王林-北斗高精度助力智能航運發展.pdf

1、P1北斗高精度助力智能航運發展北斗高精度助力智能航運發展王 林中國交通通信信息中心 信息化處處長2022年6月P2一、北斗衛星導航系統總體情況二、北斗系統在智能航運領域的應用三、北斗助力智能航運未來發展展望目 錄P3P3北斗衛星導航系統總體情況北斗衛星導航系統總體情況1P4時空信息無所不在深刻影響人類的生活、生產和社會治理方式信息隨心至 萬物觸手及時空定位時空定位移動互聯移動互聯地理信息地理信息數據處理數據處理智慧城市智能生活智能制造P5北斗是國之重器2020年7月31日，習近平總書記宣布北斗三號全球系統建成開通，可以為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務 北斗是我國自主研

2、發、獨立運行的全球衛星導航系統，是重要的空間基礎設施，對國家安全及經濟發展均具有重要的意義。P6北斗衛星導航系統采用三步走策略 北斗系統采用三步走策略，逐步實現從有源到無源，從區域到全球。服務能力穩步提升，形成定位導航授時、全球短報文通信、區域短報文通信、國際搜救、星基增強、地基增強、精密單點定位共7類服務第一步第二步第三步第一步：19942000年，形成區域有源服務能力第二步：20042012年，形成區域無源服務能力第三步：2020年，形成全球無源服務能力北斗一號北斗二號北斗三號6P7北斗衛星發射列表（55顆）衛 星發射日期運載火箭軌道第1顆北斗導航試驗衛星2000.10.31CZ-3AGE

3、O第2顆北斗導航試驗衛星2000.12.21CZ-3AGEO第3顆北斗導航試驗衛星2003.5.25CZ-3AGEO第4顆北斗導航試驗衛星2007.2.3CZ-3AGEO第1顆北斗導航衛星2007.4.14CZ-3AMEO第2顆北斗導航衛星2009.4.15CZ-3CGEO第3顆北斗導航衛星2010.1.17CZ-3CGEO第4顆北斗導航衛星2010.6.2CZ-3CGEO第5顆北斗導航衛星2010.8.1CZ-3AIGSO第6顆北斗導航衛星2010.11.1CZ-3CGEO第7顆北斗導航衛星2010.12.18CZ-3AIGSO第8顆北斗導航衛星2011.4.10CZ-3AIGSO第9顆北斗

4、導航衛星2011.7.27CZ-3AIGSO第10顆北斗導航衛星2011.12.2CZ-3AIGSO第11顆北斗導航衛星2012.2.25CZ-3CGEO第12、13顆北斗導航衛星2012.4.30CZ-3BMEO第14、15顆北斗導航衛星2012.9.19CZ-3BMEO第16顆北斗導航衛星2012.10.25CZ-3CGEO衛 星發射日期運載火箭軌道第17顆北斗導航衛星2015.3.30CZ-3CIGSO第18、19顆北斗導航衛星2015.7.25CZ-3BMEO第20顆北斗導航衛星2015.9.30CZ-3BIGSO第21顆北斗導航衛星2016.2.1CZ-3CMEO第22顆北斗導航衛星

5、2016.3.30CZ-3AIGSO第23顆北斗導航衛星2016.6.12CZ-3CGEO第24、25顆北斗導航衛星2017.11.5CZ-3BMEO第26、27顆北斗導航衛星2018.1.12CZ-3BMEO第28、29顆北斗導航衛星2018.2.12CZ-3BMEO第30、31顆北斗導航衛星2018.3.30CZ-3BMEO第32顆北斗導航衛星2018.7.10CZ-3AIGSO第33、34顆北斗導航衛星2018.7.29CZ-3BMEO第35、36顆北斗導航衛星2018.8.25CZ-3BMEO第37、38顆北斗導航衛星2018.9.19CZ-3BMEO第39、40顆北斗導航衛星2018

6、.10.15CZ-3BMEO第41顆北斗導航衛星2018.11.1CZ-3BGEO第42、43顆北斗導航衛星2018.11.19CZ-3BMEO第44顆北斗導航衛星2019.4.20CZ-3BIGSO第45顆北斗導航衛星2019.5.17CZ-3CGEO第46顆北斗導航衛星2019.6.25CZ-3BIGSO第47、48顆北斗導航衛星2019.9.23CZ-3BMEO第49顆北斗導航衛星2019.11.5CZ-3BIGSO第50、51顆北斗導航衛星2019.11.23CZ-3BMEO第52、53顆北斗導航衛星2019.12.16CZ-3BMEO第54顆北斗導航衛星2020.3.9CZ-3BGE

7、O第55顆北斗導航衛星2020.6.23CZ-3BGEOP8北斗系統的服務能力“北斗三號”系統世界一流衛星導航系統全球系統星座24MEO+3GEO3IGSOn空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座，抗遮擋能力強n提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度n創新融合了導航與通信能力 定位導航授時 全球短報文通信 區域短報文通信 國際搜救 星基增強 地基增強 精密單點定位北斗系統七大服務能力P9北斗系統的服務性能全球范圍定位優于10米測速精度優于0.2米/秒授時精度優于20納秒服務可用性優于99%北斗三號系統全球服務能力亞太地區性能更優，PDOP6的情況下，全球實測定位精度優

8、于3米。P10北斗系統短報文服務服務區域：中國及周邊區域；單次報文長度：1000個漢字服務區域：全球試用服務；單次通信能力：40漢字區域短報文服務全球短報文服務 北斗具備短報文服務功能，可以在互聯網沒有覆蓋的區域提供衛星短信息通信業務。北斗三號系統短報文服務能力與北斗二號系統相比有了較大幅度提高，區域短報文服務單次報文長度1000個漢字；全球短報文試用服務單次通信能力40個漢字左右。10P11北斗系統增強服務 北斗系統可為用戶提供地基增強、星基增強、精密單點定位等三種增強定位技術手段?？梢詫⒈倍废到y的原始定位精度從米級提高到厘米級甚至毫米級定位。滿足各行業及領域對高精度位置服務的需求。地基增強

9、系統星基增強系統精密單點定位P12當前北斗應用情況n各類國產北斗終端產品推廣應用已累計超過 1億臺（套），包括智能手機在內的采用北斗兼容芯片的終端產品社會用戶總保有量接近 10億 臺（套）。n北斗系統已經廣泛應用于交通、電力、民政、氣象、測繪、礦產、公安、農業、國土、水利、金融等十幾個行業領域P13P13北斗系統在智能航運領域的應用北斗系統在智能航運領域的應用2P14交通運輸行業是北斗應用的重要領域 交通運輸具有點多、線長、面廣和移動性強的特點，對北斗衛星導航系統提供的定位導航和通信功能有著較強的需求，是北斗系統最大的民用用戶之一。交通運輸部作為行業主管部門，圍繞“規劃”“政策”“機制”“標準

10、”“推廣”五位一體的方式全面推動行業北斗系統應用發展。P15交通強國建設綱要交通強國建設綱要2019年，中共中央、國務院印發交通強國建設綱要，綱要中明確提出了要大力發展智慧交通，并提出要推進北斗衛星導航系統應用。北斗系統可為交通運輸各領域提供精準的位置服務，實現交通行業全態勢感知，是智慧交通發展必要技術基礎。（二）大力發展智慧交通。推動大數據、互聯網等新技術與交通行業深度融合。推進數據資源賦能交通發展，加速交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡融合發展，構建泛在先進的交通信息基礎設施。構建綜合交通大數據中心體系，深化交通公共服務和電子政務發展。推進北斗衛星導航系統應用。P16數字交通發展

11、規劃要求數字交通發展規劃綱要到2025年，交通運輸成為北斗導航的民用主行業，第五代移動通信（5G）等公網和新一代衛星通信系統初步實現行業應用。加快北斗導航在自由流收費、自動駕駛、車路協同、海上搜救、港口自動化作業和集疏運調度等領域應用。2019年，交通運輸部印發數字交通發展規劃綱要，提出要推動北斗系統在智能航運領域應用。P17北斗系統是未來智慧航運發展的重要支撐交通運輸部關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見 2020年，交通運輸部辦公廳印發關于推動交通運輸領域新型基礎設施建的指導意見，提出要推動智慧航道、智慧港口建設。同時，提出要把北斗系統應用作為行業新基建，助推交通行業各領域發展。

12、P18北斗系統助力智能航運發展 2019年交通運輸部聯合中央網信辦、國家發改委等7部委共同發布了智能航運發展指導意見，提出了智能航運發展的戰略目標和十大任務。北斗系統能夠為智能航運提供精準位置服務、短報文通信服務，對智能航運的發展起到助推作用。提升港口碼頭和航運基礎設施的信息化智能化水平推進智能船舶技術應用加強智能航運技術創新加快船舶智能航行保障體系建設培育智能航運服務新業務新模式防范智能航運安全風險北斗系統助力智能航運發展P19北斗系統在港口碼頭和航運基礎設施信息化智能化領域應用高精度接收機地基增強站港區集卡北斗衛星RTG設備 中國交通通信信息中心在深圳媽灣港2臺RTG和80多輛集卡上安裝了

13、北斗高精度定位終端，融合3D激光掃描及視覺判別等技術，實現了對港內堆場作業機械的自動化改造。據測算，試點投用以來，RTG單次抓箱成功率達到95%以上，作業效率提高了15%，人力成本節省50%。深圳媽灣港老舊碼頭自動化改造P20北斗系統在港口碼頭和航運基礎設施信息化智能化領域應用 在西江推動北斗高精度系統用于船閘過閘，提前感知船舶位置，實現船舶有序通過，提高了船閘通過的實效，提升了船閘過閘的智能化管理水平。P21 研制了北斗高精度智能助航終端，RTD定位精度優于2米（基線50km）,RTK精度優于0.1。實現了引航作業輔助支持、靠泊作業輔助、助航預警等功能。引航作業輔助支持：具備引航設置、船舶查

14、詢、航線預測等功能；靠泊作業輔助：靠泊設置、船舶設置和狀態計算，靠泊模式下的報警等功能；助航預警：具備碰撞預警、超速預警、偏航預警，并提示各種報警功能。北斗系統在港口碼頭和航運基礎設施信息化智能化領域應用P22北斗系統助力推進智能船舶技術應用 研制了基于北斗的4G智能船載終端，在傳統AIS終端的基礎上，增加了北斗高精度定位、北斗短報文通信、一鍵報警、智能航道等功能。單北高精度傳統AIS設備觸摸顯示屏4G通信傳輸安卓平臺長江航道圖一鍵報警擴展接口（1）支持北斗定位，能夠接收高精度差分服務；（2）支持電子航道圖顯示；（3）支持AIS收發功能；（4）支持船舶動態顯示和助航；P23北斗系統助力推進智能

15、船舶技術應用 智能船載終端目前已經實現長江干線公務船舶的全覆蓋應用。結合地基增強系統及通信手段。有效提升了長江流域船舶信息化管理水平。長江北斗地基增強北斗衛星導航系統企業北斗系統船舶監管服務平臺北斗基準站AIS播發北斗AIS17報文AIS17報文4G收發AIS收發長江電子巡航AIS播發P24北斗系統助力推進智能船舶技術應用高精度智能船載終端與傳統AIS設備船舶作業軌跡對比傳統AIS設備北斗高精度智能船載終端同一艘船舶同一時刻 傳統AIS終端和高精度智能終端挖沙作業時的行駛軌跡。通過對比，我們可以清楚地看到高精度智能終端繪制的軌跡精度更高，更平滑。P25北斗系統助力推進智能船舶技術應用高精度智能

16、船載終端與傳統AIS設備船舶作業軌跡對比傳統AIS設備北斗高精度智能船載終端傳統AIS設備的軌跡圖，因為受VHF通信傳輸頻率的以及周圍環境的影響，加之設備定位精度不高，得到的軌跡會有漂移、不完整等情況。P26北斗系統助力推進智能船舶技術應用傳統AIS設備高精度智能船載終端與傳統AIS設備船舶作業軌跡對比北斗高精度智能船載終端26可以看到基于4G+北斗高精度的終端得到的船舶軌跡更為平滑平順，精度也更高，這對船舶管理、精準調度、船舶防碰撞等都具有重要的作用。P27北斗系統助力加強航運技術創新 中心牽頭參與了北斗中軌道衛星搭載搜救載荷的論證工作，并完成了6顆在軌衛星搜救載荷狀態的運行測試，目前載荷運

17、行正常，具備搜救轉發能力。北斗中軌搜救系統 同時中心正在全力推動北斗中軌搜救系統加入全球衛星搜救系統（COSPAS-SARSAT）。目前已經完成了與伽利略下行頻率協調工作，提交了相關技術文檔，正在建立中軌地面運控系統。未來將推動北斗中軌搜救系統實現為全球用戶提供搜救信號轉發服務。P28推動北斗短報文加入GMDSS 在國內，中心推動水上領域應用北斗短報文系統，在互聯網通信無法覆蓋的地區為用戶提供輔助通信手段。國際上，中心推動北斗報文系統加入到全球海上遇險與安全系統（GMDSS），豐富國際安全應急通信手段，履行北斗國際搜救義務。北斗系統助力加強航運技術創新P29北斗系統助力加快船舶智能航行體系建設

18、 中心現有國際海事衛星、寬帶衛星、遙感衛星等資源，與北斗高精度地基增強基準站、北斗短報文通信、北斗中軌搜救系統等技術資源相融合，構建通信導航一體化網絡，助力船舶智能航行體系建設。為船舶智能航行提供“看得見、摸得著、管得了”的全方位的服務通信導航遙感P30推動第5代海事衛星關口站建設 建設第五代海事衛星地面關口站，將為我國領海等用戶提供寬帶衛星通信接續服務，實現五代星業務在我國境內落地，并配套建設符合各類寬帶衛星、窄帶衛星、地面站綜合網絡運行和業務（BOSS）支撐平臺，開展大數據分析和深度數據挖掘等工作。同時，通過全球一體化的地面網絡接入GMDSS 全球遇險安全通信系統，為智能航運各業務場景提供

19、超高帶寬與超高可靠性兼具的船岸通信保障。P31北斗系統助力培育智能航運服務新業務新模式 依托國家級交通安全應急信息技術工程研究中心，利用基于北斗定位的無人機，結合海上寬帶等技術，助力我國海事巡檢、海上油污監測、海上事故快速偵查、溢油監測、運送救援物資、搶險救災等海上業務新業態發展。P32北斗系統助力培育智能航運服務新業務新模式通過視頻可以看到，船舶可以提供海上寬帶通信，保障無人機的全程操控，再結合北斗定位、視頻分析等技術，快速定位事故發生地點，完成救援。P33P33北斗助力智能航運未來發展展望北斗助力智能航運未來發展展望3P34打造“感”“傳”“智”“用”完整服務體系 未來，中心將融合多方面資

20、源，構建“陸?？仗臁币惑w化網絡，建立“感”“傳”“智”“用”完整服務體系，全面支撐智能航運發展，真正達到智能化的水平。利用北斗系統實現智能航運領域精準位置感知利用5G通信、衛星通信等技術手段，實現位置等動靜態信息的數據回傳。結合大數據分析、云計算等技術，對航運相關信息進行分析解算。深挖數據價值，促進智能航運領域升級發展。感傳智用P35 早在2014年，中心配合推動北斗系統加入國際海事組織（IMO），獲得國際海事安全航行通函，標志著北斗衛星導航系統正式成為全球無線電導航系統的組成部分，取得面向海事應用的國際合法地位。加快建設基于北斗的全球海上航運應用示范工程 時至今日，我國遠洋海運船舶導航定位設

21、備仍以GPS為主。中心目前正在啟動建設基于北斗的全球海上航運應用示范工程建設，逐步推動全球海上航運領域應用北斗系統，從而進一步推動北斗系統應用與全球智能航運。推動北斗系統服務全球海上智能航運業務P36建立“雙高+RD”的北斗服務體系把北斗作為新基建進行推動，搭建行業高精度位置服體系，利用地基增強系統為行業用戶提供高精度位置、授時服務；建設高精度地理信息系統，構建綜合高精度地圖體系。最終形成行業高精度“一張圖”、“一張網”，結合北斗三號短報文服務，打造完整的北斗服務體系。高精度定位高精度地圖北斗短報文服務P37全面提升我國內河航運智能化水平 在內河航運領域，持續推動北斗系統應用，建立沿江地基增強基準站，繪制高精度電子江圖，從公務船舶推廣至全部船舶，從船舶推廣到船閘、安全設備等基礎設施，從信息化管理推廣到安全救援，推動我國內河航運領域實現北斗系統的全覆蓋應用，全面助力提升我國內河航運信息化和智能化水平。北斗內河航運全覆蓋P38推動北斗系統“走出去”繼續推動北斗系統走出去，推動北斗系統加入全球衛星搜救系統和全球海上遇險與安全系統，提升海上安全救援能力，保障智能航運安全發展。推動報文服務系統（BDMSS）加入全球海上遇險與安全系統（GMDSS）推動北斗中軌搜救地面運控系統建設，推動北斗系統進入全球衛星搜救系統（COSPAS-SARSAT）P39未來愿景P40謝謝大家！謝謝大家！