文 史峰
从古至今,每个在地球上生活的人,都不可避免地产生这样的追问:我在哪儿?他在哪儿?这两个问题的核心意义即“位置定位”。
为实现位置定位的梦想,人们绘制了纸质地图。纸质地图算是位置网的初级版,但定位的效率低下,结果也不够精确。
计算机出现之后,人们把纸质地图上的信息输入电脑,使其变成电子地图。电子地图的位置信息含量是纸质地图的成千上万倍,加上它具有搜索、放大、缩小、测距等功能,所以定位效率大为提高,结果更精确。
虽然电子地图的定位功能比纸质地图更优秀,但它仍只能算是位置网的初级版。
所谓位置网,需满足这样一个条件:海量且精确的位置信息能通过互联网在“人”与“图”之间做即时的无障碍互通。不论电子地图还是纸质地图,都不能满足上述条件,所以还不能称为“网”,只是位置网的雏形。
随着互联网的数据采集及传输能力的极大提升,加上移动终端设备(主要指智能手机)的大量普及,电子地图与每个人之间的海量信息终于实现了无障碍互通的功能:打开手机,只要你“愿意”,你的位置信息立即就能被精确“采集”,然后通过互联网的信息传输,“你在哪儿”、“他在哪儿”的位置就能立即显示在地图上。
无数人与电子地图之间的位置信息相互传输,就形成了无数个“网结”,这些“网结”又交叉相联形成“网”。所以说,位置网是所有人每时每刻在某地的位置信息“被采集”、“被显示”的总和。
你的位置就在这个“总和”里,所以每时每刻你在哪里别人都知道,别人每时每刻在哪里你也可以知道——除去安保的限制,你可以通过位置网了解美国总统此时此刻正在哪间办公室。当然,你现在正躲在哪间房子里打瞌睡也会被成千上万的人“窥视”到。
目前,位置网借助通讯卫星和移动互联网“掌控”着海量的位置信息,位置网通过向用户提供“位置服务”,给我们的生活带来许多意想不到的改变——
出行不迷路:大家最为熟悉的位置网服务项目是GPS导航。GPS是一个全球、全天候、全天时、高精度的导航定位系统,定位精度可达15米,测速精度达0.1米/秒。它原是军用系统,现在转向民用,为更多的人提供位置服务功能,从而把我们带入不用向导也不会迷路的出行时代。
找餐厅很方便:刚到城市的人很容易产生“刘姥姥初进大观园”般的迷茫,找餐厅、打的、取钱都困难重重。现在只要打开手机地图“搜周边”,餐厅、的士、银行都能显示,再点击“去这儿”,路线立即为你规划好。
交友不脸红:有的人很想多交朋友,但与人见面就脸红,说话就口吃。想交朋友又羞于直接见面的人,建议使用具有定位服务功能的交友软件。这些软件基于位置服务信息,既能让你找到“身边的人”,也可以让你找到“一千公里之外”的人,不用面对面,就能“先聊”了。不过得提醒你:网络交友有风险,真正见面需谨慎。
不用画古迹:互联网不是完全虚幻的,因为它的网址定位于实体信息。同样,位置网也并非虚幻网,因为它总是定位实体的位置和信息。如果你到过一处名胜古迹,完全不必在墙壁上刻下“到此一游”,只需将“到此一游”贴在位置网上,别人就知道你来过这个地方了。
位置网提供的服务虽然方便了我们的生活,但其本身还没有“国际体系标准”,这导致各种位置服务平台(比如谷歌地图、百度地图、北斗导航系统、GPS导航系统)都处于“独立割据”状态,达不到资源共享、应用兼容、用户漫游的开放度,所以眼下的位置网正从“小网割据”的状态向统一集成的“大位置网”进化。
虽然“大位置网”还没有完全形成,但位置网的服务效果已经让人们意识到它必将对未来社会发展产生深刻影响。
GPS只能提供室外地面定位服务,不能提供室内定位服务。当走进房间或钻入地下后,你的信息就会在位置网上消失,别人找不到你,也无法进行室内定位,这被称为位置网建设的最后一公里瓶颈。
一个人一般会有80%的时间待在室内,由于不能提供室内精确定位,位置网只能给人提供20%的“服务量”。只有打破室内无法定位的技术瓶颈,位置网才称得上是“全能位置网”。
为实现室内定位功能,各国位置服务商都在加紧研究室内定位的方法,都想跑赢位置网技术之旅的“最后一公里”。
谷歌、诺基亚、苹果、高德、百度等用Wi-Fi定位,但这种室内定位法需建立大量“基站”,投入太高。如果受到外力影响,基站还会受损导致位置网的瘫痪,所以“基站”方案是难以推广的落后方案,无法真正掘通位置网技术的“最后一公里”路程。
美国开发了名为惯性导航的室内定位系统,虽然该方案可实现室内定位,但缺点不少:定位误差会因时间的变化变得越来越差。每次定位都需要一个较长的初始校准过程,速度不理想。而且这一系统设备价格昂贵,普通的老百姓根本用不起。美国的室内定位方案主要用于军方在高楼大厦里跟踪、追击恐怖分子,很难变成人人可享的便利的民用技术。
2014年度“十大科技创新人物”北京邮电大学教授邓中亮是中国位置网建设“大佬”,他领衔设计了“羲和系统”。
这套系统由中国自主创新,利用现有的北斗卫星导航系统和地面基准站资源,集成先进的实时数据处理、移动互联网和卫星通信等技术,已具备室外广域实时定位精度优于1米、室内区域定位精度优于3米的技术能力,解决了导航信号全方位服务到个人移动终端“最后一公里”的问题。
随着移动互联网、智慧地球、物联网等新兴产业的快速发展,羲和室内外高精度导航将推动手机支付和位置服务的结合,催生千亿规模的导航与位置服务产业。
作为国家导航与位置服务基础设施的重要组成部分,羲和系统是基于国家863计划研究成果构建的高精度室内外无缝定位系统。
中国工程院院士倪光南赞誉羲和系统“助推北斗,随梦前行,构建天地一体”,中科院院士孙家栋评价羲和系统“体现了中国科技融合创新的能力,具备广阔的应用前景,是一个自主创新的系统”。
羲和系统的出现将促进世界位置网的构建进程,世界位置网将更多地采用“中国标准”,在“中国标准”的主导下,位置网将很“中国”地改变世界!