上海标准:
时空服务的“新基准”
来源: | 作者:上海市标准化协会 | 发布时间: 2025-10-31 | 3 次浏览 | 分享到:

在数字化、智能化浪潮中,高精度时空信息作为关键基础设施,正深度融入国民经济各领域。从智能交通、精准农业到地质灾害监测,从智慧城市建设到海洋资源开发,实时、可靠的厘米级定位能力已成为支撑这些应用的核心技术。上海华测导航技术股份有限公司长期致力于北斗/GNSS高精度定位技术的研发与应用,基于多年技术积累和工程实践,主导制定了《基于北斗/GNSS的广域实时精密定位服务软件功能技术要求》企业标准。该标准立足于解决行业实际问题,旨在为北斗高精度定位服务的规模化、规范化应用提供坚实的技术支撑。

 

广域实时精密定位服务软件

一、立足应用需求,系统构建技术规范

随着全球导航卫星系统(GNSS)技术的持续进步,多系统融合、多频信号、快速收敛等特性为实时精密定位提供了新的可能。广域实时精密定位技术,其核心在于综合利用精密轨道、精密钟差、频间偏差等参数,结合高精度大气延迟模型,实现PPP(精密单点定位)的固定解,并有效融合RTK技术的优势,从而在大范围内提供高精度、高可靠性的定位服务。

华测导航在标准制定过程中,始终坚持以实际应用需求为导向。该标准系统性地研究了基于北斗/GNSS的广域实时精密定位服务软件的功能要求与测试方法,重点明确了服务产品的精度、实时性、可用性、容量以及权限控制等关键性能指标的定义和测试流程,为服务提供商和用户之间建立清晰、可量化的技术沟通桥梁,是推动北斗系统从“能用”向“好用”转变的一项务实举措。

二、聚焦关键技术,实现性能稳步提升

在标准的指导下,华测导航在技术层面进行了扎实的攻关,重点在定位精度、收敛速度、服务覆盖范围和系统可靠性等方面取得了实质性进展。

1.提升定位性能,满足多场景需求

传统PPP技术存在收敛时间长(超30分钟)、动态精度有限(亚分米级)等问题,在信号遮挡或中断环境下性能下降,难以满足自动驾驶、精准农业等领域对快速、高精度定位的需求。针对此,华测导航在标准中明确采用PPP-RTK技术路径,利用区域CORS网精确估计卫星小数偏差,解决模糊度固定难题;通过对电离层、对流层等大气延迟进行精细化时空域建模与高精度约束,显著增强定位方程强度。实际应用表明,该技术可将动态定位精度提升至2厘米级,收敛时间缩短至1分钟内,大幅提升服务可用性与用户体验。同时,播发电离层信息支持单频接收机实现高精度定位,降低应用门槛;通过优化钟差模型、增加URA信息及强化终端抗差策略,系统在复杂工况下具备更强鲁棒性,已在测绘、地震监测、农机自动驾驶、海洋测量等领域广泛应用并验证其有效性。

2. 优化信息播发,拓展服务覆盖范围

传统网络RTK技术(如VRS、MAC)需为用户生成特定数据,依赖移动网络,在偏远地区、海洋、沙漠等通信薄弱区域应用受限。华测导航在标准中提出基于卫星播发的PPP-RTK服务模式,仅需小带宽即可通过卫星广播为大范围用户提供服务,摆脱对地面网络的依赖。为实现高效星基播发,标准要求对轨道、钟差、模糊度固定偏差(FCB)、对流层及电离层等参数进行精细化时空域建模,提升终端对空间误差和信号延迟的容忍度,降低信息更新频率需求。在编码方面,构建广域、区域、局域三级参数体系,通过压缩非必要信息,实现超过80%的数据量压缩率,显著降低传输成本。该技术有效解决了大范围高精度服务的数据播发难题,为基于卫星的广域PPP-RTK服务提供了关键支撑,目前已成功覆盖远洋、荒漠、林区等传统地面增强网络难以触及的区域,实现厘米级定位服务的无缝延伸。

3.探索前沿技术,提升系统整体性能

在标准制定过程中,华测导航也前瞻性地探索了低轨卫星联合GNSS精密定轨和钟差解算等前沿技术。传统GNSS精密定轨主要依赖全球分布的大量地面站,对于地球静止轨道(GEO)卫星,由于其几何构型较差,定轨精度通常仅为米级。可引入低轨卫星的星载GNSS观测数据。低轨卫星具有高动态性,可以有效改善GNSS卫星的几何构型,从而提升定轨精度。同时,低轨卫星可被视为动态的GNSS跟踪站,能够在地面站数量不足或仅有区域站的情况下,辅助获取高精度的GNSS轨道和钟差信息。这一探索为提升系统整体性能、增强在复杂环境下的服务能力提供了新的技术方向。

三、注重实践成效,服务经济社会发展

一项技术标准的价值,最终体现在其应用成效上。华测导航始终坚持以应用为导向,推动标准成果在实际场景中落地生根。

1.经济效益稳步显现

基于该标准,华测导航已建成全球星地一体增强服务平台,累计部署地面参考站8000多个,服务用户总数超过30万,日活跃用户稳定在5万以上。平台提供的高精度、高可靠性、低成本的定位服务,有效满足了亚太区域乃至“一带一路”沿线国家对实时精密定位的需求。

在高精度测绘领域,该服务成功应用于2020年珠峰高程测量项目,首次使用国产设备完成测量任务,为国家重大工程提供了有力支撑。在泰国,华测导航助力泰国国土部建成覆盖全国的CORS系统,为土地管理、交通、电力等行业提供持续的高精度位置服务。在老挝,该服务被用于全国性的土地确权项目,显著提升了外业作业效率,为当地地籍管理和法律法规制定提供了科学依据。

 

登顶珠峰

在精准农业领域,华测导航的农机自动驾驶系统已应用于赞比亚、内蒙古库布其沙漠等地。在赞比亚,系统有效提升了当地农业的机械化水平;在库布其沙漠,系统助力万亩梭梭树种植和荒漠化治理,治沙作业效率提升50%以上。

 

赞比亚总统哈凯恩德·希奇莱马在蒙布瓦视察期间体验了华测导航农机导航自动驾驶系统

在形变监测领域,该服务在云南昭通、福建上杭、重庆武隆等多起山体滑坡灾害中成功预警,配合相关部门及时组织人员撤离,实现了“零伤亡”,在防灾减灾中发挥了重要作用。在海洋测绘领域,成功完成鸭绿江水文观测和日本福冈极浅水库探测等复杂任务,相关成果获得国际同行认可。

2.社会效益持续释放

该标准的实施,有效解决了地面站点布设困难、通信环境恶劣等难题,将实时厘米级定位服务延伸至远洋、荒漠、山区等传统服务空白区域。系统采用的地面参考站站间距可达300-800公里,相比传统地基增强系统50-70公里的站间距,大幅降低了建设与运维成本,为在全球范围内推广高精度定位服务提供了可行的经济模式。

标准的实施,不仅提升了华测导航自身的技术实力和市场竞争力,也对国内北斗产业链的发展起到了积极的带动作用。通过提供技术规范,促进了产业链上下游的协同创新,为行业健康有序发展提供了参考。

在智慧城市管理方面,该技术已应用于形变监测、辅助驾驶、电力巡检等领域。例如,在电力巡检中,应用该标准成果后,有效解决了偏远地区电网高精度巡检的难题,为城市基础设施的安全运行提供了保障。

3.技术积累扎实可靠

在标准制定和实施过程中,华测导航注重技术积累和知识产权保护。截至目前,已围绕该标准获得国家科技进步奖、上海市科技奖等科技奖项10项,授权专利10项,软件著作权7项,发表相关学术论文7篇,形成了一套较为完整的技术知识产权体系。这些成果不仅是企业技术实力的体现,也为行业技术进步提供了有益的参考。

四、面向未来发展,持续深化应用

标准实施以来,已形成显著的经济效益和社会效益,为北斗系统在"一带一路"沿线国家的推广提供了技术支撑,有效提升了我国北斗系统的国际影响力和市场竞争力。未来,随着北斗三号全球组网完成和低轨卫星星座的建设,该标准将进一步拓展应用场景,为北斗系统在更多领域的应用提供技术保障,助力我国北斗产业实现从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的跨越式发展。


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