建築之間有遮擋，定位導航成難題，怎麼辦？

2020-08-17 中國正在說

北鬥重大專項專家 鄧中亮

咱們預測未來的30年，我們的自動駕駛汽車（市場規模）可能超過2.3萬億美元，我們家裡面可能到處都是機器人，我們無人機每年國內銷量100萬(架以上)，對它我們進行合理的管理和控制，離不開高精度的位置信息，也離不開我們實時快速的通訊等等。那就意味著我們在未來要構建出一個「天地一體」無縫的定位導航設施，一個體系，用這個體系來滿足我們人類的生產生活和我們整個自然界運轉的需求。這將是智慧社會的重要體現。

衛星定位導航基本原理是通過測量四顆衛星到你終端的距離來進行計算，北鬥、GPS、歐洲的伽利略和俄羅斯的格洛納斯，號稱全球四大衛星導航系統，性能可以做到很高，它可以幫你測到一毫米，也就是你腦袋晃動一下它也知道，這個房子沉降一下、搖晃一下它也能給你測得出來，而且測得很精確。已經在我們的生活當中到處可見。

但我們的衛星實際定位導航一般是10米到15米，現在做得好一點，可能是5米到8米。但是衛星定位導航儘管覆蓋了全球，它也遇到瓶頸，比如說在屋裡面，打開你的手機，你可能就找不到衛星信號了，原來是因為從那麼遙遠的距離到達地面的時候，信號太弱了，一遮擋信號就找不著了。那城市，特別是大城市，70%以上的地方會被建築覆蓋，而我們80%的人和80%的時間基本上都在室內，對一個城市來講，意味著你80%的時間沒有享受高精度定位導航的服務。

與此同時，建築與建築之間因為有遮擋，定位導航就變成一個難題，全球四大衛星（系統）都面臨這個問題。

在上個世紀末給我們提出「最後一公裡」的問題，假設這個問題不解決，你後面很多應用服務也很難解決，怎麼辦？好，我們來分析一下四大衛星導航系統用的是一個通訊的方式來解決高精度的測量和定位，那麼很快就能想到地面有豐富的2G、3G、4G網絡，這些網絡無線信號無所不在，無人不用，無所不需，假設能解決剛才說的問題。到哪都有定位導航，我的汽車想怎麼駕駛就怎麼駕駛。大家可以想像我們的我們智慧社會那就可以依附非常好的一個基礎，取得快速的發展。

但是，它面臨的問題也很多，第一個通訊本來就不是為定位設計的，有建築遮擋的時候，基站的信號怎麼進來的，其實你看不見，也摸不著，它拐了N道彎進來了。瀏陽河大家知道拐了九道彎，但是外面的基站信號到你的手機端拐了幾道彎，我相信你數不出來，誤差多少，在城市密集區可以達到500米，剛才我們說應急救援，咱們一個房間9平方米、3米高，你的定位精度1到3米才有可能進房間把人找到。

1996年起美國、日本、歐洲立法要求我們通訊運營商必須提供緊急條件的定位服務，但是精度就是50米到100米，你說怎麼辦？很顯然我們一個汽車開到馬路上，特別開到橋上，你50米畫一個圓圈，你告訴我那個車到底在哪？要自動駕駛那敢坐嗎？誰也不敢，那滿足不了我們的定位需要。

另外一方面，室內定位和室外還有不同點，比方說用於老人關愛。咱們的父母年老年長，還有兒童小孩，經常爬到窗戶邊，或者走到門邊，玻璃窗10毫米厚，就算你的定位精度做到一米，畫一個圓圈半徑，這個人到底是在窗外邊還是窗裡面，要是在窗外面表示跳樓了，是不是要報警啊？要是他沒有跳樓，你判定跳樓這叫虛警，要是跳樓你說他沒有跳樓，這個責任誰也負擔不起。很顯然，一米的誤差滿足不了一道門的鑑別需求。

每個人每天摸了三個小時的手機，其中，相當一部分時間是做定位導航，大家可以統計一下咱們國家13億多人口，你每天那個手機請求一次服務，在發一個地圖給你，有人統計過超過了2000億人次。

意味著我們超巨量的計算怎麼辦？後來有人說雲計算、邊緣計算，這些計算我們必須分散，才有可能滿足我們2000多億人次的定位服務需求。

後來國家啟動了「羲和計劃」，我們在「羲和計劃」的支持下，把這些問題一個一個給它解決了。

（文字整理自東南衛視《中國正在說》節目「萬物互聯時代的空間信息」）

相關焦點

  • GPS都不靠譜 破解手機導航最後50米難題
    1破解手機導航最後50米難題    你以為自從有了導航，從此就沒路痴了麼？輔助伺服器有比GPS接收器強大得多的功率來接受GPS信號。因此基站的建設與手機的網絡功能也會影響到定位的精確度。
  • GLONASS+GPS定位是否坑爹 導航速度實測
    而最近我們能經常聽見GLONASS導航，其實翻譯過來中文名叫」格洛納斯「。與我們平時所說的GPS是有區別的，GPS則是美國的全球衛星定位系統。我們知道手機支持衛星定位是通過接受多顆衛星信號來計算自己位置的。自然搜星速度越快連接衛星數量越多定位速度也就越快越準確。但是據說GLONASS這塊晶片價格昂貴所以至今並不十分普及。
  • 鄧中亮 北鬥羲和比GPS更精準的定位導航
    導語：鄧中亮主持研發基於移動通信網絡的室內外高精度定位實驗系統，實現了導航與移動通信的融合，它使中國室外以北鬥全球衛星導航系統為基礎、室內以移動通信網為基礎的「羲和」系統實現了室內外協同實時精密定位，定位導航精度一舉超過GPS。
  • 北京建築大學在2020年衛星導航定位科學技術獎評選中榮獲多項大獎
    近日，由中國衛星導航定位協會組織評選的2020年衛星導航定位科學技術獎各類獎項揭曉，北京建築大學以第一完成單位榮獲衛星導航定位科技進步獎一等獎一項、教學成果獎一等獎一項，1篇碩士學位論文榮獲2020中國衛星導航定位協會優秀碩士學位論文。
  • 有一種精準來自慣性——起底百度地圖高精定位背後的黑科技
    室外駕車導航：VDR「對戰」定位漂移和信號丟失開車經過城市峽谷或高樓之下時，周圍建築的遮擋常常讓GPS定位點發生嚴重漂移。導航時而向東，時而向西，偏航情況頻發。更不用提在隧道裡、高架下常見的GPS信號丟失現象，導致導航卡頓無法運行。通過VDR定位，百度地圖能夠有效解決這樣的GPS定位漂移和信號丟失問題。
  • 《流浪地球》中的那個太空站炸了之後,地球上的通信導航怎麼辦?
    看過流浪地球的觀眾應該都對地球上的通訊系統有很深的印象，尤其是最後吳京協助救援隊執行最後救援計劃的時候，與救援隊通話的情節。但是更加令人印象深刻的是：似乎所有的通訊都是由空間站控制的。莫斯要放棄地球，自行離開的時候，這一點表現得非常明顯。
  • 蘋果手機沒法定位導航是怎麼回事?
    而手機的導航功能，在出門看路況時也會用到的，當自己到達了某個地點，想看看自己周圍的路況如何，導航功能也發揮了它的作用。而一旦iPhone手機上的導航功能失靈，無法進行定位導航，那麼我們出門辦事，或者是出門玩耍，就得摸瞎了，就要完全靠自己的雙腿、感覺和用嘴問路來搞定了，既不方便又費時間和口舌。
  • 「無衛星信號」也能導航?百度地圖智能定位給你「上才藝,展示」
    早在2019年3月百度地圖就已基於「AI慣導+位置大數據」，運用智能融合引擎和機器學習模型，打造了業內首個「智能定位」功能，並於近日，將針對隧道、高架橋、全丟星等特殊場景下的加強定位能力通過SDK形式陸續開放給廣大開發者應用，從而在導航過程中達到
  • 導航定位不準 你聽過「高精度定位」嗎
    [ZOL汽車電子]很多人可能都遇到過這樣的場景：當你到了某個陌生的地方或某個不夠開闊的地方，想要使用手機進行導航，但是定位經常會出現「飄來飄去」的情況，一會兒顯示在東邊，一會兒顯示在西邊；再比如，想去一個路口的東南角，結果導航給你導到了西北角……除非方向感特別強，否則迷路幾乎是妥妥的。
  • 華為手機gps信號弱怎麼辦?
    很多開車的朋友都喜歡用手機當車載導航，方便、實用，而且手機導航功能已經比較完善了。但在使用過程中，手機定位不準、車內搜星能力差、信號弱等問題時不時的會出現，今天跟大家一起來探討下華為手機gps信號弱怎麼辦？
  • 從北鬥到「北鬥」——人類導航定位簡史
    北鬥七星本身沒有導航價值，但它有一個非常重要的優勢：靠近北天極。雖然由於歲差的緣故，不同的時代利用北鬥七星尋找北天極的方法有差別，然而你總是可以找得到。在夜空中找到了北，你只需要面朝北方，伸開雙臂，南、東、西也就出來了。有了四個平面方位，最基本的方向感也就能建立起來了，最起碼你就不會需要往南走的時候卻轉向北方，那就真成了南轅北轍。
  • 魅族MX四核版自帶谷歌地圖只能定位不能導航怎麼辦
    魅族MX四核版自帶谷歌地圖只能定位不能導航怎麼辦　　魅族MX四核版自帶谷歌地圖只能定位不能導航，建議打開網絡和GPS功能後在打開自帶地圖，最上面GPS狀態圖標是否閃爍並精準定位。　　魅族MX四核版搭載Exynos A9高效低耗四核處理器，配合半導體業界最先進精密的32nm製程，令MX四核智慧型手機對比當今雙核手機整體效能提升60%以上，加上圖形處理器性能強勁提升50%，配備高達2GB的RAM，並且備有32GB 及64GB的ROM供選擇。
  • 百度地圖創新打造「AI室內通」,逛商場也能精準定位導航
    面對室內的尋路、探店難題，百度地圖日前創新地推出了"AI室內通"功能，讓一進商場就"不分東南西北"的人們，不再因室內環境複雜而影響出行。此前，室內導航一直是導航場景的一大難題，受限於衛星信號在室內衰減，信號的強度和穩定性不高，且不能定位到不同的樓層，傳統導航無法規劃正確的路線和發起導航；百度地圖聯合百度大腦DuMix AR率先實現基於視覺定位的室內導航功能，該功能通過百度大腦DuMix AR研發的視覺定位與增強現實服務 VPAS（visual positioning and augmenting service）為用戶提供基於手機圖像的高精度
  • 小米Note2隧道內定位導航是怎麼實現的?
    經常開車的網友可能有這樣的經歷：在隧道內或者高架下方手機導航就會出現不準的問題，甚至乾脆就沒了導航，這在一些複雜的路口下很容易導致走錯路。最近發布的小米Note2，在這方面具備了一項「黑科技」——SAP輔助定位。即便沒有衛星信號、過隧道時，也能實現定位。
  • 3D地圖導航:衛星地圖定位
    並且衛星地圖實時是不可能的，至於為什麼請見後文，另外附上獲得高清衛星地圖的方法：【http://www.bigemap.com/source/clause.html】本文概要：北鬥衛星導航系統提供衛星地圖嗎？如何通過免費途徑獲得超清衛星地圖？北鬥衛星導航系統提供衛星地圖嗎？答案是沒有！
  • 中國北鬥衛星導航定位 打破美全球導航壟斷產業
    GPS不僅用於飛彈、飛船等軍事或是戰略性工程的導航定位，更是廣泛用於民航、汽車、船舶等民用的導航定位，公安、銀行、醫療、消防等用它建立監控、報警、救援系統，企業用它建立現代物流管理系統，農業、林業、環保、資源調查、物理勘探、電信等都離不開導航定位，特別是隨著衛星導航接收機的集成微型化，出現各種融通信、計算機、GPS於一體的個人信息終端，使衛星導航技術從專業應用走向大眾應用。
  • 當GPS失靈時,百度地圖為何還能保證3米以內的高精定位?
    本期內容將為你展示，百度地圖如何利用VDR與PDR的慣性導航算法，在GPS不可用的情況時，實現室內、室外的精準定位。無論用戶身處隧道峽谷還是高樓林立，都不必再做「迷途的羔羊」。』　　我是誰？我在哪？——可謂是「路痴」群體出行時的日常「人生困惑」。特別是開車經過高架隧道，或者在布局複雜的商場逛街時，GPS信號極易丟失，定位也飄忽不定，讓人頭疼不已。
  • --析「北鬥」衛星導航定位系統(圖)
    大批轟炸機、戰鬥機猛撲向伊拉克首都巴格達，用炸彈準確地將一座建築徹底摧毀，行動代號：「斬首行動」；4月，一架B-1B「槍騎兵」轟炸機臨時接到任務，用炸彈摧毀了另一座建築。他們的目標都是一個人：薩達姆。他們在實施的過程中，由於有更優越的GPS衛星導航系統的興起並且發展相當迅速，使GEOSTAR系統不得不在1991年9月撤走資金，導致正在實施中的GEOSTA及系統宣告失敗。而我國的「北鬥一號」衛星導航系統正是80年代提出的「雙星快速定位系統」的發展計劃。北鬥導航系統的方案於1983年提出，突出持點是構成系統的空間衛星數目少、用戶終端設備簡單、一切複雜性均集中於地面中心處理站。
  • 導航定位方法的分類
    以衛星導航為例，導航定位方法可依據不同的分類標準，作如下劃分：（１）按觀測量分類：偽距定位和載波相位定位。偽距定位是在用全球定位系統進行導航定位時，用衛星發播的偽隨機碼與接收機複製碼的相關技術。測定測站到衛星之間的含有時鐘誤差和大地折射延遲的距離稱為偽距，當同時獲得三顆衛星的偽距時，便可以得到測站的三維位置。衛星導航系統提供兩種測距碼實現測距，即民用碼和軍用碼。採用民用碼偽距觀測值定位精度在１０米左右，採用軍用碼偽距觀測值定位精度在３米左右，但是軍用碼定位需要授權使用軍用接收機才可以定位。
  • 衛星導航除了提供導航、定位和授時服務,還能做點啥?
    通過接收地面基準站網提供的差分修正信號、達到提高衛星導航精度的目的，優化後的定位精度可以從毫米級至亞米級不等。地基增強的精度雖然很高，但覆蓋範圍卻有一定限制。定位目標必須處在通信信號覆蓋的範圍之內，但在通信信號難以覆蓋的高空、海上、沙漠和山區等地有可能形成服務盲區。