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千尋位置:以自主創新勇闖時空智慧新賽道

5月26日,在第十二屆中國衛星導航年會上,千尋位置對外揭曉“千尋位置技術體系的冰山圖譜”,包括1個基礎、2個引擎、3個核心能力、1個作業系統,組成千尋位置技術體系的堅實底座。

基於中國北斗衛星導航系統,千尋位置在全球構建“星地一體”的時空智慧基礎設施,構建從網際網路/衛星播發平臺、到智慧終端、到高精度地圖的自主可控產業全鏈路,形成了一批產品、服務、解決方案、作業系統,催生出AIoT新物種和規模化新應用,不斷引領自主技術創新突破。

勇闖無人區

構建精準時空資訊基礎設施,是創新型數字社會建設的重要標誌。2016年5月18日,千尋位置宣佈:國家北斗地基增強系統“全國一張網”正式投入執行,開始向全社會提供實時釐米級、後處理毫米級的高精度定位服務,減小衛星定位過程中如電離層、衛星鐘、星曆等誤差。

但建設和運營工程極具挑戰性。幾千個站點的建設,覆蓋我國廣袤的國土面積,放眼全球,這樣的技術模式史無前例。“面向未來百億級終端裝置對空智服務接入的需求,這張網必須覆蓋全國。而要把全國幾千座基站連成一張網,需要幾千條專線,對這張網路的穩定性、可用性、安全性提出了挑戰。”千尋位置CEO陳金培說。

踏入“無人區”,千尋位置第一次把天上的衛星建立在雲計算和大規模資料基礎上,組建一支又懂網際網路,又懂地球科學、空間科學、氣象科學等技術的百人演算法團隊,從地基增強站的接收機、“潛龍”時空伺服器、地基增強系統的軟體演算法,全部自研,來滿足高併發、高可靠、高可用、快速迭代等要求。

為保證服務的全天候執行,千尋位置透過7x24小時全鏈路動態運維監控體系,實時監控到基站的健康執行狀況,發生故障時,不僅依託跨省專線雙備份、遍佈全國專線及省級雙匯聚雙路由,保障客戶的正常使用和應用,還可以透過覆蓋全國的基站在故障區域內經過演算法最佳化,來支撐定位資料的持續準確播發及服務的連續性。

目前,“全國一張網”系統分佈在全國的基站實時接收北斗、GPS、GLONASS、Galileo、QZSS五大星座衛星訊號,透過專網傳至國家北斗資料處理中心,由部署資料中心的千尋位置雲平臺解算實時播發差分資料。系統全部使用國產裝置,核心技術、演算法全部自主可控,鏈路可靠性高達99。99%,基站單站可用性高達99。9%,平均無故障時間30萬小時。

不滿足於此,2018年,千尋位置釋出“星地一體”高精度時空服務“天音計劃”,構建中國第一個具備自主智慧財產權、高標準高可用的星基增強服務,進一步增強服務的效能和覆蓋範圍。“星地一體”採用地球同步軌道衛星和網際網路雙路播發,即便在通訊網路覆蓋不佳的地方,譬如在沙漠、海洋、高空等區域,繼續提供7×24小時時空智慧服務。目前“星地一體”的可用性達到99。99%,連續性達到99。99%。

2021年6月,千尋位置及眾多合作伙伴打造的多款支援“星地一體”釐米級時空服務的終端產品將陸續上市,覆蓋地理資訊、電力巡檢、精準農業等領域的應用。

“人類對於時間與空間位置的需求,正逐漸從粗略走向精準、從事後走向實時、從靜態走向動態、從區域走向全球。”中國工程院院士、武漢大學教授劉經南表示,在這場智慧化浪潮中,時空基礎設施的建設變得愈發重要,衛星導航系統面臨著新一輪的挑戰和變革,中國有望打造起“高、中、低軌衛星與地基增強系統相結合”的理想的時域和空域連續無縫的立體化時空基準服務系統。

重塑產業鏈

時空智慧產業的發展,除了技術本身的成熟,更需要產業鏈各環節同步實現配套發展,才能推動應用的大規模落地,為終端使用者提供無縫化的高精度時空服務。千尋位置已建成從播發平臺、到智慧終端、到高精度地圖的時空智慧全鏈路能力,構築雲端一體化的晶片、模組、板卡、感測器、智慧終端、演算法、資料、運營的時空智慧完整產業鏈,並與新一代5G通訊、人工智慧、雲計算等新技術深度融合,為手機、汽車、無人機、攝像頭、共享單車等各類終端提供了全新的時空智慧服務,承載超過8億使用者和百億級的訪問量,構建起時空智慧新模式、新業態、新經濟。

——播發平臺。千尋位置建立了衛星與網際網路雙路播發平臺,透過衛星、網際網路兩種方式,將高精度定位服務提供給全球使用者,實現高覆蓋、高可用,日處理位置資料30億條。

——智慧終端。千尋位置與生態合作伙伴一起,創造一系列用於接收時空智慧服務的硬體終端,如智慧汽車、手機等裝置,將時空智慧服務共享給億萬使用者。

——高精度地圖。千尋位置還積累了為客戶提供高效製作高精度地圖的工具和解決方案,高精度地圖校準里程數超過1200萬公里。透過高精度定位+高精度地圖的組合服務,來讓智慧終端得以在時空智慧服務指引下精準執行。

得益於這樣的全鏈路能力,千尋位置構建起“雲端一體”的協同優勢。例如,在智慧手機領域,千尋位置和晶片廠商、終端廠商、應用提供商等全產業鏈上下游通力協作,歷經19個月,在業內率先打通了從高精度定位能力、到手機終端、到移動應用的全鏈路技術,同時最佳化定位服務演算法、完善播發能力,在全球範圍內首次實現手機亞米級高精度定位。

在智慧駕駛領域,千尋位置已建成“能力、產品、生態”三位一體的汽車高精度定位工業化體系,為高精度定位量產上車提供了一本“作業指導書”。該體系可以為汽車行業提供全新的“三大件”——專有的服務、智慧的演算法和整合的硬體,提供涵蓋衛星訊號接收天線、衛星定位晶片、通訊網路的一套硬體解決方案,與高通、ST、移遠等晶片廠商、知名Tier 1(汽車一級供應商)等緊密合作,提高行業使用者從器件選型、系統整合到測試驗證的整合效率。

在測繪地理資訊領域,千尋位置引領行業從模組、晶片到終端逐步實現相容多系統、多頻段的跨越式升級。2020年,千尋知寸(FindCM)釐米級高精度定位服務升級,新增北斗三號衛星系統、歐盟伽利略衛星系統等新頻段,率先實現“5星16頻”,釋出千尋星矩SR6等雲端一體化智慧測繪終端系列產品,顯著提升樹蔭、樓宇遮擋等複雜場景下的定位體驗,併兼顧多場景模型,大大提升作業效率和精準結果。

“我們不僅會提供衛星導航精準的能力,也提供終端硬體,從模組開始到終端的能力,我們也會提供特定場景下的地圖能力。我們把這三方面能力整合起來,時空智慧的應用場景就會被極大地拓展。不僅僅是今天耳熟能詳的產品,除了消費場景外,會更多進入工業場景、產業場景裡面去。”陳金培表示。

目前,一批AIoT時空智慧新物種誕生,包括實現車道級導航的智慧手機、在高速公路自動駕駛的智慧汽車、能自主飛行進行電網巡檢或農藥噴灑的無人機、實現定點停車的共享單車、能與紅綠燈“對話”的自動駕駛公交車、貼上精準時空標籤的智慧錐桶、智慧三角牌、攝像頭等道路基礎設施,還有能聽診危房、橋樑、礦山的形變監測裝置等。時空智慧為機器提供時空資訊的決策依據,幫助它們對周圍環境進行感知。

定義服務標準

確保時空智慧服務的可靠性尤為重要。為了讓使用者在使用無人駕駛汽車、無人機等智慧裝置的時候,用得更安全、更放心,千尋位置率先定義時空智慧服務標準,提出五維產品標準,從精準性的基礎上,再提出可靠性、安全性、效率、質量四個維度來定義產品標準,從而提供更好的服務。

在產品可靠性方面,千尋位置突破性將航空領域的完好性指標引入時空智慧領域。經過數年努力,實現從衛星地基增強站到使用者接收端的全鏈路完好性,完成500多項技術指標的攻堅。目前,千尋位置的完好性風險低至10

-7

/小時的可信定位結果,相當於1000年才能發生一次風險。

“判斷釐米級精度人類都難做到,但機器需要判斷接收到的導航資訊是否可信,是否可用,是否安全。這就需要藉助完好性。”千尋位置首席科學家馮紹軍說。

在千尋位置的推動下,國際海事無線電技術委員會(RTCM)專門成立“高精度應用完好性”特別委員會,研究完好性技術在高精準位置服務和定位終端裡應用的國際標準,保障時空智慧服務和應用的安全性。

在產品安全性方面,千尋位置擁有IEC61508、ISO26262兩項功能安全認證,成為國際上唯一同時透過這兩項認證、符合工業及汽車領域國際功能安全標準的高精度定位服務提供商。所謂功能安全,是指在設計每一個系統、系統的每一個功能時,考慮其存在失效的過程。即如果不能正常工作,後果如何,風險如何。如果真的失效,則轉換至一種安全的模式,避免任何事故發生。

在質量水平方面,千尋位置透過Automotive SPICE(簡稱“ASPICE”)能力3級認證,基於時空智慧打造車規級產品的軟體開發實力得到證明,能滿足主流汽車廠商以及一級供應商的高標準軟體開發需求。千尋位置同時還在進行全球最大規模高精度定位路測,覆蓋全國主要城市快速路及高速公路,驗證高精度定位服務在不同緯度、不同海拔、不同路況、不同天氣等多場景的穩定性,不斷提升產品質量。

成立6年來,千尋位置構建了日益健壯的技術體系,迴圈發展,建立起一套對內實踐、對外賦能的時空智慧作業系統,構建多元融合的產業鏈生態。華為、榮耀、小米、大疆、哈囉出行、上汽、一汽、廣汽、小鵬、蔚來、華人運通、高德地圖、南方電網、國家電網等知名企業都已用上時空智慧。(經濟日報記者 姜天驕)