北斗交通领域应用成果获国家科技进步一等奖

一、项目简介

北斗系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，是建立国家时空信息基准的重大基础设施，北斗系统的应用已经成为国家战略。交通运输是卫星导航系统最大的行业用户之一，在国际卫星导航系统激烈竞争的情况下，建立基于北斗的高精度位置服务系统，对于构建我国“综合、智慧、绿色、平安”的交通体系意义重大、需求迫切。

“中国高精度位置网及其在交通领域的重大应用”项目是在国家863 计划重大项目、中国第二代卫星导航系统重大专项等支持下，聚集“产、学、研、用、管”多家单位进行13年联合攻关，重点突破了稳、准、快的北斗位置服务核心关键技术。系统地研究建立了北斗高精度定位导航理论方法和技术体系，突破了精准、快速、稳健的北斗位置服务系统核心关键技术，研制了从北斗芯片、板卡到应用终端的系列装备，建立了基于性能的中国高精度位置网服务系统，形成了面向交通运输行业应用的北斗高精度定位导航服务能力，并制定了相关成套技术标准和规范。“中国高精度位置网及其在交通领域的重大应用”项目完成单位包括武汉大学、北京航空航天大学、中国交通通信信息中心、交通运输部海事局、中国交通建设股份有限公司、北京合众思壮科技股份有限公司、北京北斗星通导航技术股份有限公司、中国信息通信研究院、民航数据通信有限责任公司和北京民航天宇科技发展股份有限公司。

二、项目创新点

“中国高精度位置网及其在交通领域的重大应用”项目创新点有以下4点：

1）建立了北斗高精度定位技术体系：提出了基于北斗的高精度坐标参考框架建立与维持理论方法，发展了厘米级北斗卫星实时定轨方法、亚纳秒级实时钟差确定方法，构建了高时空分辨率的大气延迟模型，攻克了北斗三频模糊度固定、北斗误差标定与修正等难题。建立了面向不同应用需求的北斗实时米级、分米级、厘米级和事后毫米级定位技术体系。

2）突破了北斗快速定位服务关键技术：突破了北斗高精度定位服务系统的核心产品快速处理、辅助北斗高精度定位(A-北斗) 、密集网格增强、联动目标自组网快速定位等关键技术，解决了实时服务产品更新快、用户首次定位时间快、高精度定位收敛快、联动目标动态响应快等系列难题。

3）提出了稳健服务的中国高精度位置网架构：设计并实现了北斗服务异构系统的分布式架构，显著降低了系统故障风险；发明了全过程的系统性能监测技术，提高了服务性能高的可信性；实现了多系统、多技术融合定位，提高了复杂环境下的用户可用性；提出了基于性能的北斗高精度定位服务策略，提升了对用户的连续服务能力。

4）建立了分布式、多节点的国高精度位置网系统：建成了信息互通、数据共享、资源融合、应用集成的北斗高精度位置服务平台，形成了从米级到毫米级全精度谱的导航定位服务能力。

三、项目应用成果

“中国高精度位置网及其在交通领域的重大应用”项目研究成果已经在我国公路、海事、铁路、航空、岛礁建设、大众出行等方面取得成功应用，大幅提升了生产效率、减少了资源消耗，保障了国家位置信息安全，实现了北斗在交通运输行业从“无”到 “有”的体系 、规模应用。形成了基于北斗的装备制造及导航、监控、管理服务等全产业链条，直接经济效益超过60 亿元，社会经济效益显著，对推动北斗系统在我国关键行业和公众位置服务的规模应用做出实质性的贡献。

该项目主要应用成果包括：全国重点营运车辆动态信息公共交换平台、全国营运车辆联网联控综合监管体系的构建，接入“货运安全代管”、“两客一危”车辆 500多万；成功应用于我国沿海无线电指向标系统改造和沿海北斗精密定位服务系统的建设，摆脱了对国外系统和装备的依赖，支撑了我国北斗加入国际海事组织；应用于我国南海重大工程的建设和海洋设施的远程监控，保障了我国海上防灾减灾、海洋环境保护等重大任务的实施。

交通运输部高度重视我国北斗系统在交通运输行业的应用。在交通运输部北斗系统应用工作领导小组的统筹领导下，行业内正在逐步形成“规划、政策、机制、标准、推广”五位一体的北斗应用体系。根据《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划（公开版）》，下一步，交通运输行业还将建成覆盖全行业的北斗高精度服务基础设施，持续拓展北斗行业应用深度和广度，配合北斗三号系统建设，打造交通运输与北斗系统协调联通、相互促进、融合发展的良好格局。

在交通运输部的大力推动下，项目研究成果已经在我国公路、水路、铁路、航空、邮政、大众出行等方面取得成功应用。通过实现北斗在交通运输行业从“无”到“有”，再到体系化、规模化应用，有效提升了交通运输生产效率、减少了资源消耗，并在关键区域保障了国家时空信息安全。项目成果在全国交通行业推广应用，建立了全球最大的营运车辆动态监管平台，实现了全国530多万辆重点营运车辆的跨地区精细化监管，有效减少了重特大交通事故的发生；建立了全海域船舶监管与搜救信息系统，海事局等单位在沿海和港口建成109座北斗增强基准站，已形成覆盖我国关键水域的北斗高精度服务网络。实现了北斗全天时、全天候、全海域的船舶监控，累计救助渔民1万余人[1]；成功应用于我国海洋岛礁机场建设，为维护我国领海主权起到了不可替代的精准定位保障作用。近三年直接经济效益119亿元。

四、项目推广应用

“中国高精度位置网及其在交通领域的重大应用”项目推广应用情况如下：

1）应用于中国交通通信信息中心：支撑了全国范围内重点营运车辆动态位置信息的获取建立了全国重点营运车辆动态信息公共交换平台的管理系统，支撑了全国营运车辆联网联控综合监管体系的构建，推动了相关产业链的形成，取得重大社会经济效益。

2）应用于交通运输部海事局：应用于我国沿海无线电指向标系统改造和沿海北斗精密定位服务系统的建设，摆脱了对国外系统和装备的依赖，支撑了我国北斗加入国际海事组织。

3）应用于中国交通建设股份有限公司：应用于我国南海新建岛礁建设及灯塔远程监控，有效提升了周边水域助航、通航管理及应急搜救能力，为我国承担和履行海上防灾减灾、海洋环境保护等国际责任与义务创造了良好的条件，社会经济效益显著。

4）应用于惠州华阳通用电子有限公司：支撑了华阳天基高精度导航系统建设，实现了车道级(亚米级)定位，提升了车辆道路识别能力，同时有效降低了成本，目前已广泛应用于车载定位、车载导航、车载安防、无人驾驶、先进驾驶云辅助系统等领域，经济和社会效益显著。

5）应用于民航数据通信有限责任公司：成果中的多星座选星技术，信号质量监测、数据质量监测、测量质量监测技术，电离层异常监测和非标称对流层监测技术，以及相关峰和信号功率监测技术，成功应用于该公司地基区域完好性监测系统(GRIMS)建设，支撑了 GRIMS II期的升级改造方案论证，取得了显著的经济和社会效益。