北斗交通領域應用成果獲國家科技進步一等獎

一、項目簡介

北斗系統是我國自主建設、獨立運行的衛星導航系統，是建立國家時空信息基準的重大基礎設施，北斗系統的應用已經成為國家戰略。交通運輸是衛星導航系統最大的行業用戶之一，在國際衛星導航系統激烈競爭的情況下，建立基于北斗的高精度位置服務系統，對于構建我國“綜合、智慧、綠色、平安”的交通體系意義重大、需求迫切。

“中國高精度位置網及其在交通領域的重大應用”項目是在國家863 計劃重大項目、中國第二代衛星導航系統重大專項等支持下，聚集“產、學、研、用、管”多家單位進行13年聯合攻關，重點突破了穩、準、快的北斗位置服務核心關鍵技術。系統地研究建立了北斗高精度定位導航理論方法和技術體系，突破了精準、快速、穩健的北斗位置服務系統核心關鍵技術，研制了從北斗芯片、板卡到應用終端的系列裝備，建立了基于性能的中國高精度位置網服務系統，形成了面向交通運輸行業應用的北斗高精度定位導航服務能力，并制定了相關成套技術標準和規范。“中國高精度位置網及其在交通領域的重大應用”項目完成單位包括武漢大學、北京航空航天大學、中國交通通信信息中心、交通運輸部海事局、中國交通建設股份有限公司、北京合眾思壯科技股份有限公司、北京北斗星通導航技術股份有限公司、中國信息通信研究院、民航數據通信有限責任公司和北京民航天宇科技發展股份有限公司。

二、項目創新點

“中國高精度位置網及其在交通領域的重大應用”項目創新點有以下4點：

1）建立了北斗高精度定位技術體系：提出了基于北斗的高精度坐標參考框架建立與維持理論方法，發展了厘米級北斗衛星實時定軌方法、亞納秒級實時鐘差確定方法，構建了高時空分辨率的大氣延遲模型，攻克了北斗三頻模糊度固定、北斗誤差標定與修正等難題。建立了面向不同應用需求的北斗實時米級、分米級、厘米級和事后毫米級定位技術體系。

2）突破了北斗快速定位服務關鍵技術：突破了北斗高精度定位服務系統的核心產品快速處理、輔助北斗高精度定位(A-北斗) 、密集網格增強、聯動目標自組網快速定位等關鍵技術，解決了實時服務產品更新快、用戶首次定位時間快、高精度定位收斂快、聯動目標動態響應快等系列難題。

3）提出了穩健服務的中國高精度位置網架構：設計并實現了北斗服務異構系統的分布式架構，顯著降低了系統故障風險；發明了全過程的系統性能監測技術，提高了服務性能高的可信性；實現了多系統、多技術融合定位，提高了復雜環境下的用戶可用性；提出了基于性能的北斗高精度定位服務策略，提升了對用戶的連續服務能力。

4）建立了分布式、多節點的國高精度位置網系統：建成了信息互通、數據共享、資源融合、應用集成的北斗高精度位置服務平臺，形成了從米級到毫米級全精度譜的導航定位服務能力。

三、項目應用成果

“中國高精度位置網及其在交通領域的重大應用”項目研究成果已經在我國公路、海事、鐵路、航空、島礁建設、大眾出行等方面取得成功應用，大幅提升了生產效率、減少了資源消耗，保障了國家位置信息安全，實現了北斗在交通運輸行業從“無”到 “有”的體系 、規模應用。形成了基于北斗的裝備制造及導航、監控、管理服務等全產業鏈條，直接經濟效益超過60 億元，社會經濟效益顯著，對推動北斗系統在我國關鍵行業和公眾位置服務的規模應用做出實質性的貢獻。

該項目主要應用成果包括：全國重點營運車輛動態信息公共交換平臺、全國營運車輛聯網聯控綜合監管體系的構建，接入“貨運安全代管”、“兩客一危”車輛 500多萬；成功應用于我國沿海無線電指向標系統改造和沿海北斗精密定位服務系統的建設，擺脫了對國外系統和裝備的依賴，支撐了我國北斗加入國際海事組織；應用于我國南海重大工程的建設和海洋設施的遠程監控，保障了我國海上防災減災、海洋環境保護等重大任務的實施。

交通運輸部高度重視我國北斗系統在交通運輸行業的應用。在交通運輸部北斗系統應用工作領導小組的統籌領導下，行業內正在逐步形成“規劃、政策、機制、標準、推廣”五位一體的北斗應用體系。根據《北斗衛星導航系統交通運輸行業應用專項規劃（公開版）》，下一步，交通運輸行業還將建成覆蓋全行業的北斗高精度服務基礎設施，持續拓展北斗行業應用深度和廣度，配合北斗三號系統建設，打造交通運輸與北斗系統協調聯通、相互促進、融合發展的良好格局。

在交通運輸部的大力推動下，項目研究成果已經在我國公路、水路、鐵路、航空、郵政、大眾出行等方面取得成功應用。通過實現北斗在交通運輸行業從“無”到“有”，再到體系化、規模化應用，有效提升了交通運輸生產效率、減少了資源消耗，并在關鍵區域保障了國家時空信息安全。項目成果在全國交通行業推廣應用，建立了全球最大的營運車輛動態監管平臺，實現了全國530多萬輛重點營運車輛的跨地區精細化監管，有效減少了重特大交通事故的發生；建立了全海域船舶監管與搜救信息系統，海事局等單位在沿海和港口建成109座北斗增強基準站，已形成覆蓋我國關鍵水域的北斗高精度服務網絡。實現了北斗全天時、全天候、全海域的船舶監控，累計救助漁民1萬余人[1]；成功應用于我國海洋島礁機場建設，為維護我國領海主權起到了不可替代的精準定位保障作用。近三年直接經濟效益119億元。

四、項目推廣應用

“中國高精度位置網及其在交通領域的重大應用”項目推廣應用情況如下：

1）應用于中國交通通信信息中心：支撐了全國范圍內重點營運車輛動態位置信息的獲取建立了全國重點營運車輛動態信息公共交換平臺的管理系統，支撐了全國營運車輛聯網聯控綜合監管體系的構建，推動了相關產業鏈的形成，取得重大社會經濟效益。

2）應用于交通運輸部海事局：應用于我國沿海無線電指向標系統改造和沿海北斗精密定位服務系統的建設，擺脫了對國外系統和裝備的依賴，支撐了我國北斗加入國際海事組織。

3）應用于中國交通建設股份有限公司：應用于我國南海新建島礁建設及燈塔遠程監控，有效提升了周邊水域助航、通航管理及應急搜救能力，為我國承擔和履行海上防災減災、海洋環境保護等國際責任與義務創造了良好的條件，社會經濟效益顯著。

4）應用于惠州華陽通用電子有限公司：支撐了華陽天基高精度導航系統建設，實現了車道級(亞米級)定位，提升了車輛道路識別能力，同時有效降低了成本，目前已廣泛應用于車載定位、車載導航、車載安防、無人駕駛、先進駕駛云輔助系統等領域，經濟和社會效益顯著。

5）應用于民航數據通信有限責任公司：成果中的多星座選星技術，信號質量監測、數據質量監測、測量質量監測技術，電離層異常監測和非標稱對流層監測技術，以及相關峰和信號功率監測技術，成功應用于該公司地基區域完好性監測系統(GRIMS)建設，支撐了 GRIMS II期的升級改造方案論證，取得了顯著的經濟和社會效益。