“天上好用，地上用好”，北斗系統(tǒng)里廣為流傳的這句話，要實現(xiàn)起來并不容易。通常而言，一項技術從實驗室到產業(yè)應用，需要經(jīng)歷很長的過程。
前不久，小米創(chuàng)始人雷軍在微博上發(fā)布的一則視頻，引起了大量網(wǎng)友的興趣。用戶可以清楚地看見自己在哪條車道，實現(xiàn)車道級導航， 有用戶評價，“再也不怕走岔路”。
這背后，得益于千尋位置率先打通從北斗高精度服務、定位技術、到手機終端、到移動應用的時空智能產業(yè)全鏈路，讓小米、華為、榮耀等國產品牌的多款手機，率先具備了這樣的超高精度定位能力，領先于全球其他品牌。
這是千尋位置成立的第6年。多年來，千尋位置一群年輕的科學家們擔負使命，致力于推進北斗高精度定位和授時技術從實驗室走向大眾商用市場，不斷進行著從0到1的技術創(chuàng)新、從1到N的場景應用。千尋位置的時空智能服務對象不僅包括手機，還有一批在高速公路上實現(xiàn)自動駕駛的汽車，以及在農田里能自主飛行作業(yè)的無人機……
在今年的第十二屆中國衛(wèi)星導航年會(以下簡稱“年會”)上，千尋位置展露“冰山一角”，來自算法、產品、技術等多個領域的專家受邀發(fā)表特邀報告，分享他們推進技術產業(yè)化的創(chuàng)新成果，展示千尋位置在一攬子時空智能產品及解決方案之下的能力。
(圖為第十二屆中國衛(wèi)星導航年會現(xiàn)場)
“大眾應用是北斗衛(wèi)星導航領域規(guī)模最大、發(fā)展最快、與生活最貼近的應用領域，千尋位置在全場景條件下對低成本、低功耗、高性能、高安全的位置服務、定位和數(shù)據(jù)相關技術領域進行廣泛研究，探索出了一個個創(chuàng)新的應用模式。”千尋位置首席科學家馮紹軍博士說。今年是他連續(xù)第9次參加中國衛(wèi)星導航年會， 連續(xù)第7年擔任分會主席。
面向大眾市場的技術變革
高精度位置服務與定位并不是一個新概念，但是這些年大規(guī)模進入消費類市場還是罕見，一方面是手機、汽車等億級設備對時空服務的市場需求的拉動，一方面得益于這家叫千尋位置的公司創(chuàng)新與推動。
以前，要獲得高精度位置服務，門檻極高。一般而言，需要臨時架設基準站來獲得衛(wèi)星定位校準數(shù)，終端層面則要用上成本高昂的設備來接收高質量的衛(wèi)星信號和通信電臺來接收校準數(shù)。
千尋位置在全球范圍內第一個建設起一個大規(guī)模的衛(wèi)星地基增強系統(tǒng)，并且以“全國一張網(wǎng)”的形式通過互聯(lián)網(wǎng)7×24小時播發(fā)向用戶提供高精度定位和授時服務。通過地基增強和星基增強一體化技術，提供“星地一體”高精度時空服務，滿足智能時代用戶對精準時空服務無縫、連續(xù)可用的需求。
建設這樣的一張網(wǎng)，只是第一步。降低技術的應用門檻，還需要跨過很多道檻，比如終端層面要解決成本、功耗、算法、芯片、通信能力、計算能力等。
在年會大眾應用分會上，千尋位置算法專家汪登輝分享了基于“星地一體”高精度時空服務來解決低成本設備高精度定位的算法創(chuàng)新實踐。“如何在這類成本大幅降低的消費級終端上，實現(xiàn)和上萬元的測量設備相當?shù)亩ㄎ痪冉Y果，同時提供更苛刻的可用率及完好性要求，是我們要解決的難題。”他說。
目前，這一創(chuàng)新實踐已被某國際知名汽車廠商所采納。 “通過千尋位置積累的海量基準站數(shù)據(jù)及大規(guī)模路測的數(shù)據(jù)樣本，我們還在不斷調整和迭代算法性能，解決復雜動態(tài)場景下的多項關鍵技術難點，來實現(xiàn)低成本設備的星地一體厘米級時空服務快速定位和工程應用，滿足如ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))等場景下的定位精度及終端完好性技術需求。”汪登輝說。
走向商用市場，還需要考慮很多實際問題，比如產品和服務可靠性如何，比如用了高精度定位技術能否保障無人駕駛的安全等。
為此，千尋位置突破性地將航空領域的完好性指標、以及工業(yè)界的功能安全指標等引入時空智能領域。“對高精度定位服務進行功能安全認證，算法架構的復雜性增大，在算法的代碼實現(xiàn)難度上要求很高。”在年會自主導航與智能運行分會上，千尋位置完好性領域的算法專家陳杰介紹，團隊克服困難，高效高質地完成高精度定位從云端到終端全鏈路的安全設計和測試驗證。
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，相當于1000年才能發(fā)生一次風險。千尋位置還拿下IEC61508、ISO26262等功能安全認證、Automotive SPICE(簡稱“ASPICE”)能力3級認證。這意味著，基于時空智能打造車規(guī)級產品的軟件開發(fā)，能夠滿足主流汽車廠商以及一級供應商的高標準軟件開發(fā)需求。
面向新場景的市場創(chuàng)新
直面客戶，在場景中探索，是技術產業(yè)化的最好方式。千尋位置具有大量豐富的應用場景優(yōu)勢，為北斗高精度技術的大眾應用提供了助推的燃料。
很長時間，由于技術難度高，商業(yè)模式不明確，讓手機這樣一款最廣泛使用的大眾消費電子產品具備高精度定位能力，業(yè)內無人敢于嘗試。但如果手機能具備高精度定位能力，會給導航、游戲、本地生活等超級應用帶來革命性的用戶體驗升級。
從2019年開始，千尋位置聯(lián)合芯片廠商、終端廠商、應用提供商等全產業(yè)鏈上下游通力協(xié)作，去解決成本、功耗、芯片、算法等問題。
千尋位置高級專家金玉潔在年會上發(fā)表演講時介紹，讓手機集成高精度定位并不像軟件升級那么簡單。這離不開手機定位天線、定位算法、定位芯片三方面技術要素的支持，手機廠商必須在量產之前就進行調優(yōu)。普通衛(wèi)星導航的定位精度達5到10米，高精度定位技術在傳統(tǒng)單點定位的基礎上，可以實現(xiàn)亞米級的定位精度。
2020年10月，千尋位置聯(lián)合華為、高德地圖共同宣布，集成千尋位置時空智能服務的手機量產上市。千尋位置歷經(jīng)19個月，在業(yè)內率先打通了從北斗高精度定位技術、到手機終端、到移動應用的全鏈路，同時優(yōu)化定位服務算法、完善播發(fā)能力，支持億級用戶大規(guī)模高并發(fā)接入需求。
手機只是千尋位置推進北斗高精度技術產業(yè)化努力的縮影。在千尋位置的助推下，一批具備北斗高精度定位能力的時空智能新物種結合新場景誕生，在智能物聯(lián)、智能城市、智能駕駛、智能電網(wǎng)等各個領域滲透。
在年會的北斗與新基建論壇上，千尋位置研究院院長趙毅認為，以北斗為基礎的時空智能產業(yè)呈現(xiàn)三個特征：頻度大大提高、廣度進一步拓展、深度進一步加深。
“首先是使用頻度大大提高，二十年前高精度的衛(wèi)星導航技術基本上只用于測繪與地理信息行業(yè)，使用頻度很低，如今，手機、汽車、無人機等智能終端都將逐漸配備高精度定位能力;
“其次是廣度的進一步拓展，時空智能正賦能產業(yè)升級、社會治理、大眾生活的方方面面;
“第三，應用的深度進一步加深，行業(yè)對定位性能的衡量不只是精度，還關注定位的可靠性、可用性、完好性等指標，關注良好定位性能所帶來的卓越用戶體驗，衛(wèi)星導航定位正在邁入時空智能的新發(fā)展階段。”
面向未來的基礎科學探索
從開創(chuàng)性的“全國一張網(wǎng)”技術模式，再到突破性的“星地一體”融合方案，千尋位置從未停止在時空智能技術領域探索的腳步，率先推動北斗高精度技術成果產業(yè)化、商業(yè)化。
著眼未來，千尋位置不斷在基礎科學領域不斷投入，繼續(xù)深化GNSS(全球導航衛(wèi)星系統(tǒng))的研究，同時探索室內外無縫導航、GNSS與慣性導航系統(tǒng)、多GNSS融合導航定位等時空智能技術新路徑。
為了破解“電離層對衛(wèi)星導航信號的干擾”這一世界難題，千尋位置與復旦大學科研團隊共同啟動了“基于北斗地基增強網(wǎng)大數(shù)據(jù)驅動的電離層建模和預報技術”項目的研究。
在年會衛(wèi)星導航系統(tǒng)與增強分會上，千尋位置和復旦大學聯(lián)合成立的上海北斗智慧應用創(chuàng)新研究中心博士研究生眭韻，分享了這個項目的最新研究成果，介紹對基于北斗地基增強系統(tǒng)的日食期間赤道異常區(qū)域的電離層稀疏重構的研究情況。眭韻在金亞秋院士等老師的指導下，以實習生身份在千尋位置從事電離層研究。在眭韻看來，千尋位置北斗地基增強系統(tǒng)的“全國一張網(wǎng)”，為構建我國高精度實時電離層層析模型提供了實時高質量時空大數(shù)據(jù)。
年會上，千尋位置的算法專家佘承莉則分享了正在開發(fā)的中國地區(qū)高精度電離層監(jiān)測系統(tǒng)。“我們希望在全國范圍內構建精細化的電離層電子總含量的實時監(jiān)測系統(tǒng)，可以更大程度上緩解電離層對于高精度定位的影響，如果這個監(jiān)測系統(tǒng)未來可以像日常的天氣實況播報一樣，那么能發(fā)揮更大的應用價值。”佘承莉說。
千尋位置資深算法工程師趙洪松在年會的PNT體系與PNT新技術分會上，就分享了多傳感器融合定位的研究成果。他在實際工作中發(fā)現(xiàn)，MEMS-INS/GNSS組合導航系統(tǒng)在車輛上的初始安裝校準必要但又困難，他提出一種任意安裝條件下的初始安裝角快速估計方法。這種方法操作簡便、用時較短、估計精度穩(wěn)定，對車輛機動動態(tài)和機動過程中的振動環(huán)境要求都不高，能夠廣泛應用于民用乘用車、小型無人車、農業(yè)機車等領域，對于實際工程有著重要的意義。
成立6年多來，千尋位置共申請專利達559件，其中，發(fā)明專利537件，涵蓋衛(wèi)星導航技術、人工智能、機器學習技術等多領域、多學科。
“時空智能的應用，只受想象力的限制。”千尋位置以拓荒者的角色出發(fā)，從無到有，跑出了一條“生于北斗，不止于北斗”的時空智能新賽道。
“面向未來，由無數(shù)個0和1組成的虛擬世界里，我們還需要一張高連續(xù)性、高穩(wěn)定性、高可用性、高安全性的時空網(wǎng)，讓時空智能變成像水、電、煤這樣的基礎設施，成為連接虛擬和現(xiàn)實世界的橋梁，激發(fā)萬物智能時代的創(chuàng)新潛力。”千尋位置CEO陳金培表示。
申請創(chuàng)業(yè)報道，分享創(chuàng)業(yè)好點子。點擊此處，共同探討創(chuàng)業(yè)新機遇！
