更泛在 更智能
——湖南新一代北斗時空基準服務體系助力戰略性新興產業發展

◎ 敖敏思

湖南新一代北斗服務體系即將建成！近日，湖南省自然資源廳和中南大學李建成院士團隊宣布，他們將聯手啟動湖南省新一代北斗衛星導航系統的時空基準與增強服務體系建設，在湖南省建立更準確、現代化的區域坐標標準框架，提供更多、更全面的坐標服務和產品，并建立一個更智能、多樣化的公共服務平臺。

聚焦北斗時空基準筑牢時空位置服務基礎

時間和空間是宇宙萬物的基本屬性，時空基準則是描述時間和空間坐標的參考基準，對于經濟社會的發展，尤其是戰略性新興產業發展具有重要作用。北斗時空基準是支撐北斗高精度應用服務重要的基礎設施之一。作為湖南省委省政府重點打造的特色產業之一，該省的高速鐵路和軌道交通裝備制造產業需要精度更高、現勢性更強的動態參考基準服務。

株洲太昌電子信息技術股份有限公司是一家專業從事軌道交通領域安全產品研發、生產、銷售和服務的高新技術企業，也是湖南省北斗高精度應用服務聯盟成員單位之一。該公司相關負責人表示：“2022年，湖南已實現市市通高鐵。高速鐵路的運行聯系起三湘四水，其安全運行監測則是保障人民群眾生命財產安全的關鍵。高鐵運行的監測依賴于毫米級高精度的參考基準。為了實現高精度的變形監測，我們不得不針對不同的項目建設不同的基準站，建立局域參考基準。”

為了滿足類似的高精度監測應用需求，新一代北斗時空基準服務體系提出構建精度更高、現勢性更強的動態參考基準服務。通過構建全省監測“一張網”，每個市州甚至縣區都有高精度參考基準站，并針對洞庭湖流域、湘中礦區等重點區域建立季節性沉降監測模型，更好地保障高速鐵路、軌道交通等行業對北斗高精度時空參考基準的新需求，支撐湖南省經濟社會高質量發展。

突破位置服務瓶頸構建高性能增強服務平臺

2022 年9 月1 日 至4 日，湖南（國際）通用航空產業博覽會在長沙和株洲兩地同時召開。湖南作為全國首個全域低空空域管理改革試點省份，通用機場加速建設，低空空域逐步有序開放。作為全國北斗衛星導航系統的策源地之一，湖南北斗導航與通用航空產業的融合發展更是亮點紛呈。

例如，湖南省通用航空發展有限公司充分利用湖南省衛星導航定位基準站網全面構建面向人、車和飛行器的高精度北斗導航定位綜合管理服務體系。該公司技術負責人對服務提出了新需求：“一是接入終端數量多，因車輛定位需求，僅一個縣區一次性就申請傳統服務賬號3000 個；二是數據安全和可靠性要求高，傳統的網絡RTK 采用互聯網和交互模式，難以滿足航空應用需求。”對此，新一代北斗服務體系引入新一代實時定位技術（PPP-RTK），構建高性能的位置服務平臺，突破現有位置服務交互模式的技術瓶頸，為引入FM（調頻廣播）和衛星廣播模式奠定基礎。同時，在高程定位方面，新一代北斗服務體系將結合全省最新的似大地水準面精化模型，實現精密海拔高程的實時定位，面向地面和低空的各類終端提供湖南全域高精度、安全可靠的導航定位增強服務，進一步助推北斗導航和通用航空產業的融合高質量發展。

創新數據產品服務建設全域感知網絡體系

大氣延遲是影響導航定位精度的重要誤差源之一。在利用北斗基準站進行大氣監測時，這些誤差成為了數據中心實時接收和處理北斗衛星數據提供的“副產品”，為利用GNSS 技術監測大氣狀態提供了條件和能力。

湖南省是全國地質災害嚴重的省份之一，災害高易發區面積占全省總面積的19.1%。地質災害的發生與天氣尤其是降雨存在明顯相關性。新一代北斗服務體系將依托HNCORS（湖南省衛星定位連續運行基準站）實時北斗觀測數據，研制高性能數據處理模塊實時計算“副產品”——大氣水汽含量，實現全域洪澇、干旱以及極端天氣狀況下水汽的三維立體監測，輔助提升氣象預報的準確性。

此外，新一代北斗服務體系還包括電離層監測數據產品，服務于空間科學研究尤其是對太陽狀態的監測。一系列新的數據產品將有效地推動HNCORS 由傳統的測繪基準基礎設施向全域感知網絡轉型升級，以新型實時監測數據產品促進和推動北斗領域數字經濟的發展。

瞄準新興產業需求打造多源協同定位服務體系

北斗衛星導航系統是全球定位服務的一大利器，但在城市隧道、高樓峽谷、高架橋和樹下等復雜場景中，衛星信號易受遮擋和干擾，難以滿足連續高精度、高可靠性定位的需求。尤其是在智能駕駛領域，利用北斗/慣導/視覺等協同定位方式實現自動駕駛成為關鍵的解決方案之一。

2022 年，長沙以湖南湘江新區為核心，成為國內唯一獲得4 塊智能網聯領域國家級牌照的城市。打造“智能駕駛之城”，成為長沙市委市政府沖擊的目標。“高精度、高性能和高集成的多源協同定位是智能駕駛車企最基礎的技術，同時也是‘卡脖子’和體現先進性的關鍵技術之一。”湖南湘江智芯云途科技有限公司的技術專家說，“尤其是面向礦區、校區的專用智能駕駛車輛，關鍵就是實現復雜環境下的精準定位和感知。”

然而，傳統的面向測繪應用建立的HNCORS 甚至其他省的基準站網，均只能提供單一的衛星定位增強服務。為破解這一難題，新一代北斗服務體系提出以北斗基準站網為統一的空間基準，集成慣性導航、視覺等多源傳感器建立協同數據處理算法和平臺，充分發揮北斗在開闊地區的絕對位置定位優勢和慣性導航等手段在復雜環境下的相對位置定位特點，滿足各類定位場景的需求。今年，湘江智能網聯產業園即將落成，項目成果在填補省級北斗基準站網協同服務空白的同時，也為園區新興企業提供更多的選擇方案，支撐湖南智能駕駛產業發展。

湖南省自然資源廳相關負責人表示，他們將結合自然資源北斗規模化應用工作基礎，朝著全面支撐全省高精度導航定位服務的目標，不斷提升湖南省北斗服務能力，拓展數據產品，實現更加泛在、智能的精密時空信息服務，書寫北斗規模化應用的湖南新篇章。