北斗应用的核心技术,为何会是驱动行业转型的数字电流?

数字化浪潮之下,北斗的应用已经从规模化走向智能化的新阶段。

“虽然北斗很难被感知到,但它实际上已经融入我们每个人的生活。今天的北斗,不止在你的手机、汽车、共享单车里,还在数字中国的建设大潮里。” 近日,千寻位置 CEO 陈金培在接受记者采访时如此表示。

融合大数据、云计算、5G通信、物联网等,以北斗高精度服务为核心的时空智能技术,正在数字化转型浪潮中扮演越来越重要的角色,无论是能源、港口、水利等基础设施建设方面,还是智能驾驶、智慧交通等新兴产业,都对时空智能呈现出爆发式增长需求。

时空智能是什么?

在中国工程院院士刘经南看来,人们行走时负责识别位置、方向和时间来寻找适宜生存和发展环境的智能,就是时空智能,人们能够在其中感知、认知或推断出目标中物质、能量和信息及其时间和空间位置与自身生存的关系。“时空智能是人类重要的认知智能基础,也可以说是体现在生命体上最高级别的智能之一。”

千寻位置在 2019 年业内最早提出“时空智能”技术领域,目前被广泛认可。陈金培认为,北斗与各类新兴技术融合应用,可通过时空智能赋能各类数字化场景,前提是必须具备四大关键要素,分别为“服务落地、云端协同、技术创新、数据安全,而这也决定了北斗下一阶段智能化应用的深度与广度。

站在土地上挖掘转型痛点

当前,各行业数字化转型进入关键阶段,北斗如何真正发挥出作用,对在地化能力提出了更高要求。“一方面,需要强化数字化的配套能力,通过提供更低门槛的标准化产品和解决方案,帮助用户快速接入北斗高精度能力。一方面,需要深入各个场景,挖掘行业在数字化转型中的真正痛点,来基于北斗提供定制化的能力。”陈金培说。

一年多前,千寻位置开始在浙江遂昌展开一场试验,通过时空智能技术赋能绿水青山可持续发展。当到了这个县城后发现,事情并没有他们想象得那么简单。为了寻找可以覆盖1700公顷仙侠湖巡检范围的无人机机库,千寻位置的技术人员徒步爬山,从村民那边拉电,花了一个月找到视野开阔的位置。因为当地专业飞手少,他们又设计了无人机自主起飞降落巡检的自动化方案,还花了三个月开发并验证AI算法,来快速检测水面垃圾、水体富营养化等情况。“中国基本的治理单元是以县域城市为主,而他们对于科技的渴望有时候其实比大城市更加强烈,我们希望通过技术让他们也具备信息化治理手段。”现在,遂昌仙侠湖整体水域巡检覆盖率达到95%,人工投入成本下降80%,巡检效率提升400%。

除了需要本地化的服务团队外,在地化能力对客户需求的敏捷反应也提出了更高要求。在电力领域,虽然千寻位置已经针对智能巡检有各类成熟的技术解决方案,但随着数字化探索深入,客户的需求逐渐多元化。前不久,某电网企业希望通过历史飞行数据还原输电线路坐标,构建数字化资产,但国内没有公司能承接。“我们虽然也没有做过,但因为有丰富的北斗地基增强站网观测数据和先进的算法技术,让我们有能力可以基于客户新的需求,提供定制化的数字化解决方案。”最终,千寻位置帮助客户确保数据安全完成任务,还为客户省下了几千万重新测绘生产的成本。

“北斗是技术,数字化是手段。通过北斗借助数字化解决行业中真正的痛点,才是真正考验一家数字化服务公司能力的地方。”陈金培说。

终端与云端有了“对话”基础

传统的卫星导航信号,并不具备与互联网云端交互的能力,然而在数字化过程中,云端协同是各类智能终端在同一时空相互对话的基础。

今年,全球电离层活跃加剧,对工程施工、路政桥梁、矿山、林业、地形勘测等高精度测绘作业带来了巨大影响。得益于云端一体的基础技术架构,千寻位置在业内率先推出具有电离层抑制功能的北斗高精度定位终端。

“打个比方的话,原来这些终端只能单向接收北斗信号,类似以前的功能手机,现在就变成了智能手机,可以随时与云端交互,通过系统升级获取最新的时空能力。”陈金培说。

目前,千寻位置在行业内自研了开放时空服务协议(OSS,Open Spatial Service),让各类终端与云端有了“对话”的基础,进而获取更丰富的时空数据服务、设备管理服务、智能分析服务等,让云端与终端的算力、算法、数据充分协同。

在前述电离层抑制案例上,有了云端一体,千寻位置在云端积累的丰富历史时空大数据就发挥了作用,终端相当于获得云端的强大算力,机器学习分析这些覆盖不同地理环境、大气环境的电离层数据,形成多场景算法模型,实时感知电离层状态,从而将设备的固定率提升至 95%以上。

从第一行代码开始原创

正是因为技术模式的创新,才让上述这一切变成可能。

“关键核心技术是买不来、要不来的。”陈金培说,对技术自主可控“死磕”,只有构建了一个强大的时空智能基础设施,数以亿计的时空智能新物种才能在这个平台上生长。

千寻位置在全球范围内第一个将云计算、大数据等互联网技术,与卫星导航、定位、授时技术的融合,建设了全球首个统一运营的卫星地基增强系统,实现了时空智能应用。从第一行原创代码开始,千寻位置的软件、算法,全部自研、可控。

千寻位置日前正式发布“六脉神剑”——时空智能六大底层核心技术,这些技术代表了千寻位置在 GNSS 领域对多个世界级技术难题的突破,以及在北斗产业自主可控技术之路上的努力。目前,在星地一体融合算法、多层次大气建模算法、定位完好性算法等多个方面,千寻位置达到了国际领先水平。

这些技术应用于产业需求,解决实际问题。

在偏远地区,为了让当地玉米种植户也能用上北斗高精度服务来提高作业效率,千寻位置的算法工程师们对星基增强定位技术收敛性能展开技术攻坚。现在,在不依赖卫星导航区域加密站、无需大气产品辅助的情况下,依然能够让终端快速可靠地获得高精度定位结果,收敛时间平均1分钟,最快可在几十秒达到收敛。这也让千寻位置成为国内首个获得该技术能力并将其商用落地的企业。

打造数据安全的基石

在数据经济时代,大数据是石油,算力是引擎。时空增强数据正变得越来越重要,将与交通、金融、电力等领域的数据要素加速流通,促进数字经济发展。千寻位置北斗厘米级定位服务产品——千寻知寸(FindCM),已经作为首批产品挂牌上海数据交易所。

“安全是北斗产业化的基石。”陈金培说,保障时空数据安全是北斗智能化应用的首要原则。作为首家拥有全国大规模组网技术的时空智能企业,千寻位置基于大规模运营和时间经验,已积累了行业领先的数据安全技术。

千寻位置建设和运营的国家北斗地基增强系统,全部使用国产设备,核心技术自主可控。从基准站、到数据处理系统、到播发系统,再到用户终端,全链路保障信息安全和服务可靠。千寻位置在行业内首次实现对位置敏感数据采用多种手段全链路加密。

面对铁路、公路、机场、港口、水利、市政等战略行业,千寻位置提供了私有化部署的灵活接入方式,有效保证客户数据隐私与安全。

目前,千寻位置是国内权威合规资质最多的时空智能服务商之一,建立了覆盖数据全生命周期的时空数据安全管理体系,并通过多个国内外认可的信息安全和隐私管理体系认证,包括公安部网络安全等级保护第三级、ISO/IEC 27001、ISO/IEC 27701、汽车行业信息安全评估和数据交换安全标准TISAX最高等级AL3评审认证等,近期还入选了中国信通院“卓信大数据计划”百家单位成员名单,保障我国时空大数据安全。

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