2024年电力北斗融合应用关键技术与挑战报告

报告人：彭文杰 发展现状 01 创新成果 02 应用案例 03 总结展望 04 北斗发展现状 北斗卫星导航系统是我国重要时空基础设施 习近平总书记：北斗规模应用进入市场化、产业化、国际化发展的关键阶段 《新时代的中国北斗》 习近平向首届北斗规模应用国际峰会致贺信 （2022年11月） 9月16日，国家主席习近平向首届北牛规模应用国际峰会致贺信： 中华人民共和国国务院新闻办公室 习近平指出，当前，全球数字化发展日益加快，时空信息、定位导航服务成为重要的新型基础设施：去年7月我宣市北平三号全球卫星导航系统开通服务以来，北平系统在全球一半以上国家和地区推广使用，北斗规模应用进入市场化、产业化、国际化发展的关键阶段 “推动北斗系统规模应用市场化、产业化、国际化发展” 习近平强调，北十系统造福中国人民，也造福世界各国人民 2035年前，建成以北斗为核心的更加泛在融合、智能的综合PNT体系。 PNT：Positioning,NavigationandTiming定位导航授时 北斗发展现状 国家需求 国务院，“十四五”规划 国务院《新时代的中国北斗》百皮书 自然资源部 深化北斗系统推广应用 持续完善应用基础设施，打造 加快完成对卫星导航定位基准站及其数据中心兼容北斗三号的改造和配套升级工作 实施“北斗产业化重大工程 国资委中央军委装备发展部关于印发《中央企业北斗发展三年行动计划(2021-2023年）》的通知 国资委、中央军委 国家能源局 国家发改委“十四五”北斗产业发展目标 “建强地基、星基增强系统” “完善产业创新体系”·“构建融合应用体系”·“健全产业生态体系”“建设全球服务体系” ●稳妥推进能源行业北斗规模化应用 “基本形成北斗高质量发展格局” 北斗发展现状 国家需求 北斗发展现状 北斗发展现状 北斗服务 中华人民共和国中央人民政府 自然资源部关于印发《自然资源领域数据安全管理办法》的通知 自然资源部关于加强智能网联汽车有关测绘地理信息安全管理的通知 电热话发（2024）57号 自热E复(2024]139号 各客，白治区，东转市白然资策丰部门，新西牛产建设兵图白热至第，上有市评员，看正香车洋与商专品，山东省事浮号，广国狂决自治区海洋属，国家持业我草期属，中国地用查局及军其值置属单位，各读出机，部乳关客的局： 各署、自治区，联精市自热货等主管部门，新富生产建设兵谢日然资港局，陈西、黑龙江、四川、寿需离验超理信总易，甚在关道成 经国家数据安全工作的调损制批存，部疾导月费，现得（自然监降领域教损安全管思办决》中发势书，请新合实际认真贷稳决行. 先维护通验地理信是安全，促进暂能网联汽车发展质据（中华人民共和国经法》（中华人民共和国保中国家提密达）（中华人民共意国数据安全达）（推图管理条例等法津达规，祝效育关事需通知如加下。 20+年3月2日 2024年7月，自然资源部，《关于加强智能网联汽车有关测绘地理信息安全管理的通知》 2024年3月，自然资源部，《自然资源领域数据安全管理办法》 ·在国家数字经济的发展道路上，严守测绘地理信息数据安全 ·严格涉密、敏感地理信息数据管理各地要及时提供北斗卫星导航定位基准站“一张网位置服务 BDSEP 北斗发展现状 北斗服务 单北斗：单独接收北斗卫星导航系统信号，可实现北斗独立定位。 2020年4月，交通运输部 《关于充分发挥全国道路货运车辆公共监管与服务平台作用支撑行业高质量发展的意见》“加快单北斗终端研发推广推动基于北斗三号的单北斗终端应用” 《工业和信息化部关于大众消费领域北斗推广应用的若于意见“鼓励相关企业使用单模北斗产品或支持北斗独立功能的多模北斗产品”。 江苏省工业和信息化厅 2024年1月，江苏省工信厅《关于在全市征集单北斗卫星导航应用优秀产品和解决方案的通知》 “为加快推进我市单北斗卫星导航系统应用，现征集单北斗系统应用优秀产品和解决方案” 2024年2月，陕西省应急管理厅 “全面推进北斗替代和单北斗应用” 北斗发展现状 难题与挑战 北斗应用观测环境复杂化应用场景多样化 北斗精准定位面临精度不足、无法适用、可靠性差等挑战 北斗发展现状 瞄准北斗高质量发展与规模化应用国家重大战略需求 买现面复杂多元场景的北斗高精度定位关键技术及规模化应用 发展现状 01 创新成果 02 应用案例 03 总结展望 04 创新成果 当前正处于太阳活动高峰期（2024年-2026年） 创新成果 复杂大气环境监测与精准定位 活跃电离层延迟建模与改正 BDSE提出了基于地面约束、工卫星观测与物理机制的电离层监测、异常探测与预测新方法 创新成果 活跃电离层延迟建模与改正 创新成果 大高差对流层延迟建模与改正 ZTDt(h)=ZTD。(h)+dZTD(h)=ah+b-[ZTDt(h)-ZTD.(h)]qs'PsTmJ(y+1)gs天顶湿延迟干/湿大气常数温度地表大气压强 在新模型中，通过引入乌东德坝区的湿度、温度大气压强等参数，准确计算出任意两个站点之间的天顶湿延迟改正量（ZWD），对星地距离观测值进行高精度的对流层延迟改正。 提出了一种基于实测气象参数的大高差改正模型 创新成果 复杂大气环境监测与精准定位 大高差对流层延迟建模与改正 基于乌东德坝区的实测数据进行低空对流层的改正研究，分别比较无对流层延迟改正、使用经验模型对流 精确的对流层延迟改正是提升RTK定位结果精度的关键！ 低空对流层延迟动态改正模型使RTK定位高程精度达到2厘米 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 北斗三号为我国及周边地区用户开始提供星基PPP服务，以及全球的短报文服务BOSEP 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 静态定位实验 水平2cm左右、高程3cm左右 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 车载动态定位实验 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 行人推车动态定位实验 参考：RTK，天线：GPS1000测量型天线单侧遮挡严重，导致频繁重新初始化（每一圈）达到亚米级定位精度，且最大误差不超1m。 武汉地震计量检定与测量工程研究院楼顶BDSEP(2024-5-15) 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 低速小车动态定位实验 天线：GPS1000测量型天线、消费级螺旋天线HX-CHX603A.HX-CH7609A 创新成果 无网络区域PPP高精度定位 低速小车动态定位实验 >测量型天线GPS1000定位精度：水平0.3m左右，高程在0.5m左右 >消费级螺旋天线定位精度：维持在亚米级水平。 >N方向收敛速度以及定位精度均要优于E、U两个方向，且水平定位精度大多优于高程方向。 验证了北斗PPP-B2b服务在消费级高精度（亚米级）定位市场的潜力。BDSE 创新成果 基于因子图优化的组合导航 测试平台： GNSS接收机（NovatelPP7）高等级惯导（KVH-1750）低等级惯导（INS-D）工业级相机（TRIO23S-MC）8mm焦距的镜头 创新成果 场景设置 湖北CORS用于PPP-RTK产品估计56个黄色点用于估计FCB4个红色点站用于大气建模（间距90KM） 创新成果 相比于EKF，基于FGO构建的组合导航系统更具优势，特别是在复杂场景中。 1)选代次数多；2优化中应用的数据量更大（滑动窗口大小为20）3)对所有状态的再线性化 创新成果 创新成果 GNSS失锁后的惯性定位性能与万元级惯性设备一致。 MEMSc0st=30-60RMB 精度：小于0.9%×行驶距离惯性导航（无GNSS信号） 创新成果 武汉众圆地下车库和隧道测试（4.8km），GNSS失锁时精度优于0.9%*距离 创新成果 环境感知驱动的轻量化高精度定位模型 创新成果 精准定位与稳定通信 北斗星地协同通导一体化方法 基础设施薄弱区域实时定位精度提升至厘米级 针对北斗通道优化实现约40%压缩率 创新成果 北斗软硬件体系 构建了“芯片-模组-终端”北斗高精度定位应用体系 星地协同算法实现芯片层植入适用于电力业务的人车物机等多款定位和通讯终端 星地协同算法芯片和4G通导一体化模组植入 发展现状 01 创新成果 02 应用案例 03 总结展望 04 应用案例 无网络区域无人机自主巡检 存在的问题 >无公网区域RTK无法工作，导致无人机起飞作业》基准站意外离线，导致无人机无法固定而悬停电离层活跃，无人机无法固定无人机定位模块或算法无法改造》现有事后处理模式效率低，依赖基准坐标 应用案例 无网络区域无人机自主巡检 解决方案 临时基站架设即放即用 >RTK和PPP双线解算，快速获取当前位置精确信息 >内置WIFI主从模式，可为无人机提供差分改正信息 》兼容现有无人机工作模式，无需改造无人机 应用案例 无网络区域无人机自主巡检 应用案例 无网络区域无人机自主巡检 应用案例 无网络区域无人机自主巡检 应用案例 GPS+BDS3和单BDS3对比 应用案例 GPS+BDS3和单BDS3对比 应用案例 GPS+BDS3和单BDS3对比 应用案例 城中村人员巡检 应用案例 城中村人员巡检 应用案例 城中村人员巡检 应用案例 人员监管手表 应用案例 人员监管手表 Now 2016 2018 2018 精密服务 小米8 Android P Android N ·Dutycycle机制被移除·可以获取稳定的相位观测值 第一台配备双频GNSS接收芯片的手机（博通芯片） ·更多厂家提供GNSS原始观测值输出：博通，高通，麒麟，天玑，高精度定位APP搭载RTK和RTD服务 支持GNSS原始观测值获取 应用案例 人员监管手表 应用案例 人员监管手表 应用案例 人员监管手表 应用案例 无网络区域实时气象监测 2022年耿马县暴风、雷电、强降雨极端天气导致22条线路、711个台变停电 应用案例 无网络区域实时气象监测 应用案例 无网络区域实时气象监测 降水格点预报产品 风场格点预报产品 应用案例 无网络区域实时气象监测 发展现状 01 创新成果 02 应用案例 03 总结展望 04 总结展望 挑战 融合 多元需求对北斗的高要求信息安全与性能难以兼容能源北斗朝复杂场景延伸 工业界与学术界低轨增强与通讯多源传感器、AI 敬请各位领导和专家批评指正！ 报告人：彭文杰