新北斗地基增强技术在智慧公路中的应用北京慧感科技

创新源于智慧决策来自感知单击此处编辑母版标题样式在此输入您的封面副标题新北斗地基增强技术在智慧公 路中的应用 2021年04月22日北京慧感科技有限公司BeijingHUIGANTECHCo.,Ltd.第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州北京慧感科技有限公司BeijingHUIGANTECHCo.,Ltd.

2应用展望 1新北斗地基增强技术概述 目录CONTENTS1

新北斗地基增强技术概述PART第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州北京慧感科技有限公司BeijingHUIGANTECHCo.,Ltd.创新源于智慧决策来自感知技术方法精度（级别）北极星天文10km指南针地球磁场导航Km罗兰C、长河无线电导航300m北斗/GNSS卫星导航定位10m导航卫星增强系统地面基准辅助卫星导航定位cm第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州背景人类生存要素：衣、食、住、行（时间）“行”与人类的发展进步密切相关创新源于智慧决策来自感知第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州卫星导航应用状态定位精度10m量级（实时）定位精度mm量级（事后静态）定位精度cm量级（地基增强系统）创新源于智慧决策来自感知美军（GPS）保密状态（P/M码）我军（北斗）保密状态（M码）大众应用大地测量和科学应用测量工程和专业应用全球卫星定位系统（GNSS）：北斗+GPS+GLONASS+GALILEO卫星导航定位系统在军事上的应用定位精度2m定位精度10m北斗地基增强系统是一套可以使北斗定位精度达到厘米级的辅助系统。北斗地基增强系统由基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统和用户终端五部分组成。数据处理系统接收基准站的卫星信号后，经处理形成差分改正信息，经由广播、移动通信或卫星等无线通信手段实时播发给应用终端，实现高精度导航定位服务。第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州卫星导航地基增强系统创新源于智慧决策来自感知名称基准站数量用途地震局、测绘局、气象局2000+地壳监测、大地坐标、气象预报各省测绘局4000+测绘工程千寻网络3000商业六分科技3000商业中国移动4400商业中国电网2500自用+商业………第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州北斗地基增强系统现状当前我国普遍应用的北斗地基增强系统是仿照美国天宝公司的VRSNET技术，并完全依赖4G网络的主动定位系统，这里称为传统北斗地基增强系统。创新源于智慧决策来自感知第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州传统北斗地基增强系统与新北斗地基增强系统的工作模式对比传统北斗地基增强系统：采用主动定位模式，依赖3G/4G网络的主动定位系统，在线并发用户数量受通信容量和数据中心数据处理能力限制。创新源于智慧决策来自感知新北斗地基增强系统：采用被动定位模式，广播可以采用4G/5G/电台/卫星等方式，被动定位模式是全球卫星导航定位系统服务于大众应用的标准模式。具有自主知识产权，自主可控；符合服务于大众应用的导航定位通用模式（被动自主定位）；提供实时连续厘米级导航定位服务。技术要求兼顾商业需求：占用资源少，为运营商着想用户终端省电、省流量，为用户着想数据通信系统可靠连续，为系统的可靠性和服务信誉着想系统坚固、保密性好，为军民融合着想第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州新北斗地基增强系统设计目标创新源于智慧决策来自感知目标：1、基准站：2000（全国）2、定位精度：水平3cm，垂直5cm（全国）3、卫星信号：北斗+GPS+GLONASS+GALILEO4、通信链路：移动(3G/4G）、数字广播(CDR)、卫星通信5、应用效益：位置服务+互联网+6、数据单向流动，免受网络攻击7、服务数据虚拟化，数据无需加密处理8、数据双链路(无线广播CDR/无线互联网4G)播发，保证通信畅通，用户二选一接收，自动切换第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州新北斗地基增强系统技术指标创新源于智慧决策来自感知基准站1IP：1基准站2IP：1内网服务器IP：x外网服务器IP：y基准站网络流动用户1基准站nIP：n端口：2端口：n端口：1数据中心………… 流动用户m用户流动用户2端口：y端口：x第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州新北斗地基增强系统构成决策来自感知注：红色字体为自研设备，拥有核心专利。广播式北斗地基增强系统云计算平台创新源于智慧接收终端CDR/4G信息播发服务器CDR数字广播4G/5G网络地基增强网提出概念，启动研究系统处理软件+接收机硬件初样申请发明专利上海、江苏、河南、陕西、四川等省市测绘局，移动互联网测试陆态网（北京、上海、湖北、吉林），移动互联网测试武汉，无线广播（CDR）模式测试武汉，无线广播（CDR）模式测试京津冀地区，国家基础地理信息中心组织测试贵州省第一测绘院，新系统和传统系统比对测试，移动互联网贵州省第一测绘院，新系统和传统系统比对测试，移动互联网山西岢岚卫星发射中心，无线广播（CDR）模式第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州新北斗地基增强系统（广播式网络RTK）测试2015年03月2015年09月2015年10月2015年09月2016年06月2016年11月2017年04月2018年03月2019年07月2019年09月2020年06月创新源于智慧决策来自感知第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州动态特性（贵州测试）动态模式固定率跑车VRS72.4%广播式84.9%评价：“固定率方面，广播式RTK模式固定率较高，特别是在跑车实验中固定率差异更为明显”武汉龟山和黄石月亮山发射塔 依托现有模拟调频的基础设施进行改造，组成多频网，形成跨区域覆盖的智能组网效果 覆盖武汉和黄石两市大部分区域以及武黄高速沿线第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州广播电台（CDR）系统测试无线电台广播（带宽：15kbs）第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州广播电台（CDR）系统测试（武汉）武汉CDR数字调频广播频率：96.6MHz波特率：115200时间地点精度（厘米）备注静态2016.11.1919:36~20:07北三环服务区内3.41内符合精度2016.11.1921:37~22:07武汉大学内2.82内符合精度2016.11.1715:55~16:23中国地质大学内2.44内符合精度动态2016.11.1919:02~22:30南三环、东三环、北三环、琴台大道4.86分段测试，合并处理时间误码率速度高速误码2016.12.14<1E-790~120km/h第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州广播电台（CDR）系统测试结果（武汉）16 广播式RTK（CDR模式）导航定位精度统计地上是CDR接收模块三脚架上是北斗终端第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州》军民融合测试（岢岚）CDR广播发射机基准站分布图功能影响新北斗地基增强系统传统北斗地基增强系统通信方式应用体验单向（接收），大众应用模式双向（发/收）通信链路可靠性无线电广播（CDR）、兼容移动网（4G/5G）、卫星移动网（4G/5G）保密性军用被动（无泄露），服务数据虚拟化主动（电磁和信息泄露）网络安全黑客攻击免受网络攻击（数据单向）有受攻击的可能（数据交互）用户的数量效益无限受限于通信容量和计算能力耗电量体积重量省电耗电动态性能通用性高速、高频（120km/h，50Hz）80km/h数据中心成本规模小，数据处理简单庞大，需要云计算知识产权侵权纠纷自主可控有可能（类同美国天宝公司VRS技术）第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州新北斗地基增强系统和传统北斗地基增强技术的比较创新源于智慧决策来自感知大众应用被动定位模式是全球卫星导航定位系统服务于大众应用的标准模式北斗卫星系统与新北斗地基增强系统形成高低精度搭配满足大众（军民融合）位置服务10米级精度第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州

北斗大众应用模式北斗导航卫星系统新北斗地基增强系统厘米级精度导航增强2

应用展望PART第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州北京慧感科技有限公司BeijingHUIGANTECHCo.,Ltd.创新源于智慧决策来自感知军事应用第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州应用前景新北斗地基增强系统已完成从系统软件到用户终端的研发制造和成熟产品，具有进行深度开发和横向扩展的潜力。实现全国北斗厘米级导航定位大众普适应用+有利于一带一路应用军民融合应用第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州新北斗地基增强系统可以给高速公路行业带来什么2021年3月24日，交通运输部总规划师兼综合规划司司长汪洋在国新办新闻发布会上谈及“十四五”时期如何加大交通领域的创新，明确“十四五”要加快北斗系统在交通运输行业推广应用。可以用已建成的高精度北斗定位导航系统向城市运营（管道、管廊）、大型建筑物沉降检测、车辆管控、公交车定位、电子围栏、智慧校园、农业农机定位等行业输出高精度测量和定位服务。物联网应用：自动驾驶、道路沿线感知设备的定位和授时、交通安全施工、车辆行驶位置感知等都需要高精度的定位信息控制网测量、施工测量（路基施工、隧道施工、桥梁桩基施工、承台施工、墩身施工等）都需要高精度测量和定位信息道路、桥梁、隧道、滑坡体等的监测、检查和检测。需要高精度的定位和测量信息创新源于智慧决策来自感知服务智慧感知应用价值赋能输出国家政策鼓励修建测绘运营养护1ToG6、手机定位

7、精准农业13、电网巡检

14、数字施工20、防灾减灾创新源于智慧决策来自感知第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州高精度定位应用全景图 低中中定位精度要求 ToC4、机场站坪11、船泊监管18、船闸调度 ToB2、车辆监管9、桥梁监测16、野外搜救图例1、自动驾驶8、测量测绘15、驾考驾培5、港口装卸12、无人机植保19、公安侦察3、城市停车10、边坡监测17、数字管网高中低市场潜力1713163815492025118197101461211行业需求：高精度定位是未来自动驾驶技术中具有决定性的作用，它能够让车明白车在哪里、要到哪里去、怎么去。因此自动驾驶需要厘米级定位能力和稳定可靠安全的定位服务。支持车辆做出相应的实时精准定位决策。方案价值：基于地基增强系统的高精度定位平台，结合现有的CDR数字广播/4G/5G移动网络广播至车载的北斗GNSS接收机，为行驶车辆提供实时厘米级高精度定位信息。可以满足自动驾驶场景对定位精度和稳定性要求，保证车辆行驶安全。第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州自动驾驶高精度定位创新源于智慧决策来自感知定位更新0行驶车辆

4G/5G移动通信高精度定位云平台

地基增强站CDR数字广播1频率广连接大带宽北斗GNSS接收模组北斗GNSS卫星场景特点：定位精度 2低延迟3行业需求：高速公路运营管理部门需要对高速公路运营过程形成数字化资产，进行数字化建模和数字孪生系统建设。方案价值：利用北斗精准定位导航系统，对高速公路沿线的感知设备进行授时和定标。将整个高速公路运营过程的数字资产进行时空标记，通过数据建模和大数据分析完成数字孪生系统建设。第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州交通孪生系统定位解决方案创新源于智慧决策来自感知北斗GNSS接收模组智能摄像机定位精度3210

/高精度定位云平台+CDR数字广播+4G/5G移动通信广连接大带宽定位更新频率北斗GNSS卫星场景特点：地基增强站行驶车辆低延迟行业需求：货车、客车、网约车。两客一危等车辆是运营企业和交通主管部门的重点监管对象。为了实时掌握车辆动态信息，监控司机的驾驶行为，保证道路交通安全，企业和交通部门对于车辆实时的位置信息有很高的要求，传统的GPS定位无法满足要求，需要高精度定位方案价值：基于高精度定位云平台，和车载定位监控终端,可以实现车辆的精准定位、轨迹回溯、电子围栏、监控管理等功能，提供管理企业和交通部门车辆的实时状态和行车记录，通过数据化分析，加强车辆道路管理，降低道路事故率。第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州车辆监管解决方案精准位置轨迹跟踪电子围栏监控告警创新源于智慧决策来自感知货车客车网约车定位更新0

/1频率广连接大带宽高精度定位云平台定位精度34G/5G移动通信场景特点：CDR数字广播企业管理平台交通监管平台 2低延迟行业需求：边坡大量存在于高速公路，铁路，矿山，水电站等沿线周边，开展边坡变形自动化监测工作是保障人民生命财产安全的必要手段，现有的边坡监测存在着基准站选址困难，测量精度不够高，数据上报不够及时，受外界干扰较大等问题。方案价值：本方案采用广播式北斗+牛顿力监测解决方案,通过广播式北斗观测地面位移，无需基准站建设，实时提供监测数据。同步采用NPR摸索深入地下监测边坡牛顿力的变化。可以有效的提高边坡监测的准确率，实现了提前4小时预报，实现了滑坡前，滑坡中，滑坡后整个过程的数字化数据监控。第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州边坡监测解决方案创新源于智慧决策来自感知实现了4~24小时短期临报3210广连接大带宽定位更新频率场景特点：定位精度低延迟第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州边坡监测解决方案-北斗＋牛顿力监测（NPR锚杆）滑坡发生后创新源于智慧决策来自感知

采用北斗＋智能NPR锚索进行灾害监测、治理、预报

滑坡发生前滑坡发生时行业需求：测量测绘一般使用全站仪，水准仪等光学设备,在实际运用中面临无法客户的问题，例如：作用距离较短，易受天气影响，使用RTK方式作业则受限于信号覆盖范围小，覆盖范围内精度不均等，临时基站选址难，坐标基站不统一等困扰。方案价值：采用广播式北斗高精度导航定位系统，在服务范围内无需自建基站，提供统一的坐标，可以为用户提供高可用的网络RTK厘米级高精度定位服务，大幅提升了测量工作效率及质量。第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州测量测绘解决方案创新源于智慧决策来自感知定位精度3210广连接大带宽定位更新频率场景特点：低延迟行业需求：传统港口中集装箱从码头运输到堆场需要依靠人工驾驶集卡，成本高且作业效率低。目前国内部分新建港口已经利用AGV实现自动化，即通过地磁固定线路，并通过无线网络进行控制消息传递，但是地磁成本高，灵活性差，性价比低方案价值：基于高精度定位云平台，助力港口AGV集卡向IGV集卡演进。实现港口7*24消失高效运营，提升港口的生产效益。相比原有方案，高精度定位解决方案成本更低,灵活性更高。场景特点：第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州港口卸装解决方案远程控制设备管理无人运输远程驾驶创新源于智慧决策来自感知AGV集卡龙门吊工作人员广连接大带宽定位更新频率高精度定位云平台4G/5G移动通信CDR数字广播港口管理平台定位精度低延迟3210第二十三届中国高速公路信息化大会|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化（微信号：itsccc）|2021年4月22-23日•苏州智慧农业解决方案行业需求：随着农业种植标准不断的更新，对农作物种植管理的要求越来越高。作物间隙、条播作物的直线度，农药残留率等都有严格指标，传统作业不仅土地利用率低，作物生长情况、产量等都不太理想。在农忙时节，千万级的农机装备管理调度、人员劳作强度和用工成本等难题一直制约着整个行业的发展。方案价值：基于高精度定位云平台的自主作业方案，基于全国统一时空基准的动态厘米及高精度定位能力，可以实现农业机械装备标准化自主精准作业，大幅提高作业效率和降低作业门槛。创新源于智慧决策来自感知场景特点：