著者: 鄧忠良
ダイナミックセンチメートルレベルまでの高精度測位サービスは、北斗衛星ナビゲーションシステムの独自のスキルであるだけでなく、産業応用レベルでの普遍性と標準化に向けて徐々に進化しており、時空間インテリジェンスの新興産業にまで拡張されています。 。
5月17日、長征3Bロケットが北斗星系の56番目の航法衛星の打ち上げに成功し、北斗星系の開発は新たな段階に入った。
これは、北斗3号全球測位衛星システムの最初のバックアップ衛星であり、2020年に北斗3号システムが正式に世界サービスを開始して以来初の打ち上げでもあり、建設に対応するいくつかの新技術と新製品の基礎を築くものである。次世代の国家総合測位、ナビゲーション、およびタイミング システムの技術的基礎と進歩を提供します。この衛星は、より多くのシステムの補正情報のブロードキャストをサポートすることができ、高精度測位サービスが大幅に向上します。
「正確な時間と空間」
デジタル経済の活発な発展をサポートする
製造力の構築は我が国の主要な発展戦略となっています。その結果、スマート製造は現在の開発にとって重要な課題となっています。我が国の製造業の発展は、第一に高度な通信手段、第二にリアルタイム計算、第三に高精度の時空間情報サポート、第四にインテリジェント制御というスマートマニュファクチャリングによって再定義されることになる。したがって、高精度の時空間ベンチマークとあらゆるものの相互接続の透明性の時代が到来し、認識はどこにでもあり、ネットワークはどこにでもあります。
正確な時空間ベンチマークは、工場インテリジェンス、ワークショップ インテリジェンス、機器インテリジェンス、製品インテリジェンスなどのフルライフ プロセスを含む、スマート マニュファクチャリングと新たな産業革命を強化します。スマート製造は、正確な時間と空間の統合処理、包括的な認識、低遅延で信頼性の高い通信、および深いインテリジェンスに依存しています。1970 年代の開発以来、インダストリアル インターネットは 5G の中核アプリケーションの 1 つとなり、新しいインフラの中核となる情報インフラストラクチャになりました。将来的には、5G 応用シナリオの 80% が産業用インターネットとなり、2023 年末までに産業用インターネットの生産額は 1 兆元を超えると予想されています。
産業用インターネットの情報セキュリティ構築において、高精度の時空間情報は非常に重要です。インダストリアル インターネットにより、人々は産業ビッグ データを簡単に考えることができるようになりましたが、以前のビッグ データと比較して、産業ビッグ データには可視性と価値という 2 つの側面が追加されました。時空間情報を産業ビッグデータのソースとして使用すると、ビッグデータの連続性、正確性、相関性、ロジック、可視性のニーズを解決できます。高精度の時空間情報は、産業ビッグデータのディープマイニングの重要な基盤でもあり、産業ビッグデータの 90% 以上がデータ管理のコンポーネントとして時空間ベンチマークを使用しています。
しかし、現在の空間データの精度は不十分であり、データマイニングにおける不確実性をもたらしています。正確な時空間情報を統合することで、産業ビッグデータの主要な問題を効果的に解決できます。同時に、高精度の時空間情報も産業ビッグデータの価値を高める重要な手段です。産業ビッグデータの分野における「80/20 ルール」についてコメントする人もいます。つまり、小規模データの 20% の値密度は 80% ですが、産業ビッグデータの 80% の値密度はわずか 20% です。 。したがって、時空間相関多次元データマイニングは、産業ビッグデータの低価値の問題を効果的に解決し、主要な生産の安全性を確保する能力を向上させることができます。
我が国は世界最大の工業生産国であり、これまで生産の安全確保は伝統的な受動的な対応に基づいていたが、今後は、全時・時空を見据えた精密な能動的防御への発展が求められている。先進国は主要な生産の安全保証を重視しており、全工程にわたる安全保証は製造・生産現場が直面する重要な課題となっている。高精度の時空間情報により、シームレスで安全性の高い通信、高精度の目標認識、および迅速かつ信頼性の高い廃棄と救助を含むインテリジェントなリスク評価が可能になります。
コミュニケーションとナビゲーションは密接に関係しています
5Gと北斗の統合が必要
時空情報について話すとき、世界 4 つの主要な衛星ナビゲーション システムを思い浮かべるのは簡単です。2020年7月31日、我が国はグローバル北斗ナビゲーションサービスの開始を発表しました。世界4大衛星航法システムの技術的路線は基本的に同じであり、グローバルなサービスを展開するには市場で新たな競争に直面することになる。競争には新たな出発点が必要であり、いかにして世界市場を掴むかが重要な目標となっている。
分析によると、衛星ナビゲーションは非常に低コストで全世界をカバーできますが、屋内、都市部の峡谷、地下環境では測位とナビゲーションを実現できず、信号干渉や欺瞞の影響を受けやすく、安全性と信頼性を実現できません。ポジショニング。したがって、信頼性の高い測位の開発は世界的な研究のホットスポットとなっており、衛星ナビゲーション システムに依存しない測位およびナビゲーション機能を形成するための独立した時空システムを開発することが緊急に必要とされています。
5G の応用目標は、情報がすぐに入手でき、あらゆるものが手の届くところにあることです。当然、これには高精度の時空間情報のサポートが必要です。無線ネットワークを介して半遮蔽空間および遮蔽空間での高精細測位の問題を解決し、衛星ナビゲーション システムと効果的に組み合わせてシームレスな高精度測位を解決することは可能でしょうか? 2006年に我が国は「西河計画」を提案しました。北斗の実装をサポートし、強化するための通信ネットワークにより、高精度の測位を実現します。
しかし、通信とナビゲーションの組み合わせは 3 つの側面で課題に直面しています。第一に、地上環境は複雑です。無線通信ネットワークに基づいて正確な測定と測位を実現できますか? 第二に、単一の通信ネットワークには死角が存在します。信頼性と堅牢な測位の問題をどのように解決しますか? 第三に、アプリケーション サービスのビジネス要件は次のとおりです。多様で精度も異なる 要件も異なる 監視対象には人、機械、物体が含まれる ユビキタス・インテリジェント・サービス・サポート機能は達成できるか? 主要な国家特別プロジェクトと国家発展計画の産業開発計画の支援により改革委員会、著者はチームを率い、単一無線ネットワークの高精度監視を完了し、異種マルチネットワーク、マルチソースコラボレーションと高信頼性、宇宙と地球を統合したインテリジェントな測位とナビゲーションの研究を行い、理論を突破しました。メソッドと多くの主要なテクノロジーを開発し、装置の開発と一連のアプリケーションの実行に成功しました。
著者のチームは、20年以上の研究に基づいて、無線通信ネットワークの理論的手法と技術体系を構築しました。単一無線ネットワーク内の高精度ポイントに関して、我々は「埋め込み信号ノイズ」位相測位法と無線仮想グリッド差動測位理論法を革新的に提案しました。異種マルチネットワークマルチソース協調型高信頼性・高測位手法の研究において、マルチネットワークマルチソースランダムアクセスとオンライン同期の問題を克服し、空間に基づく最適測位最適化関連モデルを確立した。 - 時間的な自己一貫性。宇宙と地上を統合するユニバーサルロケーションサービスの観点から、当社は宇宙と地上の測位アーキテクチャと衛星と地上通信ネットワークの主要テクノロジーの緊密な統合を初めて解決しました。同時に、通信ネットワーク機器を活用して衛星測位差分拡張機能や再構成可能性などのキーテクノロジーを強化し、測位精度は世界トップレベルに達しています。
5G時代には、測位性能が当初のメートルレベルからデシメートル、センチメートルレベルに向上し、我が国の無線通信ネットワーク技術が世界のリーダーとなることを促進します。アプリケーションの面では、生産の安全性を保証するため、完全なネットワーク カバレッジ、フルタイムおよびスペース位置の認識、安全上の危険とリスクの正確な評価、正確な予防と制御、および高度な安全性などの一連の主要テクノロジーで革新的なブレークスルーが行われています。信頼性レスキューにより、受動的衝撃対応から生産安全保証への移行を実現します。著者のチームは、主要な生産安全保証システム機器を開発し、統合アプリケーションを実装して、化学産業、エネルギー、製錬、セキュリティなどの多くの業界に重要なサポートを提供してきました。国内外の非常に大規模な化学企業の安全生産と監督を主導し、大企業における空間位置情報サービスの体系的かつ大規模な適用をゼロから実現し、化学業界の2つの重要な問題と1つの主要な問題を解決します。公園。
研究を通じて、通信ネットワークにより高精度の測位認識サービス機能が可能になることが判明しました。北斗と 5G の効率的な統合により、衛星信号の遮断によって引き起こされる高精度測位の問題が解決されます。初期の技術的進歩により、5G の測位性能は衛星測位性能にますます近づき、信号のカバー範囲がより包括的になり、衛星信号の死角測位の問題が解決されました。北斗と 5G の統合により、位置情報サービスの精度とサービスの信頼性がさらに向上します。
これまでの研究に基づいて、著者のチームは 5G 高精度測位の最初の国際規格の提案を主導し、これは我が国が 5G 測位の頂点を獲得する上で重要な役割を果たしました。
旅は長くて終わりがない
苦闘することによってのみ、私たちは障害を克服することができます
北斗と 5G の有機的な統合は、北斗を使用して 5G サービス ビジネスに新たなサポートを提供し、同時に 5G を使用して北斗アプリケーション サービス機能を拡張し、国家の包括的な測位、ナビゲーション、タイミング システムを形成し、相互に強化することができます。現在の主要国家プロジェクトの重要な建設内容となっています。国家総合測位・航法・計時システムの構築により、全空域、全時間領域、全周波数領域において高精度・高信頼性・可能性の高い測位サービスを提供することができる。
我が国は、2035年までに、よりユビキタスで、より統合され、よりインテリジェントな北斗システムを中核とした国家総合測位、ナビゲーション、タイミングシステムを構築し、将来のインテリジェントで無人化された開発の中核的なサポートを提供します。それまでに、ユーザーは屋内から屋外、深海から深宇宙に至るまで、完全なカバー範囲、信頼性の高いナビゲーション、位置測位、測時サービスを享受できるようになり、北斗衛星ナビゲーションシステムは世界にさらに貢献し、人類に利益をもたらすでしょう。
将来的には、測位、ナビゲーション、タイミング技術、包括的な位置情報サービスに対する市場の需要は、時空間情報の収集とサービスに対する需要に徐々に変化していきます。これにより市場が再定義され、時空間情報の取得、処理、サービスに焦点を当てた新しい経済形態が形成され、デジタル経済の重要な部分となることは間違いありません。
北斗衛星ナビゲーション システムとモバイル インターネットの統合は、産業チェーン、ユーザー タイプ、アプリケーション シナリオに大きな変化をもたらし、国家総合測位、ナビゲーションおよびタイミング システムおよび時空サービス産業の範囲をさらに拡大しました。産業生態系を大きく変えました。
生態学的調和、人間と生態学の相互関係、さまざまな生物学的目標の位置づけは、社会環境の発展にとって重要な基盤となるでしょう。無人化、インテリジェント化、より高い安全性への要求は、今後の製造業の発展において重要なトレンドです。製造工業化の健全な発展を確保するには、規格、ベンチマーク、規制が不可欠かつ重要な保証条件です。
30 年前、最初の星が宇宙に打ち上げられ、今、北斗は全世界に恩恵をもたらしています。科学研究者は、「北斗と5G」が経済と社会の発展を促進する時間と空間の重要な基盤となるように、「独立した革新、開放性と統合、団結と卓越性の追求」という新時代の北斗精神を守らなければなりません。人々の暮らしと幸福に貢献し、より良い生活に貢献するテクノロジーになります。
（著者は国際ユーラシア科学アカデミーの会員、国家防災技術工学研究所所長、北京郵電大学教授）