北斗+5G為何能引領(lǐng)新基建？

日前，“第四屆全球未來出行大會(huì)（GFM2020）”在德清召開。本次大會(huì)旨在探討未來的城市、未來的出行、未來的汽車如何為居民提供更加經(jīng)濟(jì)、便捷、安全、科技友好的新出行方式。

在論壇的演講中，中國(guó)工程院院士、國(guó)家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程中心主任劉經(jīng)南就北斗+5G引領(lǐng)新基建進(jìn)行了發(fā)言。

在劉經(jīng)南院士看來，“北斗+5G”作為一種融合基礎(chǔ)設(shè)施，可作為基礎(chǔ)設(shè)施支撐著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并且在新基建中發(fā)揮重要的作用。

01北斗+5G為何能引領(lǐng)新基建？

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北斗作為全球性、高精度的時(shí)空基準(zhǔn)，它的高精度導(dǎo)航增強(qiáng)技術(shù)與5G無論是需求上、還是技術(shù)上都有天然通導(dǎo)一體的結(jié)合傾向，能夠互相賦能、彼此增強(qiáng)。

北斗賦能5G，有感知、認(rèn)知時(shí)空位置的功能，使所有信息能從生成開始，就能夠給它進(jìn)行時(shí)空位置定位，使得它在 *** 上的活動(dòng)或者在 *** 上什么地方駐留、待多久的時(shí)空軌跡都能知道。

5G賦能北斗，因?yàn)?G高速度、大容量的穩(wěn)定傳輸北斗地基增強(qiáng)時(shí)空位置修正信號(hào)，使得北斗的時(shí)空精度更高。

這就是新型基礎(chǔ)設(shè)施的融合特征，這一融合使得“5G+北斗”，不僅是信息時(shí)代、數(shù)字時(shí)代的信息基礎(chǔ)設(shè)施，也是未來智能時(shí)代重要的時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施。

當(dāng)前我國(guó)正在推進(jìn)的“新基建”戰(zhàn)略，注重七大領(lǐng)域的高科技產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、智能化建設(shè)，而基于“北斗+5G”的精準(zhǔn)時(shí)空技術(shù)與通信技術(shù)的融合及應(yīng)用，將是這些領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施信息化、智能化升級(jí)改造不可或缺的重要手段。

一是智能網(wǎng)聯(lián)汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車指的是搭載了先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與 *** 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與車、車與路、車與人、車與云端（就是服務(wù)器）、智能信息的交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境的感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能行駛，并最終實(shí)現(xiàn)替代人來操作汽車的新一代汽車。

二是要給智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供各種各樣的信息，通過“5G+北斗”構(gòu)建的車聯(lián)網(wǎng)，來實(shí)現(xiàn)V2X車路、車與周邊環(huán)境協(xié)同，對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車提供精準(zhǔn)時(shí)空位置服務(wù)的一種泛在的信息 *** 。

三是自動(dòng)駕駛高精地圖。對(duì)自動(dòng)駕駛地圖來說，高精地圖含靜態(tài)信息就跟現(xiàn)在的地圖一樣，如道路的形狀和它的類型，可以控制彎道的車速，而進(jìn)入高架橋下面或者隧道里面就會(huì)自動(dòng)啟用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)來彌補(bǔ)北斗這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的不足。另一方面，還要有控制的功能，要含有實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)信息，如交通及道路的實(shí)時(shí)狀態(tài)、交通突發(fā)的一些事件、某些信號(hào)牌是不是倒下等等，實(shí)時(shí)地告訴運(yùn)行的車輛，來確保車輛的安全可控，再加上地圖，這樣合成起來，才能夠保證車輛的安全運(yùn)行和自動(dòng)駕駛。

“北斗+5G”賦予了交通運(yùn)輸時(shí)空域內(nèi)的厘米級(jí)和納秒級(jí)時(shí)空位置的管控功能，國(guó)際上對(duì)于這種車聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)V2X（車路協(xié)同）這種技術(shù)有兩種，一種叫做短距通信技術(shù)，一種叫做基于通信 *** 的車路協(xié)同技術(shù)。中國(guó)是支持基于 *** 的車路協(xié)同技術(shù)的，基于通信 *** 的車路協(xié)同技術(shù)和通過直連通信，實(shí)現(xiàn)車與車之間直連通信。

構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)控制和信息安全的人、機(jī)器，包括環(huán)境和物理世界，物理世界也包括環(huán)境，互相融合，我們把它叫做信息與物理世界融合系統(tǒng)，這種系統(tǒng)科學(xué)界叫信息物理系統(tǒng)（CPS）、工業(yè)界就叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。因?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)有遠(yuǎn)程管控功能，使人、機(jī)、物融合，成為能調(diào)控物理世界的CPS系統(tǒng)。因?yàn)樗梢哉{(diào)控車輛的速度，通過遠(yuǎn)程的控制、命令管理通信，或者由車主本人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，調(diào)控車輛的速度是不是要降速、要變道、要?jiǎng)x車等等。所以構(gòu)建5G *** 的節(jié)點(diǎn)，包括它的基站、路由、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器等等的高精度時(shí)空體系，就可實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的時(shí)空位置信息可量測(cè)、可計(jì)算、可溯源、可調(diào)控，這就是它的關(guān)鍵。

為了測(cè)試其可行性，劉經(jīng)南院士做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。對(duì)信號(hào)從A點(diǎn)通過 *** 導(dǎo)線到B點(diǎn)的流速進(jìn)行精確的測(cè)定，目前的互聯(lián)網(wǎng)是測(cè)不出兩個(gè)不同點(diǎn)之間的信息流速的，現(xiàn)在可以測(cè)定了，就是通過一個(gè)高精度的北斗授時(shí)守時(shí)終端，利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或者未來的互聯(lián)網(wǎng)加精密單點(diǎn)定位技術(shù)，通過特殊的設(shè)計(jì)，把北斗整個(gè)系統(tǒng)的原子時(shí)鐘引入到了授時(shí)終端里面來。為此劉經(jīng)南院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)了北斗精密授時(shí)守時(shí)秒脈接收沖終端和相關(guān)時(shí)戳機(jī)，將 *** 信息包到達(dá)哪個(gè)節(jié)點(diǎn)都打一個(gè)時(shí)間標(biāo)記，標(biāo)記什么時(shí)間到達(dá)的、位置是什么，其天穩(wěn)可優(yōu)于0.3納秒，同步精度優(yōu)于0.3納秒，實(shí)現(xiàn)了很高的精度。  

2019.9.19日，國(guó)務(wù)院發(fā)布《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，明確提出智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)，要形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈。而以北斗＋5G為代表的泛在 *** 和可控的交通信息基礎(chǔ)設(shè)施，將融合創(chuàng)新出中國(guó)特色的智能交通。

如果說4G改變生活，5G改變社會(huì)，通過“北斗+5G”給交通行業(yè)及應(yīng)用賦以時(shí)空智能，成為實(shí)現(xiàn)區(qū)域、廣域乃至全球范圍的智能、規(guī)劃、決策、協(xié)同控制的基礎(chǔ)，不僅可以解決車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的廣域和全球性控制的難題，“北斗+5G”還將能改變世界（使世界從信息互聯(lián)到時(shí)空位置互聯(lián)）和改變時(shí)代（引領(lǐng)信息時(shí)代向智能時(shí)代邁進(jìn)）。