2024年電力北斗融合應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)報(bào)告

電力北斗融合應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)報(bào)告人：彭文杰單位：武漢大學(xué)湖北珞珈實(shí)驗(yàn)室02創(chuàng)新成果03應(yīng)用案例總結(jié)展望北斗發(fā)展現(xiàn)狀北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施習(xí)近平總書記：北斗規(guī)模應(yīng)用進(jìn)入市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展的關(guān)鍵階段(2022年11月)中華人民共和國國務(wù)院新聞辦公室“推動(dòng)北斗系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)用市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展”9月16日，國家主席習(xí)近平向首屆北牛規(guī)模應(yīng)用國際峰會(huì)致習(xí)近平指出，當(dāng)前，全球數(shù)字化發(fā)展日益加快，時(shí)空信息、定位導(dǎo)航服務(wù)成為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施。去年7月我宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開通服務(wù)以來，北斗系統(tǒng)在全球一半以上國家和地區(qū)推廣使用，北斗規(guī)模應(yīng)用進(jìn)入市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展的關(guān)鍵階段。習(xí)近平強(qiáng)調(diào)，北斗系統(tǒng)造福中國人民，也造福世界各國人民。——《新時(shí)代的中國北斗》2010/12012020/62020/1發(fā)射：4國務(wù)院，“十四五”規(guī)劃自然資源部自然資源部2021/06/012022/04/06國資委中央軍委裝備發(fā)展部關(guān)于印發(fā)國資委、中央軍委md滸0國家能源局國家能源局 ●大眾手機(jī)導(dǎo)航與位置服務(wù)交通大數(shù)據(jù)●大眾手機(jī)導(dǎo)航與位置服務(wù)交通大數(shù)據(jù)●北斗災(zāi)害測報(bào)●特殊地段形變安全監(jiān)測●尾礦安全形變監(jiān)測●消防員指揮調(diào)度●單兵執(zhí)法記錄儀特殊市場大眾市場防災(zāi)減災(zāi)司法公路鐵路民航水利水電行業(yè)市場●工程測繪測給智能網(wǎng)●車路協(xié)同●自動(dòng)駕駛座艙●高精度地圖●城市公交車●形變安全監(jiān)測應(yīng)用●列車控制應(yīng)用公路鐵路民航水利水電行業(yè)市場●工程測繪測給智能網(wǎng)●車路協(xié)同●自動(dòng)駕駛座艙●高精度地圖●城市公交車●形變安全監(jiān)測應(yīng)用●列車控制應(yīng)用●●●無人值守氣象站焚●林業(yè)防火無人機(jī)●無人機(jī)植?！駸o人機(jī)物流●無人機(jī)防疫消殺●無人機(jī)巡視●無人機(jī)航拍●無人機(jī)測繪農(nóng)業(yè)●農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛●農(nóng)機(jī)前裝標(biāo)配●農(nóng)機(jī)機(jī)位監(jiān)控●野生動(dòng)物跟蹤保護(hù)●土壤培情監(jiān)測體育●戶外運(yùn)動(dòng)●長距離越野比賽運(yùn)動(dòng)員安全監(jiān)控●運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)軌跡●比賽船定位●帆船比賽船位定位共享經(jīng)濟(jì)●共享單車●共享充電樁施工●工程機(jī)械●施工測量●施工人員安全監(jiān)控●BIM施工管理醫(yī)療●救護(hù)車調(diào)度●病患監(jiān)控●銀發(fā)經(jīng)濟(jì)●投保與理賠確證保險(xiǎn)移動(dòng)通信●基站授時(shí)●北斗+5G應(yīng)用物流●物流配貨●車輛監(jiān)控調(diào)度●工況監(jiān)控●倉儲(chǔ)●快讀物流應(yīng)用●貨物在途監(jiān)控●物流無人車金融●服務(wù)器授時(shí)電力●智慧電網(wǎng)授時(shí)●郵政快遞●智能駕考●智慧校園●北斗科技教育●住宿商業(yè)●文物管理●景區(qū)應(yīng)用●智慧景區(qū)管理●城市網(wǎng)格化管理●城管單兵執(zhí)法儀●智慧管網(wǎng)●線路巡檢●智慧井蓋●水位監(jiān)控駕考教育旅游景區(qū)環(huán)衛(wèi)城市管理燃?xì)馑畡?wù)BDSEP蒙BDSEP蒙序號(hào)服務(wù)類型信號(hào)/頻段米級(jí)：厘米：智駕監(jiān)測移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上行：L上行：14MEO下行：3IGSO+24MEO卡：s上行：UHF下行：SAR-B2b上行：6MEO下行：3IGSO+24MEO7北斗發(fā)展現(xiàn)狀北斗服務(wù)中華人民共和國中央人民政府中華人民共和國中央人民政府首溪監(jiān)策國務(wù)院改罩文件庫國各院部門首溪監(jiān)策國務(wù)院改罩文件庫國各院部門發(fā)文字號(hào)自然低發(fā)(2024127號(hào)金成文任：teslpo1月12H自地貸源臨關(guān)于酒智造網(wǎng)汽有關(guān)畫給地理培急安全新理的成文日DH497月268自然資源部關(guān)于印發(fā)《自然資源領(lǐng)域數(shù)據(jù)安全管理辦法》的通知白然資源部關(guān)于加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車有關(guān)測繪地理信息安全管理的通知自熱資發(fā)(2024137號(hào)白然資源部關(guān)于加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車有關(guān)測繪地理信息安全管理的通知自然資發(fā)[2024]139號(hào)各省、自治區(qū)，直轄市白然貨源主管部門，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵白然腎道局，陜西，累龍江，四川、再面測獨(dú)她理信總局，部石關(guān)直屬為維護(hù)海繪地理信思安全，促進(jìn)暫論網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，陳據(jù)各省、自治區(qū)，直轄市白然貨源主管部門，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵白然腎道局，陜西，累龍江，四川、再面測獨(dú)她理信總局，部石關(guān)直屬為維護(hù)海繪地理信思安全，促進(jìn)暫論網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，陳據(jù)(中華人民共和國測經(jīng)法》《中華人民共和國保守國家秘密法》(中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法(地圖管理?xiàng)l例等法律法規(guī)，現(xiàn)筑有關(guān)事剛通如如下。經(jīng)國家數(shù)報(bào)安全工作協(xié)調(diào)核潤批準(zhǔn)，部領(lǐng)導(dǎo)同想，現(xiàn)將(內(nèi)然資除額域數(shù)拆安全管理辦決》印發(fā)給稱們。請(qǐng)精合實(shí)際認(rèn)直貫鈕牧行20043月22B2024年7月，自然資源部，《關(guān)于加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車有關(guān)測繪地理信息安全管理的通知》·嚴(yán)格涉密、敏感地理信息數(shù)據(jù)管理?！じ鞯匾皶r(shí)提供北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站“一張網(wǎng)”2024年7月，自然資源部，《關(guān)于加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車有關(guān)測繪地理信息安全管理的通知》·嚴(yán)格涉密、敏感地理信息數(shù)據(jù)管理?！じ鞯匾皶r(shí)提供北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站“一張網(wǎng)”位置服務(wù)·在國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展道路上，嚴(yán)守測繪地理信息數(shù)據(jù)安全 單北斗：單獨(dú)接收北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)北斗獨(dú)立定位。2020年4月，交通運(yùn)輸部《關(guān)于充分發(fā)揮全國道路貨運(yùn)車輛公共監(jiān)管與服務(wù)平臺(tái)作用支撐行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》——“加快單北斗終端研發(fā)推廣…推動(dòng)基于北斗三號(hào)的單北斗終端應(yīng)用”2022年1月，工信部《工業(yè)和信息化部關(guān)于大眾消費(fèi)領(lǐng)域北斗推廣應(yīng)用的若干意見》——“鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)使用單模北斗產(chǎn)品或支持北斗獨(dú)立功能的多模北斗產(chǎn)品”。關(guān)于崔集單北牛衛(wèi)屋導(dǎo)航應(yīng)用優(yōu)為產(chǎn)品和解決方率的通知2024年1月，江蘇省工信廳《關(guān)于在全市征集單北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用優(yōu)秀產(chǎn)品和解決方案的通知》——“為加快推進(jìn)我市單北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用，現(xiàn)征集單北斗系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)秀產(chǎn)品和解決方案”陜西省應(yīng)急管理廳2024年2月，陜西省應(yīng)急管理廳《2024年度全省應(yīng)急管理科技和信息化工作要點(diǎn)》——“全面推進(jìn)北斗替代和單北斗應(yīng)用”階段3公共安全等蔓延階段3公共安全等蔓延階段1階段2階段1階段2行業(yè)行業(yè)定位模式20000-160000元，甚至更高20000元起成本20000-160000元，甚至更高20000元起成本大測地型接收機(jī)終端大測地型接收機(jī)終端集成化程度更高、成本更低，向星地融合、組合導(dǎo)航方向轉(zhuǎn)移10難題與挑戰(zhàn)難題與挑戰(zhàn)北斗應(yīng)用觀測環(huán)境復(fù)雜化、應(yīng)用場景多樣化北斗精準(zhǔn)定位面臨精度不足、無法適用、可靠性差等挑戰(zhàn)導(dǎo)導(dǎo)向挑戰(zhàn)突破構(gòu)建高兼容高精度高可靠北斗定位算法庫北斗芯片、模組、終端、平臺(tái)應(yīng)用體系發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)展望活躍電離層延遲建模與改正活躍電離層延遲建模與改正0Noy'22jul23Noy'22jul230Noy'22jan23Noy'22jan23地磁指數(shù)序列圖電離層延遲全球分布圖當(dāng)前正處于太陽活動(dòng)高峰期(2024年-2026年)活躍電離層延遲建模與改正活躍電離層延遲建模與改正收米電閥層派遲和穿刺點(diǎn)位置利用文時(shí)現(xiàn)測值計(jì)算電畫層延進(jìn)收米電閥層派遲和穿刺點(diǎn)位置利用文時(shí)現(xiàn)測值計(jì)算電畫層延進(jìn)多個(gè)電離層觀測結(jié)點(diǎn)小于15小于15是利用實(shí)時(shí)觀制值計(jì)算衛(wèi)星穿刺點(diǎn)計(jì)算對(duì)STEC穿制點(diǎn)軌跡限穿刻點(diǎn)處電離層廷遲相同《穿制點(diǎn)精跡相文)規(guī)新文點(diǎn)穿刺點(diǎn)軌迎相文判斷獲取異常起始信息《穿制點(diǎn)精跡相文)規(guī)新文點(diǎn)穿刺點(diǎn)軌迎相文判斷是，至所少號(hào)星是，至所少號(hào)星星闖單差電商凰計(jì)算多個(gè)衛(wèi)星軌邊交點(diǎn)組成環(huán)時(shí)，利星闖單差電商凰計(jì)算多個(gè)衛(wèi)星軌邊交點(diǎn)組成環(huán)時(shí)，利用平差方法對(duì)7E進(jìn)行平差查找當(dāng)前衛(wèi)星的星間單表改正值」查找穿制點(diǎn)軌進(jìn)中交點(diǎn)題多的查找當(dāng)前衛(wèi)星的星間單表改正值」查找穿制點(diǎn)軌進(jìn)中交點(diǎn)題多的衛(wèi)星5M作為步考星計(jì)算其他衛(wèi)星與Satt交點(diǎn)處計(jì)算其他衛(wèi)星與Satt交點(diǎn)處的電離吊延遲差值，御劃星網(wǎng)阜考改正值TEC兩衛(wèi)星的電離層延道減去7C得到與步考星的星間單差電流啟立體化審視電離層異常1預(yù)測預(yù)測BDS提出了基于地面約束、衛(wèi)星觀測與物理機(jī)制的電離層監(jiān)測、異常探測與預(yù)測新方法活躍電離層延遲建模與改正活躍電離層延遲建模與改正電離層改正數(shù)精度信息AV△pim=VAp+VAT-2VAN"-VA/"+VAP?=V△p+VAT+f2/f2VA"+北海北海CORS(電離層活躍)Epoch[30s]BDSPBDSP固定率上提升13,定位精度在東北高方向分別提升了381、40%、434%ZTD(h)=ZTDe(h)+dZTD(h)天頂濕延遲干/濕大氣常數(shù)溫度地表大氣壓強(qiáng)在新模型中，通過引入烏東德壩區(qū)的濕度、溫度、大氣壓強(qiáng)等參數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算出任意兩個(gè)站點(diǎn)之間的天頂濕延遲改正量(ZWD),對(duì)星地距離觀測值進(jìn)行高精度的對(duì)流層延遲改正。海拔高(米)BDSPBDSP提出了一種基于實(shí)測氣象參數(shù)的大高差改正模型基于烏東德壩區(qū)的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行低空對(duì)流層的改正研究，分別比較無對(duì)流層延遲改正、使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)流層延遲改正、使用實(shí)測氣象數(shù)據(jù)的對(duì)流層延遲改正效果，發(fā)現(xiàn)RTK定位誤差可以持續(xù)得到縮小和改善。忽略對(duì)流層廷遲國定率：12.52%時(shí)閫(月-日時(shí)間(月-日精確的對(duì)流層延遲改正精確的對(duì)流層延遲改正是提升RTK定位結(jié)果精度的關(guān)鍵!BDsP低空對(duì)流層延遲動(dòng)態(tài)改正模型使RTK定位高程中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)成功率用戶具備發(fā)射L頻段信號(hào)的能力；室外空曠地帶相對(duì)于GEO衛(wèi)星無遮擋，截止高度角S2C信號(hào)用戶最小接收功率為-157.6dBW:用戶實(shí)際服務(wù)頻度、單次報(bào)文最大長度根據(jù)注冊(cè)參數(shù)約束；服務(wù)時(shí)延為出站鏈路非擁堵條件下指標(biāo)；若用戶相對(duì)衛(wèi)星徑向速度大于1000千米/小時(shí)，需服務(wù)時(shí)延平均優(yōu)于2秒服務(wù)頻度平均1次/30秒單次報(bào)文最大長度≤14000比特3883比特北斗三號(hào)為我國及周邊地區(qū)用戶開始提供星基PPP服務(wù)，以及全球的短報(bào)文服務(wù)。北斗三號(hào)為我國及周邊地區(qū)用戶開始提供星基PPP服務(wù)，以及全球的短報(bào)文服務(wù)。 北斗PPP服務(wù)選擇當(dāng)前歷元4的任意顆衛(wèi)星作為參考屋是北斗PPP服務(wù)靜態(tài)定位實(shí)驗(yàn)靜態(tài)定位實(shí)驗(yàn)?zāi)攴e日車載動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)車載動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)行人推車動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)0N:0.202m單側(cè)遮擋嚴(yán)重，導(dǎo)致頻繁重新初始化(每一圈)低速小車動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)低速小車動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)友誼廣場(2024-5-20)低速小車動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)低速小車動(dòng)態(tài)定位實(shí)驗(yàn)12ME=02509nSTD=01365m12AME=-0.047anSTD-012t6030400001050000306500000r00050805001060000510000016000012000081500003140000115000210012M=05918nE12m0R-30.527460947N2MEBomsiD0R-30.527460947N2MEBomsiD004nfas-m,661-2.AME=04584nSTD=04347m1-2.AME=04584nSTD=04347mRCB產(chǎn)品光睡驚息模櫥度新算異*探網(wǎng)地國點(diǎn)三角化數(shù)據(jù)張?zhí)幚頇C(jī)械編擇特征提取位置邊緣化建度附加先驗(yàn)約來的外點(diǎn)探測慣導(dǎo)強(qiáng)積分軌通-鐘差大氣約來MXXrMXXrCC工業(yè)級(jí)相機(jī)(TRI023S-MC)CC8mm焦距的鏡頭8mm焦距的鏡頭56個(gè)黃色點(diǎn)用于估計(jì)FCB,4個(gè)紅色點(diǎn)站用于大氣建模(間距90KM)水平高程航向角水平高程航向角實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2相比于EKF,基于FGO構(gòu)建的組合導(dǎo)航系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)，特別是在復(fù)雜場景中。2)優(yōu)化中應(yīng)用的數(shù)據(jù)量更大(滑動(dòng)窗口大小為20)3)對(duì)所有狀態(tài)的再線性化(水平/3維)(度)(水平<0.1m)92.1%(水平/3維)(度)隧道1隧道23210性導(dǎo)航(無GNSS信號(hào))環(huán)境感知驅(qū)動(dòng)的輕量化高精度定位模型環(huán)境感知驅(qū)動(dòng)的輕量化高精度定位模型不同場聚環(huán)援經(jīng)聲的型信噪比提供輸入分布經(jīng)計(jì)值值環(huán)項(xiàng)項(xiàng)聲值突破有限算力：服務(wù)器部署降低60%創(chuàng)新成果精準(zhǔn)定位與穩(wěn)定通信北斗星地協(xié)同通導(dǎo)一體化方法北斗星地協(xié)同通導(dǎo)一體化方法區(qū)域與全球短報(bào)文服務(wù)頻度劃分區(qū)域與全球短報(bào)文服務(wù)頻度劃分區(qū)域短報(bào)文通信等級(jí)及電文長度說明通信等級(jí)1級(jí)3級(jí)5級(jí)非密電文長度保留約49漢字字約277漢字的569漢字1000漢字北斗三號(hào)短報(bào)文哈夫受編叫頻度較低帶寬有限 北斗三號(hào)短報(bào)文哈夫受編叫頻度較低帶寬有限 進(jìn)行填充進(jìn)行加密附加頭部IVSM1對(duì)稱加密保障地理信息數(shù)據(jù)安全C31針對(duì)北斗通道優(yōu)化實(shí)現(xiàn)約40%壓縮率星基狀態(tài)域地基觀態(tài)域綴發(fā)明專利證書經(jīng)110m星地協(xié)同定位m實(shí)時(shí)定位精度提升至厘米級(jí)BDSEP地基增強(qiáng)星基增強(qiáng)星地協(xié)同基礎(chǔ)設(shè)施薄弱區(qū)域雙差單差非差n創(chuàng)新成果軟硬件體系北斗軟硬件體系構(gòu)建了“芯片-模組-終端”北斗高精度定位應(yīng)用體系，星地協(xié)同算法實(shí)現(xiàn)芯片層植入，適用于電力業(yè)務(wù)的人車物機(jī)等多款定位和通訊終端。分米級(jí)厘分米級(jí)厘米級(jí)武漢大學(xué)測繪學(xué)院分米級(jí)厘米級(jí)厘米級(jí)米級(jí)分米級(jí)厘米級(jí)厘米級(jí)米級(jí)毫米級(jí)厘米級(jí)車輛無人機(jī)形變監(jiān)測地址：潮此著洪山區(qū)鄧它路129號(hào)電話方：北京凱芯微科握有限公司地延：北京市海院隊(duì)盈制賭力科技園E座南廳西區(qū)9層9002電話：187991964K2短報(bào)文米級(jí)短報(bào)文無公網(wǎng)通信星地協(xié)同算法芯片和4G通導(dǎo)一體化模組植入無公網(wǎng)通信01發(fā)展現(xiàn)狀02創(chuàng)新成果04總結(jié)展望>基準(zhǔn)站意外離線，導(dǎo)致無人機(jī)無法固定而懸停>電離層活躍，無人機(jī)無法固定應(yīng)用案例m北斗m北斗通訊網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)解決方案解決方案即放即用即放即用星基PPP隨機(jī)模型彈性調(diào)整隨機(jī)模型彈性調(diào)整定位結(jié)果優(yōu)選服務(wù)1006/1033電文1006/1033電文結(jié)合機(jī)巢，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的自主巡檢(貴陽)測量地面上兩個(gè)點(diǎn)之間的距離地圖長度：地面長度：7.84度數(shù)RE應(yīng)用案例2EN2ENU0UNE3分鐘0.558m常亮(5分10秒)0.303m9NUoUNE18787應(yīng)用案例ENU10分鐘ENU2NUUEN作應(yīng)用案例多系統(tǒng)多系統(tǒng)PPP(多路徑)單北斗PPP(多路徑)2ENUUEN3分鐘：10分鐘：NUE3分鐘：NP解狀態(tài)解狀態(tài)00--差分改正數(shù)組合結(jié)果差分改正數(shù)組合結(jié)果通過藍(lán)牙鏈接RTK和INS精度：3%序號(hào)測試?yán)锍叹嗥瘘c(diǎn)誤差測試1測試2測試3測試4測試5測試6測試7測試8測試9按深“航在38長距迎校準(zhǔn)：生1起點(diǎn)加070-新次7個(gè))俯仰角571精窟識(shí)維關(guān)電程識(shí)鮮：笑長距高校準(zhǔn)：1·Duty·Dutycycle機(jī)制被移除值支持GNSS原始觀測值獲取收芯片的手機(jī)(博通芯片)觀測值輸出：博通，高·