北斗交通領(lǐng)域應(yīng)用成果獲國家科技進(jìn)步一等獎

一、項(xiàng)目簡介

北斗系統(tǒng)是我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是建立國家時(shí)空信息基準(zhǔn)的重大基礎(chǔ)設(shè)施，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略。交通運(yùn)輸是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最大的行業(yè)用戶之一，在國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)激烈競爭的情況下，建立基于北斗的高精度位置服務(wù)系統(tǒng)，對于構(gòu)建我國“綜合、智慧、綠色、平安”的交通體系意義重大、需求迫切。

“中國高精度位置網(wǎng)及其在交通領(lǐng)域的重大應(yīng)用”項(xiàng)目是在國家863 計(jì)劃重大項(xiàng)目、中國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專項(xiàng)等支持下，聚集“產(chǎn)、學(xué)、研、用、管”多家單位進(jìn)行13年聯(lián)合攻關(guān)，重點(diǎn)突破了穩(wěn)、準(zhǔn)、快的北斗位置服務(wù)核心關(guān)鍵技術(shù)。系統(tǒng)地研究建立了北斗高精度定位導(dǎo)航理論方法和技術(shù)體系，突破了精準(zhǔn)、快速、穩(wěn)健的北斗位置服務(wù)系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)，研制了從北斗芯片、板卡到應(yīng)用終端的系列裝備，建立了基于性能的中國高精度位置網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)，形成了面向交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用的北斗高精度定位導(dǎo)航服務(wù)能力，并制定了相關(guān)成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范?！爸袊呔任恢镁W(wǎng)及其在交通領(lǐng)域的重大應(yīng)用”項(xiàng)目完成單位包括武漢大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國交通通信信息中心、交通運(yùn)輸部海事局、中國交通建設(shè)股份有限公司、北京合眾思壯科技股份有限公司、北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司、中國信息通信研究院、民航數(shù)據(jù)通信有限責(zé)任公司和北京民航天宇科技發(fā)展股份有限公司。

二、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

“中國高精度位置網(wǎng)及其在交通領(lǐng)域的重大應(yīng)用”項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)有以下4點(diǎn)：

1）建立了北斗高精度定位技術(shù)體系：提出了基于北斗的高精度坐標(biāo)參考框架建立與維持理論方法，發(fā)展了厘米級北斗衛(wèi)星實(shí)時(shí)定軌方法、亞納秒級實(shí)時(shí)鐘差確定方法，構(gòu)建了高時(shí)空分辨率的大氣延遲模型，攻克了北斗三頻模糊度固定、北斗誤差標(biāo)定與修正等難題。建立了面向不同應(yīng)用需求的北斗實(shí)時(shí)米級、分米級、厘米級和事后毫米級定位技術(shù)體系。

2）突破了北斗快速定位服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)：突破了北斗高精度定位服務(wù)系統(tǒng)的核心產(chǎn)品快速處理、輔助北斗高精度定位(A-北斗) 、密集網(wǎng)格增強(qiáng)、聯(lián)動目標(biāo)自組網(wǎng)快速定位等關(guān)鍵技術(shù)，解決了實(shí)時(shí)服務(wù)產(chǎn)品更新快、用戶首次定位時(shí)間快、高精度定位收斂快、聯(lián)動目標(biāo)動態(tài)響應(yīng)快等系列難題。

3）提出了穩(wěn)健服務(wù)的中國高精度位置網(wǎng)架構(gòu)：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了北斗服務(wù)異構(gòu)系統(tǒng)的分布式架構(gòu)，顯著降低了系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)；發(fā)明了全過程的系統(tǒng)性能監(jiān)測技術(shù)，提高了服務(wù)性能高的可信性；實(shí)現(xiàn)了多系統(tǒng)、多技術(shù)融合定位，提高了復(fù)雜環(huán)境下的用戶可用性；提出了基于性能的北斗高精度定位服務(wù)策略，提升了對用戶的連續(xù)服務(wù)能力。

4）建立了分布式、多節(jié)點(diǎn)的國高精度位置網(wǎng)系統(tǒng)：建成了信息互通、數(shù)據(jù)共享、資源融合、應(yīng)用集成的北斗高精度位置服務(wù)平臺，形成了從米級到毫米級全精度譜的導(dǎo)航定位服務(wù)能力。

三、項(xiàng)目應(yīng)用成果

“中國高精度位置網(wǎng)及其在交通領(lǐng)域的重大應(yīng)用”項(xiàng)目研究成果已經(jīng)在我國公路、海事、鐵路、航空、島礁建設(shè)、大眾出行等方面取得成功應(yīng)用，大幅提升了生產(chǎn)效率、減少了資源消耗，保障了國家位置信息安全，實(shí)現(xiàn)了北斗在交通運(yùn)輸行業(yè)從“無”到 “有”的體系 、規(guī)模應(yīng)用。形成了基于北斗的裝備制造及導(dǎo)航、監(jiān)控、管理服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈條，直接經(jīng)濟(jì)效益超過60 億元，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著，對推動北斗系統(tǒng)在我國關(guān)鍵行業(yè)和公眾位置服務(wù)的規(guī)模應(yīng)用做出實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)。

該項(xiàng)目主要應(yīng)用成果包括：全國重點(diǎn)營運(yùn)車輛動態(tài)信息公共交換平臺、全國營運(yùn)車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控綜合監(jiān)管體系的構(gòu)建，接入“貨運(yùn)安全代管”、“兩客一危”車輛 500多萬；成功應(yīng)用于我國沿海無線電指向標(biāo)系統(tǒng)改造和沿海北斗精密定位服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，擺脫了對國外系統(tǒng)和裝備的依賴，支撐了我國北斗加入國際海事組織；應(yīng)用于我國南海重大工程的建設(shè)和海洋設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控，保障了我國海上防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境保護(hù)等重大任務(wù)的實(shí)施。

交通運(yùn)輸部高度重視我國北斗系統(tǒng)在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用。在交通運(yùn)輸部北斗系統(tǒng)應(yīng)用工作領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)下，行業(yè)內(nèi)正在逐步形成“規(guī)劃、政策、機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)、推廣”五位一體的北斗應(yīng)用體系。根據(jù)《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用專項(xiàng)規(guī)劃（公開版）》，下一步，交通運(yùn)輸行業(yè)還將建成覆蓋全行業(yè)的北斗高精度服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，持續(xù)拓展北斗行業(yè)應(yīng)用深度和廣度，配合北斗三號系統(tǒng)建設(shè)，打造交通運(yùn)輸與北斗系統(tǒng)協(xié)調(diào)聯(lián)通、相互促進(jìn)、融合發(fā)展的良好格局。

在交通運(yùn)輸部的大力推動下，項(xiàng)目研究成果已經(jīng)在我國公路、水路、鐵路、航空、郵政、大眾出行等方面取得成功應(yīng)用。通過實(shí)現(xiàn)北斗在交通運(yùn)輸行業(yè)從“無”到“有”，再到體系化、規(guī)模化應(yīng)用，有效提升了交通運(yùn)輸生產(chǎn)效率、減少了資源消耗，并在關(guān)鍵區(qū)域保障了國家時(shí)空信息安全。項(xiàng)目成果在全國交通行業(yè)推廣應(yīng)用，建立了全球最大的營運(yùn)車輛動態(tài)監(jiān)管平臺，實(shí)現(xiàn)了全國530多萬輛重點(diǎn)營運(yùn)車輛的跨地區(qū)精細(xì)化監(jiān)管，有效減少了重特大交通事故的發(fā)生；建立了全海域船舶監(jiān)管與搜救信息系統(tǒng)，海事局等單位在沿海和港口建成109座北斗增強(qiáng)基準(zhǔn)站，已形成覆蓋我國關(guān)鍵水域的北斗高精度服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)了北斗全天時(shí)、全天候、全海域的船舶監(jiān)控，累計(jì)救助漁民1萬余人[1]；成功應(yīng)用于我國海洋島礁機(jī)場建設(shè)，為維護(hù)我國領(lǐng)海主權(quán)起到了不可替代的精準(zhǔn)定位保障作用。近三年直接經(jīng)濟(jì)效益119億元。

四、項(xiàng)目推廣應(yīng)用

“中國高精度位置網(wǎng)及其在交通領(lǐng)域的重大應(yīng)用”項(xiàng)目推廣應(yīng)用情況如下：

1）應(yīng)用于中國交通通信信息中心：支撐了全國范圍內(nèi)重點(diǎn)營運(yùn)車輛動態(tài)位置信息的獲取建立了全國重點(diǎn)營運(yùn)車輛動態(tài)信息公共交換平臺的管理系統(tǒng)，支撐了全國營運(yùn)車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控綜合監(jiān)管體系的構(gòu)建，推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，取得重大社會經(jīng)濟(jì)效益。

2）應(yīng)用于交通運(yùn)輸部海事局：應(yīng)用于我國沿海無線電指向標(biāo)系統(tǒng)改造和沿海北斗精密定位服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，擺脫了對國外系統(tǒng)和裝備的依賴，支撐了我國北斗加入國際海事組織。

3）應(yīng)用于中國交通建設(shè)股份有限公司：應(yīng)用于我國南海新建島礁建設(shè)及燈塔遠(yuǎn)程監(jiān)控，有效提升了周邊水域助航、通航管理及應(yīng)急搜救能力，為我國承擔(dān)和履行海上防災(zāi)減災(zāi)、海洋環(huán)境保護(hù)等國際責(zé)任與義務(wù)創(chuàng)造了良好的條件，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4）應(yīng)用于惠州華陽通用電子有限公司：支撐了華陽天基高精度導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了車道級(亞米級)定位，提升了車輛道路識別能力，同時(shí)有效降低了成本，目前已廣泛應(yīng)用于車載定位、車載導(dǎo)航、車載安防、無人駕駛、先進(jìn)駕駛云輔助系統(tǒng)等領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

5）應(yīng)用于民航數(shù)據(jù)通信有限責(zé)任公司：成果中的多星座選星技術(shù)，信號質(zhì)量監(jiān)測、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測、測量質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)，電離層異常監(jiān)測和非標(biāo)稱對流層監(jiān)測技術(shù)，以及相關(guān)峰和信號功率監(jiān)測技術(shù)，成功應(yīng)用于該公司地基區(qū)域完好性監(jiān)測系統(tǒng)(GRIMS)建設(shè)，支撐了 GRIMS II期的升級改造方案論證，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。