潛心30年,破解核心算法!交大團隊摘上海市科技進步特等獎

2021-02-15 上海交通大學

在我國遠洋捕撈的漁船上,搭載著北鬥導航系統終端,每年服務上億人次。

在東北和新疆廣袤的農場裡,無人耕種機械接收著來自北鬥衛星的定位信號,在大田裡循著既定路線自助耕作……

鬱文賢(右二)和他的項目團隊在一起

曾經,我國95%的民用導航市場被美國主導的GPS全球定位系統所壟斷;如今,我國自主智慧財產權的北鬥導航系統快速發展,市場份額不斷擴大。近日,由上海交通大學牽頭,上海司南衛星導航技術股份有限公司、上海復控華龍微系統技術有限公司,上海華測導航技術股份有限公司等8家單位共同承擔,鬱文賢教授主持的「北鬥導航與位置服務關鍵技術及其產業化」項目,獲得了2016年度上海市科技進步特等獎。      

以國家重大專項為依託,項目團隊在核心算法、基礎產品和特色應用三個技術層面取得重要突破,直接催生和持續帶動了上海西虹橋北鬥產業園的快速崛起,建立的北鬥應用系統在智能公交、精準農業、海洋漁業等六個典型行業取得了廣泛應用。

「上世紀80年代,我們還在設想衛星導航時,導師就跟我說,美國的GPS 已經研發出來了;上世紀90年代,美國已將GPS技術用於飛彈發射了,我們的衛星導航技術才剛剛起步。」鬱文賢說,關係國家戰略和核心競爭力的技術,困難再多、花再長的時間,也要爭取突破。

衛星導航系統及其產業是國家安全的重要支撐,研製具有自主智慧財產權的全球定位系統,既是國家戰略需求,也是大國核心競爭力的重要體現。

衛星導航技術是否先進,關鍵是誤差要小,信息處理的速度要快,而且定位結果要穩定,而這主要取決於算法。長期以來,我們衛星導航與位置服務產業面臨的核心技術瓶頸就是缺少適應場景的高精度、高穩定、高可信的定位算法,因此衛星導航應用一直卡在「最後1米」和最後一步。於是,研發一套高可靠高精度衛星定位的核心算法,成了研究團隊的「一號課題」。

由交大和項目單位組成的聯合研發團隊經過聯合攻關,實現了複雜環境下的高精度定位算法及系統。「這意味著,如果在路上開車,可以精確到你在哪一根車道;即使在室內,通過多種傳感器技術的融合,也可知道你在哪個房間。」團隊成員、上海交大上海北鬥導航與位置服務重點實驗室的陳新說。

打贏導航產業的爭奪戰,單有先進的算法不夠,還要有先進的晶片製造業和完善的產業鏈才能實現。

通常,高校的特長是破解原理性問題,解決基礎研究到應用型基礎研究中的技術難題,而要將技術實現,則需要產業來對接。

2009年,上海專門成立衛星導航產業技術創新聯盟,由政府持續進行投入,產學研由此成為一個有機整體。國家相關部委和上海市政府為課題組配套支持了「長三角衛星導航應用示範工程」「上海智慧城市北鬥綜合應用示範工程」等重大科技專項。

「衛星導航的競爭,說到底是導航產業的競爭。」鬱文賢告訴記者,整個協同創新團隊中,除了交大,還有上海產業技術研究院,以及微系統領域、晶片製造領域、導航領域等的7家企業。有了這樣的研發構架,項目才能取得豐碩成果。

與此同時,上海的晶片設計、製造和封裝行業在國內一直處於領先水平,也使得團隊的科研成果能夠最終走向產業化。

通過這一協同創新平臺,項目成果得到了廣泛應用:北鬥車載終端在國內商用車前裝市場佔有率達30%以上;北鬥智能公交系統實現了公交車輛的精確到站預報和智能化管理,平均到站時間預報誤差小於1分鐘;室內地圖資料庫已被高德、騰訊等公司採用,日訪問量達到千萬人次。 

核心技術的突破,往往會帶來整個產業的升級,提升相應的市場佔有率,加速推動產業的發展。而市場的提升,反過來又會「倒逼」技術升級。

就在不久前,北鬥導航系統副總設計師楊元喜透露,今年我國將發射6至8顆新一代北鬥衛星。到2020年,我國將建成由30顆衛星組成的北鬥衛星導航系統網絡,提供覆蓋全球的高精度、高可靠的定位、導航和授時服務。

「眼下我們正在研發的是,利用視覺傳感器配合北鬥導航系統,實現真正的無人駕駛。未來,北鬥系統還將更多地應用於機器人工廠。」鬱文賢告訴記者,2020年,整個北鬥系統將建成全球系統,為全世界提供導航服務。

核心技術的突破,有力支撐了產業的快速發展。3年來,上海導航產業的增長率保持在30%以上,新增直接產值16.4億元,帶動間接產值約100億元。項目沿途還孵化出了4家新三板上市導航企業;本月21日,「華測導航」在深圳創業板上市,成為上海第一家上市的導航相關企業。

目前,上海西虹橋的北鬥產業園內已有100多家與導航相關的企業入駐,涵蓋上遊技術研發企業和北鬥系列產品用戶企業。未來,他們將推動上海北鬥導航領域的產業集聚,為上海建設具有全球影響力的高精度導航位置服務技術創新中心和新興產業策源地,奠定重要基礎。

來源:文匯報

作者:姜澎

責任編輯:金雪 劉煜昊

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