨定所有的數據。

像咱們的北鬥,就搭設瞭一套完整的地基增強系統。該系統由中國兵器工業集團和阿裡巴巴集團聯合打造,名曰“地上一張網”。

2016年,這套系統首次啟動運營。到2018年的時候,已經建成瞭1800個基準站。現如今,基準站更是高達3700個,足以使北鬥衛星的定位精度達到厘米級。

從當前的情況來看,這項產品由千尋位置網絡公司負責,取名為FindNow加速定位服務。目前已經有1億部手機接入到瞭這項服務當中,相當於北上廣深人手一部。

此外,國內43傢汽車廠商,也利用這項服務,開發起瞭自動駕駛技術。

按照技術普及度來看,FindNow加速定位服務,已經占據瞭國內自動駕駛50%的市場份額。可見,在商業化領域,FindNow加速定位服務確實已經臻於成熟。

不光如此,在鐵路、公路、橋梁、電力、航空等領域,都有設備接入到瞭千尋位置的服務。總之,在地基增強系統這塊,我國的基建設施已經搭建瞭個九成八瞭。

星基增強系統

至於這第二個方法,則是星基增強系統。

據有關資料來看,北鬥導航衛星中,包含瞭5顆地球靜止軌道衛星,一顆衛星可以覆蓋40%的地球面積。

而這些靜止軌道衛星,就相當於天上的錨點一樣,可以讓北鬥系統的定位更為精準。

北京合眾思壯科技股份有限公司,就基於這些靜止軌道衛星,開創出瞭星基增強系統,產品取名為“中國精度”。從某種意義上來講,它就相當於北鬥系統的子系統。

經過北京合眾思壯科技的五年研發和三年運營,如今“中國精度”已經進入商業化時代。按照該公司的說法,未來這項產品的費用,最低可降到現在的一半。

關於這項產品的優勢,那無疑是定位范圍比較廣瞭。由於錨點都在太空,所以工程人員無需架設基建,就能在全球任何一個地方實現定位。

如果放到應用領域來看的話,那星基增強系統的作用可就大瞭。比如人們在航海的時候,就能使用星基增強系統來輔助定位,這樣就能避免迷失於大海之中。

除此之外,像陸地測量、山地測繪、油氣勘探、礦產資源探測等,都能運用這套系統。

總之,任何偏遠地區的坐標,都能被星基增強系統捕獲一二。在這種情況下,工程人員和科研人員的工作效率,就能極大的提升瞭。

“天地一張網”

值得一提的是,在星基增強系統和地基增強系統的基礎上,相關公司還開創瞭一個合擊絕技——天音計劃。

比如前面提到的千尋位置服務公司,就結合星基增強系統,聯合打造瞭一套星地一體高精度時空服務。

他們利用陸面的3700個地基增強站,搭配星基增強系統,開發出瞭“天地一張網”。

與此同時,他們還在全球范圍內,建設和接入瞭120個海外地基增強站點。在這種情況下,“天地一張網”就能實現全球高精度的總服務瞭。

按照該公司的說法,星地一體主打的就是上天入地,無所不能。無論是沙漠、高空,還是原始森林、洞穴等,該系統都能隨時捕捉,隨時定位。

最關鍵的是,它還能實現動態厘米級服務。也就是說,開啟這套系統以後,它就能即刻捕捉你的移動軌跡,比外賣軟件還準。不得不說,科技改變生活,這句話說的一點也沒錯。

從2021年開始,天音計劃就已經實現瞭全球服務。按照這種趨勢來看的話,在未來他們可能還會實現動態毫米級、動態微米級服務瞭吧?

地圖智能修正系統

說完瞭地基增強系統和星基增強系統,咱們再來聊聊第三個方法,那就是地圖智能修正系統。該系統可以根據AI的判斷,來糾錯你的位置。

比如在打車的時候,你的原始定位,是在路中間或者天臺。像這樣的定位結果,肯定是不準確的。

在這種情況下,地圖智能修正系統,就能及時將你的原始定位進行修改,改成路邊或者人行道。在這種情況下,司機就能找到你的位置瞭。

當然瞭,如果你在重慶,那就當我沒說。畢竟重慶的高樓大廈之上,很可能又是另一棟建築的一樓。在這種情況下,系統再怎麼修改定位,也無濟於事瞭。

總之,咱們的北鬥衛星導航系統,就是依靠以上三種方法的輔助,最終將5-10米級的定位精度,做到瞭米級和厘米級。在這種情況下,人們出行的時候,就不會因此迷路瞭。

GPS誤差不超過一塊磚

說到這裡可能很多人會問瞭,世上導航千千萬,那北鬥、GPS和俄羅斯的格洛納斯,究竟哪個精度更高呢?

關於這個問題,咱們一一進行分析:

首先就是美國的GPS。該導航衛星系統工程,是1973年開始啟動的。發展到現在,GPS已經擁有瞭24顆衛星,以及4顆備用衛星。用來定位全球,基本上不在話下。

在民用領域,GPS的精度達到瞭5米。如果是亞太地區等人口稠密區,可以讓定位精度達到2.5-3米。至於軍用GPS,其定位精度可以達到0.3米。

按照美國軍方的說法,采用軍用GPS的時候,產生的誤差不超過一塊磚。

這是個什麼概念呢?相當於你在墻上架設機關槍的時候,換個槍眼都能被探測到,就是這麼的精準。

格洛納斯未來可期

說完瞭GPS,咱們再來講講俄羅斯的格洛納斯。格洛納斯的第一顆衛星,是上世紀80年代發射的。

發展到現在,已經有瞭26顆衛星。其中包括24顆格洛納斯-M衛星,以及2顆格洛納斯-K衛星。

按照現有的經驗和數據來看,格洛納斯的定位精度,可以達到10米左右。雖然比GPS差瞭一點,但對俄羅斯而言已經夠用瞭。

根據俄羅斯衛星通訊社2023年7月的報道,俄羅斯的第四代導航衛星,格洛納斯-K2,計劃於同年8月發射。

一旦格洛納-K2並入組網,那格洛納斯的定位精度將會達到0.3米。這樣一來,就跟美國的軍用GPS有的一拼。

按照俄羅斯航天部門方面的說法,在2030年的時候,他們還將把格洛納斯的定位精度,優化到10厘米以內。如果真是這樣的話,那俄羅斯在導航衛星領域,也算是遙遙領先瞭。

無冕之王——北鬥

最後就是咱們的北鬥。北鬥的第一顆衛星,是於2000年10月31日發射升空的。它承載著我國導航衛星工程的夢想,拉開瞭一章華麗的序幕。

從2000年開始,北鬥工程按照三步走戰略,開發出瞭北鬥一號、北鬥二號、北鬥三號三大系統。科研人員嘔心瀝血,攻堅克難,將無數的導航衛星送上天。

在此期間,我國科學傢還自研銣原子鐘,讓其精度達到瞭瞭每300萬年差一秒。在這種情況下,就能突破導航系統定位精度的瓶頸瞭。

從當前的情況來看,北鬥衛星已經組網完畢,擁有55顆衛星,外加5顆備份衛星。

在星載銣原子鐘和氫原子鐘的加持下,民用北鬥的精度,可以達到2-3米級,而軍用北鬥則是0.1米級。這樣看來,北鬥確實是略勝於GPS。

當然瞭,前面也提到過,在各項輔助設施的幫助下,北鬥系統的精度達到厘米級、毫米級已經不在話下。從這個角度來講,北鬥其實已經成為導航界的無冕之王。

這也難怪在自動駕駛這塊,我國的發展如此迅速。畢竟光是導航定位這一關卡,很多國傢就過不瞭。既然如此,那我國的自動駕駛技術不就一騎絕塵瞭?

如今也就隻有美國可以在自動駕駛技術這方面,和我國扳扳手腕。當中美兩國持續發力之際,其他國傢也就被遠遠甩在身後瞭。

信息來源:

新浪財經【國傢北鬥地基增強系統安全升級,覆蓋3700個北鬥地基增強站】

上觀新聞【信號服務,北鬥高精度超車三步曲】

科技日報【用上“中國芯”的北鬥,和GPS相比誰更勝一籌?】

#頭條創作遊園會#