几厘米震动都难逃“北斗眼”
2013年1月14日,交通运输部发出通知,要求9个示范省市的大客车、旅游包车和危险品运输车辆,于3月底前80%以上安装上北斗车载终端。6月1日后,凡未按规定安装北斗导航的车辆,不予核发或审验道路运输证。
在“两客一危”车辆管理中的北斗车辆指挥监控系统属于北斗高精度应用,其工作原理很简单,即在管理车辆上安装北斗高精度定位终端,定位终端通过普通通讯手段(如CDMA、GPRS等)将车辆信息实时传输到指挥监控系统,从而对车辆的状况进行实时监控。通过北斗高精度的应用,可以对车辆的更加准确信息(如行驶轨迹、行驶速度、行驶车道、行驶范围等精确信息)进行有效监管,提高车辆安全性和监管有效性。
说起卫星导航,许多人第一反应可能是:“噢,我知道,不就是GPS嘛。”的确,目前而言,来自美国的GPS技术垄断了95%以上的民用导航软件。
这一状况,在不久以后将会被打破。2011年12月27日起,我国自主研发的北斗卫星导航系统开始在我国及周边部分地区试运行。这颗“北斗星”不仅能够帮助我们确定方向,还能准确告诉我们自己处在地球的哪个位置,帮助我们快捷到达目的地,告诉我们远途运输的车辆行驶状况,甚至还能在没有手机信号的荒僻之地借助卫星发送短信……
美国GPS全球定位导航系统在中国拥有庞大的用户群,而北斗在2011年底的试运行,则意味着我国正式成为继美国和俄罗斯之后第三个具有成熟的卫星导航系统的国家。
按计划,到2020年,北斗卫星导航系统将建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统,届时北斗定位导航将覆盖全球。作为我国自主研发的卫星导航系统,北斗的全球导航精度比起导航界的巨头GPS已经不相上下。而在增强区域也就是亚太地区,北斗的精度甚至会超过GPS。
据了解,北斗导航的位置精度为平面25米,高程30米,测速精度为每秒0.4米,授时精度为50纳秒。到今年年底,导航精度能达到10米左右,到完全建成时,定位精度能达到厘米。
北斗系统用户端之一是高精度测量接收机,这个接收机非常敏感,它甚至能够感受到厘米级以下的变形,一辆重型卡车从大桥上驶过,桥梁变形多少?这微小的变形,通过肉眼肯定无法判断。而高精度测量接收机则可以精确测出。
其实,除了目前覆盖范围局限于亚洲这个劣势,北斗在其他方面不逊于GPS。首先,北斗导航支持实时导航,而GPS则不行,GPS不定期更新就会容易指错路误导车主,这一点则永远不会在北斗导航上发生。而另一方面,北斗导航的清晰度可以精确到一米,而GPS则要10米。更值得一提的是,北斗导航拥有双向通信功能,车主和车主之间可以实现对话。可以说,北斗导航就是集手机导航、微信、行车记录仪、报警系统为一体的产物。
正因为如此,北斗卫星导航系统被迅速的应用都了交通运输行业“两客一危”车辆运营监控当中。2012年12月31日,交通运输部下发了《关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知》(以下简称:《通知》)。
按照交通运输部的文件,中国将在2014年至2015年两年时间内,在江苏、安徽、河北、陕西、山东、湖南、宁夏、贵州、天津等9省市以及珠三角地区试点强制“两客一危”(旅游包车、大客车、危险品运输车辆)车辆安装双模北斗导航设备,其后在全国推广。
在此之前,北斗导航基本用于国防及专业领域,国家制定自主研发导航系统也是为了国防安全,做到自己掌握自家门的钥匙。而上述《通知》的公布也使北斗导航的国家战略得到进一步升级。
“北斗产业发展和应用从一开始就得到了国家政策的大力支持,包括:重点技术研发、重点示范应用项目的支持等。当然国家在未来相当长一段时间还会继续支持及推广北斗应用,使北斗产业真正成为国民经济的支柱产业。”南方测绘技术管理中心总监李耀忠坦言,目前国家政策支持力度很大,“但是我们不得不提出,虽然国家的支持政策是好的,却有几方面问题不得不注意:在技术研发方面投入太过分散,重点不够突出,显得关键技术的研发支持力度不够。同时一些不具备核心技术的企业也得到了支持。示范应用方面,在很多技术还没成熟时就开始应用。大量技术研发示范工程落入到并不拥有核心技术和相关实力的单位、公司,使整个北斗产业的健康发展受到一定影响。因此,适当调整政策支持方式,对北斗产业的长远发展会有帮助。”
“现在大家一说到卫星导航系统时,常常错误的把四大卫星导航系统对立起来,认为有了北斗系统,就不要GPS系统了。其实,这是一个误区。事实上,经过大量科学验证,使用多个卫星导航系统的组合导航模式效果最好,包含北斗的组合导航应用比单一系统的导航定位精度更高、可用性更好、效率更高,拥有比单一导航和不包含北斗的组合导航更大的优势。因此,在实际使用中,除非有特殊要求,一般都会使用组合导航。”华安星科(北京)信息技术有限公司董事长苏广华对记者表示,目前针对“两客一危”所做的车辆监控,在数据传输方面采取公网与北斗网结合使用的方式,“公网不能覆盖的区域,自动切换成北斗系统,这样就可以将数据全程回传。”
在宣布北斗系统开始试运行时,我国也同时发布了北斗卫星导航系统的空间信号接口控制文件(ICD文件)。
中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其解释,这个文件主要是用来约束、规范和定义北斗卫星与地面接收终端之间的信号接口或特征,其中还包含北斗导航卫星发射信号的方式、频率等相关参数,有了这些数据,开发北斗终端时才有据可依。
这就相当于政府提供了一个操作系统,而下游的企业就可以根据这个操作系统,来开发出各种各样不同功能的应用软件,投放到市场上使用。
在市民中使用最广泛的终端当属导航设备。此前,业内人士就已经估计,与GPS兼容的导航设备不久后就会研发成功,并且逐步上市,会先在特殊行业进行装备,随后会在汽车导航等主要民用领域铺开。然而事实上,这个进程比预计还要快。2013年,这一步就实现了。
对于已经使用GPS终端作为导航系统的用户,如果改用北斗系统,是不是还要另外购买北斗导航终端呢?专家称,不用担心,北斗导航系统的兼容开发模式,已经免去了这部分支出。
中国全球定位系统技术应用协会咨询中心主任曹冲也表示,北斗导航不会取代GPS,而是与之互补。兼容北斗和GPS的终端,类似于“一机双卡”的手机,可在一台导航仪上自动切换,从而提高定位精度。
GPS在问世的近30年里积累了大量的空间实验数据,其中最重要的太阳光压变化对于卫星所产生影响的数据,已经建立起数据模型。“而中国的北斗系统还处于起步阶段,还需要在摸索中前进。” 苏广华表示。
截至目前,北斗卫星导航系统完成了4箭6星发射,已成功发射16颗卫星,覆盖整个亚太地区,预计在2020年将覆盖范围扩至全球。
在交通运输行业中,北斗系统导航定位技术应用是实现交通运输信息化手段,国家提供1亿多元经费支持交通运输行业“重点运输过程监控管理服务示范工程”示范应用的开展,深化了北斗产业行业应用。
由于北斗产业重要的战略意义,中国政府部门如若借鉴交通运输行业的强制推行的做法,在其他特种行业也强力推广北斗,那么北斗产业的推进速度将更快。
北斗行业应用市场想象空间也将更加巨大。
车辆安全主要是指车辆的防盗防劫以及行驶安全。对于二客一危车辆这两方面的问题都特别重要。在中国的道路交通条件下,行驶安全已经成为企业维护运输安全需要考虑的首要问题。
如何预防司机的超速、超载、疲劳驾驶等极易造成车辆事故。
如何预防司机是否有不良的驾驶行为管理者一无所知。
对于各种货运和班线客运车辆来说,管理部门非常关心其运行的线路和行车时间是否符合规定的要求。若能可以让管理者掌握车辆行车的动态信息和历史数据,从而可以方便管理者对车辆进行调度、指挥和管理。车辆卫星定位系统实时对车辆的全过程进行动态的安全管理,对于危险路段、禁行路段、限速路段能及时的提醒驾驶 员,能行之有效的遏制各种违规驾驶等交通违章行为,从而提高驾驶员的安全责任感,大幅降低交通事故。
系统能够全程监控车辆运行状况,运输安全真正有保障。辅助事故分析,事故情况有备可查;统一车辆信息管理,提高管理信息化水平;提高事故响应速度,将事故的损失减小到最低限度
如此不难看出,9个示范省份可通过分省牵头多省协作的方式,统一组织相关应用软件建设工作,在北斗应用环境基础建设完毕后,便是安装计划。根据要求,2011年年底前“两客一危”车辆安装北斗/GPS兼容终端8万台左右; 2012年开始,所有示范省份的重载普货前装兼容终端,市场容量约 60-70万台。按照如此计算,那么我国市场规模至少十亿元以上。
根据北斗产业应用推进十年规划,到2015年,北斗终端每年出货量达到100 万台,北斗应用产值将达到150亿元。
而随着交通运输行业车辆按计划完成兼容终端安装,并且其他国家重大专项42个应用示范工程相继推进,北斗产业化推进速度可能会超出市场预期,市场规模迅速放大。
可以肯定的是,除了“两客一危”车辆的运营监控之外,北斗卫星导航系统应用前景还十分广阔,集定位、无线通信、互联网、物联网于一体的应用将是下一代导航产业发展的主要特征,终端和运营服务相结合的产业模式正在逐渐形成并逐渐地改变人们的生活方式。
在交通运输行业中,北斗系统导航定位技术应用是实现交通运输信息化手段,国家提供1亿多元经费支持交通运输行业“重点运输过程监控管理服务示范工程”示范应用的开展,深化了北斗产业行业应用。