從實驗室到市場：千尋位置推進北斗走進大眾應用

「天上好用，地上用好」，北斗系統裡廣為流傳的這句話，要實現起來並不容易。通常而言，一項技術從實驗室到產業應用，需要經歷很長的過程。

前不久，小米創始人雷軍在微博上釋出的一則視訊，引起了大量網友的興趣。使用者可以清楚地看見自己在哪條車道，實現車道級導航， 有使用者評價，「再也不怕走岔路」。

這背後，得益於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慧產業全鏈路，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，領先於全球其他品牌。

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，致力於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的技術創新、從1到N的場景應用。千尋位置的時空智慧服務物件不僅包括手機，還有一批在高速公路上實現自動駕駛的汽車，以及在農田裡能自主飛行作業的無人機……

在今年的第十二屆中國衛星導航年會（以下簡稱「年會」）上，千尋位置展露「冰山一角」，來自演算法、產品、技術等多個領域的專家受邀發表特邀報告，分享他們推進技術產業化的創新成果，展示千尋位置在一攬子時空智慧產品及解決方案之下的能力。

（圖為第十二屆中國衛星導航年會現場）

「大眾應用是北斗衛星導航領域規模最大、發展最快、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、高效能、高安全的位置服務、定位和資料相關技術領域進行廣泛研究，探索出了一個個創新的應用模式。」千尋位置首席科學家馮紹軍博士說。今年是他連續第9次參加中國衛星導航年會， 連續第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並不是一個新概念，但是這些年大規模進入消費類市場還是罕見，一方面是手機、汽車等億級裝置對時空服務的市場需求的拉動，一方面得益於這家叫千尋位置的公司創新與推動。

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星定位校準數，終端層面則要用上成本高昂的裝置來接收高質量的衛星訊號和通訊電臺來接收校準數。

千尋位置在全球範圍內第一個建設起一個大規模的衛星地基增強系統，並且以「全國一張網」的形式通過網際網路7×24小時播發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，滿足智慧時代使用者對精準時空服務無縫、連續可用的需求。

建設這樣的一張網，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、演算法、晶片、通訊能力、計算能力等。

在年會大眾應用分會上，千尋位置演算法專家汪登輝分享了基於「星地一體」高精度時空服務來解決低成本裝置高精度定位的演算法創新實踐。「如何在這類成本大幅降低的消費級終端上，實現和上萬元的測量裝置相當的定位精度結果，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，這一創新實踐已被某國際知名汽車廠商所採納。 「通過千尋位置積累的海量基準站資料及大規模路測的資料樣本，我們還在不斷調整和迭代演算法效能，解決複雜動態場景下的多項關鍵技術難點，來實現低成本裝置的星地一體釐米級時空服務快速定位和工程應用，滿足如ADAS（高階駕駛輔助系統）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、以及工業界的功能安全指標等引入時空智慧領域。「對高精度定位服務進行功能安全認證，演算法架構的複雜性增大，在演算法的程式碼實現難度上要求很高。」在年會自主導航與智慧運行分會上，千尋位置完好性領域的演算法專家陳杰介紹，團隊克服困難，高效高質地完成高精度定位從雲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，相當於1000年才能發生一次風險。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，基於時空智慧打造車規級產品的軟體開發，能夠滿足主流汽車廠商以及一級供應商的高標準軟體開發需求。

面向新場景的市場創新

直面客戶，在場景中探索，是技術產業化的最好方式。千尋位置具有大量豐富的應用場景優勢，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，由於技術難度高，商業模式不明確，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，業內無人敢於嘗試。但如果手機能具備高精度定位能力，會給導航、遊戲、本地生活等超級應用帶來革命性的使用者體驗升級。

從2019年開始，千尋位置聯合晶片廠商、終端廠商、應用提供商等全產業鏈上下游通力協作，去解決成本、功耗、晶片、演算法等問題。

千尋位置高階專家金玉潔在年會上發表演講時介紹，讓手機整合高精度定位並不像軟體升級那麼簡單。這離不開手機定位天線、定位演算法、定位晶片三方面技術要素的支援，手機廠商必須在量產之前就進行調優。普通衛星導航的定位精度達5到10米，高精度定位技術在傳統單點定位的基礎上，可以實現亞米級的定位精度。

2020年10月，千尋位置聯合華為、高德地圖共同宣佈，集成千尋位置時空智慧服務的手機量產上市。千尋位置歷經19個月，在業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，同時優化定位服務演算法、完善播發能力，支援億級使用者大規模高併發接入需求。

手機只是千尋位置推進北斗高精度技術產業化努力的縮影。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慧新物種結合新場景誕生，在智慧物聯、智慧城市、智慧駕駛、智慧電網等各個領域滲透。

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慧產業呈現三個特徵：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星導航技術基本上只用於測繪與地理資訊行業，使用頻度很低，如今，手機、汽車、無人機等智慧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，時空智慧正賦能產業升級、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，行業對定位效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，關注良好定位效能所帶來的卓越使用者體驗，衛星導航定位正在邁入時空智慧的新發展階段。」

面向未來的基礎科學探索

從開創性的「全國一張網」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慧技術領域探索的腳步，率先推動北斗高精度技術成果產業化、商業化。

著眼未來，千尋位置不斷在基礎科學領域不斷投入，繼續深化GNSS（全球導航衛星系統）的研究，同時探索室內外無縫導航、GNSS與慣性導航系統、多GNSS融合導航定位等時空智慧技術新路徑。

為了破解「電離層對衛星導航訊號的干擾」這一世界難題，千尋位置與復旦大學科研團隊共同啟動了「基於北斗地基增強網大資料驅動的電離層建模和預報技術」項目的研究。

在年會衛星導航系統與增強分會上，千尋位置和復旦大學聯合成立的上海北斗智慧應用創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，介紹對基於北斗地基增強系統的日食期間赤道異常區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的「全國一張網」，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資料。

年會上，千尋位置的演算法專家佘承莉則分享了正在開發的中國地區高精度電離層監測系統。「我們希望在全國範圍內構建精細化的電離層電子總含量的實時監測系統，可以更大程度上緩解電離層對於高精度定位的影響，如果這個監測系統未來可以像日常的天氣實況播報一樣，那麼能發揮更大的應用價值。」佘承莉說。

千尋位置資深演算法工程師趙洪鬆在年會的PNT體系與PNT新技術分會上，就分享了多感測器融合定位的研究成果。他在實際工作中發現，MEMS-INS/GNSS組合導航系統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、估計精度穩定，對車輛機動動態和機動過程中的振動環境要求都不高，能夠廣泛應用於民用乘用車、小型無人車、農業機車等領域，對於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，發明專利537件，涵蓋衛星導航技術、人工智慧、機器學習技術等多領域、多學科。

「時空智慧的應用，只受想象力的限制。」千尋位置以拓荒者的角色出發，從無到有，跑出了一條「生於北斗，不止於北斗」的時空智慧新賽道。

「面向未來，由無數個0和1組成的虛擬世界裡，我們還需要一張高連續性、高穩定性、高可用性、高安全性的時空網，讓時空智慧變成像水、電、煤這樣的基礎設施，成為連線虛擬和現實世界的橋樑，激發萬物智慧時代的創新潛力。」千尋位置CEO陳金培表示。

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