何 慶，敖敏思，靳文憑

（湖南省測繪科技研究所，湖南長沙 410007）

2020 年7 月北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，北斗邁進全球化應(yīng)用和服務(wù)的新時代。北斗導(dǎo)航作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，與衛(wèi)星遙感、5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術(shù)迅速融合與深化，成為新型基礎(chǔ)設(shè)施體系的重要組成部分。由北斗導(dǎo)航衍生或帶動形成的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)持續(xù)保持較高速度增長，逐步成為戰(zhàn)略新興行業(yè)發(fā)展新的支撐點[1-3]。

在認(rèn)真貫徹落實自然資源部“三深引領(lǐng)”“四位一體”精神，大力踐行湖南“三高四新”戰(zhàn)略定位和使命任務(wù)的大背景下，本文通過梳理和分析湖南省北斗在自然資源的應(yīng)用現(xiàn)狀和新要求，從完善基礎(chǔ)設(shè)施、推動共享融合、統(tǒng)籌全面應(yīng)用以及創(chuàng)新監(jiān)管體系4 個方面提出若干舉措，為行政主管部門決策提供參考。

1 湖南省自然資源領(lǐng)域“北斗”應(yīng)用現(xiàn)狀

自然資源領(lǐng)域的北斗應(yīng)用總體呈現(xiàn)定位精度高、科技含量高、應(yīng)用需求廣的特點。近年來，湖南省自然資源領(lǐng)域北斗應(yīng)用主要聚焦于基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用推廣以及政策法規(guī)等方面。

1.1 湖南省北斗導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)建設(shè)

截至2021 年，湖南省衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站（原湖南省連續(xù)運行參考站網(wǎng)，HNCORS）共建成130 座野外臺站，完成了硬件兼容北斗三號升級改造，全面提升了系統(tǒng)服務(wù)效率和服務(wù)能力。HNCORS 建成國內(nèi)省級基準(zhǔn)站網(wǎng)中首個跑零次互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺“問北位置”。系統(tǒng)已支持12 個省份漫游服務(wù)，可提供米/分米/厘米/毫米級精密定位和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換等基準(zhǔn)服務(wù)，在智能駕駛、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、氣象監(jiān)測等[4-5]方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.2 推動全省自然資源及社會化應(yīng)用服務(wù)

HNCORS 應(yīng)用已經(jīng)初步形成以測繪地理信息為主，若干新行業(yè)高精度應(yīng)用共同發(fā)展的“1+N”格局。HNCORS 替代了傳統(tǒng)的光學(xué)測量模式，極大地提高了外業(yè)測繪生產(chǎn)效率[6]，為自然資源、氣象監(jiān)測、水利水電、交通導(dǎo)航等20多個行業(yè)700 余家企事業(yè)單位，提供高精度位置服務(wù)，日均訪問超130 萬次。

1.3 創(chuàng)新政策法規(guī)體系促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展

湖南省委省政府先后出臺了《湖南衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展五年行動計劃》《關(guān)于統(tǒng)籌推進北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用行動計劃的實施意見》等政策文件，描繪了北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的藍圖。省人民政府辦公廳發(fā)布的《關(guān)于促進地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見》明確了自然資源領(lǐng)域發(fā)展北斗高精度導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的支持政策和詳細舉措。2020年，省自然資源廳為規(guī)范衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站建設(shè)應(yīng)用、促進高精度北斗導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步創(chuàng)新地提出了“一套機制、一部規(guī)劃、一個平臺”的建設(shè)思路。

2 “三高四新”戰(zhàn)略對深化自然資源北斗應(yīng)用的新要求

2.1 構(gòu)建全域高質(zhì)量服務(wù)體系

一是要求更加完善的基礎(chǔ)設(shè)施。新領(lǐng)域、新應(yīng)用、新業(yè)態(tài)對衛(wèi)星導(dǎo)航定位的基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求，只有更加完善的基礎(chǔ)設(shè)施與快速發(fā)展的5G、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)相融合，才能提供“時間上分秒不斷、精度上毫厘不差”的高精度衛(wèi)星定位服務(wù)[7-8]。二是對應(yīng)用推廣和宣傳提出了更高的要求。在“三高四新”戰(zhàn)略實施的背景下，北斗高精度衛(wèi)星定位服務(wù)必須主動走出熟悉的自然資源領(lǐng)域，主動與行業(yè)需求相結(jié)合，還需充分利用極具特色的湖湘?zhèn)髅疆a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢打造宣傳品牌。

2.2 支撐北斗核心科技創(chuàng)新突破

一是要求更強的自主創(chuàng)新和可控能力?；鶞?zhǔn)站接收機、芯片和實時數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)等方面，國產(chǎn)品牌性能仍然與國外產(chǎn)品存在一定的差距。測量型終端設(shè)備的板卡仍然沒有實現(xiàn)全方位自主可控，“有機無芯”已經(jīng)成為北斗領(lǐng)域卡脖子的技術(shù)之一。二是要求整合搭建更高質(zhì)量的科技創(chuàng)新平臺。省自然資源領(lǐng)域已搭建北斗高精度衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)湖南省工程研究中心、省自然資源調(diào)查監(jiān)測中心和長沙市北斗高精度導(dǎo)航定位工程技術(shù)研究中心等北斗科技創(chuàng)新平臺，還需進一步整合高校、科研院所以及企業(yè)優(yōu)勢資源，充分發(fā)掘平臺在支持產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展方面的潛力。

2.3 賦予北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動能

通過全方位和多領(lǐng)域的北斗深度應(yīng)用，推動帶動湖南本土企業(yè)和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，是“三高四新”戰(zhàn)略定位與使命任務(wù)的重要目標(biāo)之一。一是要求以全方位應(yīng)用帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過一系列面向多行業(yè)的主動服務(wù)，為湖南省北斗高精度定位終端制造提供廣泛的應(yīng)用場景。二是要求建立健全政策法規(guī)體系給予制度保障。一方面可通過進一步出臺政策統(tǒng)籌推動自然資源領(lǐng)域全方位的北斗應(yīng)用，另一方面可利用合理有效的監(jiān)督管理制度來保障產(chǎn)業(yè)高速健康發(fā)展。三是要求打造具有國際國內(nèi)影響力的產(chǎn)業(yè)發(fā)展交流平臺。利用交流平臺，集聚國際國內(nèi)專家和企業(yè)家共同探討北斗科技前沿趨勢和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，提升我省創(chuàng)新資源整合能力，擴大湖南北斗導(dǎo)航新的服務(wù)和產(chǎn)品在國內(nèi)國際的影響力。

3 深化自然資源北斗應(yīng)用服務(wù)“三高四新”戰(zhàn)略的新舉措

3.1 完善基礎(chǔ)設(shè)施

（1）基準(zhǔn)站維護及網(wǎng)型優(yōu)化。一是加強基礎(chǔ)設(shè)施常態(tài)化運維。提高基準(zhǔn)站故障處理效率，提高系統(tǒng)各項服務(wù)穩(wěn)定性，全方位提升運維信息化水平。二是更新升級基礎(chǔ)設(shè)施。針對設(shè)備老化，計算能力、并發(fā)能力等問題，開展基準(zhǔn)站搬遷落地改造、設(shè)備更新?lián)Q代，升級網(wǎng)絡(luò)帶寬，避免因基礎(chǔ)設(shè)施差導(dǎo)致服務(wù)穩(wěn)定性降低的問題。三是優(yōu)化基準(zhǔn)站空間布局。分析評估應(yīng)用需求，通過優(yōu)選、改造、升級、補充等方式整合資源或加密基準(zhǔn)站，將基準(zhǔn)站網(wǎng)的平均間距縮短至25 km。

（2）提升通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。高精度衛(wèi)星定位服務(wù)依賴移動通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。一是建立盲區(qū)解決方案。利用用戶位置大數(shù)據(jù)，分析通信盲區(qū)和薄弱區(qū)，協(xié)調(diào)運營商部門增加通信基站或應(yīng)急通信設(shè)備實現(xiàn)移動通信全覆蓋。二是建設(shè)衛(wèi)星通訊備份網(wǎng)絡(luò)。在基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)故障多發(fā)區(qū)域，建設(shè)專用寬帶衛(wèi)星通訊設(shè)備實現(xiàn)應(yīng)急數(shù)據(jù)通信方案。三是推動GNSS 與5G基站的融合。通過GNSS 與5G 基站基礎(chǔ)設(shè)施的集成融合，共同支撐各行業(yè)應(yīng)用。

（3）兼容北斗三號全面升級。結(jié)合自然資源部開展的“全球空間基準(zhǔn)軍民融合工程”，完成HNCORS 系統(tǒng)GNSS 硬件、數(shù)據(jù)處理軟件國產(chǎn)化，全面兼容北斗三號衛(wèi)星信號頻段，推進國產(chǎn)化和自主可控進程。當(dāng)前，該工程的接收機設(shè)備部分已經(jīng)逐步按計劃完成了備份部署。

（4）高程定位基準(zhǔn)精化。利用衛(wèi)星定位直接獲取的高程均為地球橢球高度，而實際應(yīng)用需求均為海拔高度。似大地水準(zhǔn)面模型是將橢球高轉(zhuǎn)化為海拔高的關(guān)鍵基礎(chǔ)模型，以自然資源部發(fā)布的新一輪一等水準(zhǔn)測量成果為基礎(chǔ)，進一步開展似大地水準(zhǔn)面精化，可有效地提升高程定位精度和現(xiàn)勢性。

3.2 推動共享融合

（1）基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)共享。目前，湖南省境內(nèi)共有基準(zhǔn)站734 座，存在重復(fù)建設(shè)和資源浪費問題。一是落實自然資源基準(zhǔn)站網(wǎng)融合。開展自然資源系統(tǒng)各市州基準(zhǔn)站的質(zhì)量評估，對于符合建設(shè)規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)站納入省級站網(wǎng)，不符合要求的基準(zhǔn)站予以關(guān)停。二是推進行業(yè)基準(zhǔn)站網(wǎng)融合。通過有效整合電力、移動等行業(yè)以及商業(yè)公司建設(shè)的基準(zhǔn)站網(wǎng)，以自然資源基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)的主動共享為基礎(chǔ)，促進不同行業(yè)之間資源的互補共享。

（2）跨區(qū)域服務(wù)融合。由于當(dāng)前各省的北斗導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站均為各省獨立服務(wù)，尚未完全實現(xiàn)跨省漫游。湖南在自然資源部指導(dǎo)下，提出了省際協(xié)同服務(wù)解決方案，聯(lián)合江西、湖北、廣東等十省區(qū)共同發(fā)起省際協(xié)同服務(wù)共享。區(qū)別于直接數(shù)據(jù)共享，服務(wù)共享兼顧各省實際情況，以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的省際協(xié)同服務(wù)體系，實現(xiàn)跨區(qū)域高質(zhì)量位置服務(wù)。下一步，湖南繼續(xù)牽頭為九省完善跨區(qū)域服務(wù)平臺，為構(gòu)建全國基準(zhǔn)站服務(wù)“一張網(wǎng)”探索經(jīng)驗。

（3）導(dǎo)航與遙感創(chuàng)新融合。導(dǎo)航定位技術(shù)與遙感技術(shù)融合是發(fā)展趨勢[9]。在平臺融合方面，HNCORS移動端高精度位置服務(wù)技術(shù)，集成高分辨衛(wèi)星遙感影像，自主研發(fā)“易測”APP，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)村建房規(guī)劃建設(shè)，后續(xù)將推廣到自然資源調(diào)查監(jiān)測、違法違規(guī)用地督察、耕地保護“田長制”等場景。在技術(shù)集成方面，HNCORS 系統(tǒng)實時接收GNSS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)，建立全省范圍內(nèi)的水汽快速時空變化模型，提升短臨降雨監(jiān)測和預(yù)警能力，為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警提供技術(shù)支撐，對于減少地質(zhì)災(zāi)害損失具有重要的意義。我省在GNSS遙感融合方面取得了一定進展，未來將進一步深化平臺融合，技術(shù)集成，擴大應(yīng)用范圍。

（4）軍民融合協(xié)同創(chuàng)新。在湖南省人民政府、國防科技大學(xué)及原國家測繪地理信息局簽訂的《測繪地理信息軍民融合創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略合作協(xié)議書》框架下，加強以北斗基準(zhǔn)站接收機和定位終端為代表的軍用技術(shù)民用化。推動省自然資源廳HNCORS、與國防科技大學(xué)國際GNSS 監(jiān)測評估系統(tǒng)（iGMAS）之間的數(shù)據(jù)共享，推進軍民共用基準(zhǔn)站建設(shè)，加強地方標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，推動軍民融合戰(zhàn)略深入實施。

3.3 統(tǒng)籌推進應(yīng)用

（1）自然資源領(lǐng)域深度應(yīng)用。一是推進“北斗+測繪”支撐自然資源日常采集業(yè)務(wù)，全面支撐基準(zhǔn)維持、地圖測制、執(zhí)法取證、采礦探礦、應(yīng)急測繪、不動產(chǎn)統(tǒng)一登記等日常地理信息采集業(yè)務(wù)場景。二是推進“北斗+調(diào)查監(jiān)測”助力自然資源調(diào)查監(jiān)測。完善結(jié)合北斗終端的調(diào)查技術(shù)，開展三條紅線預(yù)警監(jiān)測、違法用地監(jiān)測等示范應(yīng)用，構(gòu)建全天候、空天地一體化的自然資源調(diào)查監(jiān)測技術(shù)體系。三是“北斗+地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測”規(guī)模化應(yīng)用。推動北斗、合成孔徑雷達（InSAR）及技術(shù)融合，為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)、多發(fā)區(qū)、重點區(qū)域的監(jiān)測和評估提供決策支撐。四是充分挖掘“北斗+位置大數(shù)據(jù)”應(yīng)用。利用北斗實時定位服務(wù)中產(chǎn)生的軌跡數(shù)據(jù)與規(guī)劃的生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界進行疊加分析，發(fā)現(xiàn)各類違反規(guī)劃管控的行為，發(fā)掘北斗在自然資源精細化管理中的應(yīng)用潛力。

（2）新行業(yè)新業(yè)態(tài)應(yīng)用拓展。以點帶面利用若干新興領(lǐng)域促進全方位的社會化應(yīng)用新局面。一是智慧交通。在智能駕駛方面，主動對接“長沙智能駕駛第一城”的戰(zhàn)略實施，同時加強高精度定位與導(dǎo)航電子地圖的支撐保障。在智慧航道方面，不斷完善航標(biāo)厘米級監(jiān)測能力，實現(xiàn)航標(biāo)管理的精細化，提升航道管理效率與能力。在道橋設(shè)施監(jiān)測方面，發(fā)掘北斗在結(jié)構(gòu)健康檢測中的作用，利用高頻率的北斗監(jiān)測設(shè)備對橋梁及類似高層建筑開展振動頻率監(jiān)測應(yīng)用示范。二是智能機械。智能化已成為工程機械的主要趨勢和發(fā)展方向。通過與中聯(lián)重科、三一重工、山河智能等企業(yè)合作，為工程機械和通航設(shè)備提供高精度的北斗定位服務(wù)，助力打造國家先進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)高地。三是智慧農(nóng)業(yè)。實現(xiàn)厘米級精度智能播種與撒藥精細管理，為我省“智慧農(nóng)業(yè)”的自動化管理提供地理信息數(shù)據(jù)支撐。四是氣象監(jiān)測。利用北斗/GNSS 衛(wèi)星信號穿透大氣層產(chǎn)生折射的特點，精確提取大氣層中的水分含量和分布，對可能出現(xiàn)的降水時間和強度作出更精確預(yù)報，為氣象預(yù)報提供技術(shù)支持。

（3）構(gòu)建規(guī)?；瘧?yīng)用交流平臺。一是舉辦高層次北斗應(yīng)用科技交流論壇。邀請國內(nèi)外院士專家開展專題講座，開拓學(xué)術(shù)視野。組織開展需求對接、行業(yè)應(yīng)用交流、典型示范應(yīng)用等形式的會展或交流會，促進不同行業(yè)需求對接。二是加強北斗科普宣傳。通過全國土地日、測繪法宣傳日等各類主題活動，利用抖音、微博等新媒體創(chuàng)新方式、豐富內(nèi)容，促進北斗科普進社區(qū)、進企業(yè)、進校園。三是舉辦應(yīng)用研發(fā)競賽。聯(lián)合高校和企業(yè)挖掘一批有發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用案例進行獎勵、推廣和宣傳，進一步擴大北斗基準(zhǔn)站網(wǎng)的影響力，推動北斗高精度技術(shù)應(yīng)用。

3.4 創(chuàng)新監(jiān)管體系

（1）健全落實基準(zhǔn)站管理制度。在《湖南省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站建設(shè)與服務(wù)管理辦法（試行）》基礎(chǔ)上，進一步完善和細化基準(zhǔn)站的備案制度和管理要求，建立雙隨機監(jiān)管工作機制，對全省基準(zhǔn)站的建設(shè)運行情況進行規(guī)范監(jiān)督。

（2）制定基準(zhǔn)站空間布局規(guī)劃。統(tǒng)籌各行業(yè)、領(lǐng)域需求，結(jié)合前期基礎(chǔ)加強頂層設(shè)計，編制發(fā)布《湖南省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站布局國土空間專項規(guī)劃》，逐步消除重復(fù)和無序建設(shè)，引導(dǎo)全省基準(zhǔn)站資源統(tǒng)籌，優(yōu)化全域空間覆蓋，統(tǒng)一建設(shè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，促進公共資源高效利用。

（3）組建高精度北斗服務(wù)聯(lián)盟。集聚北斗高精度產(chǎn)業(yè)上中下游主要機構(gòu)組建湖南省北斗高精度應(yīng)用服務(wù)聯(lián)盟，打破信息和資源壁壘，促進優(yōu)質(zhì)資源高效整合，規(guī)范行業(yè)市場秩序，積極支持和培育重點頭部企業(yè)，推動省內(nèi)北斗高精度產(chǎn)業(yè)健康、有序、高質(zhì)量發(fā)展。

4 結(jié)論

“三高四新”戰(zhàn)略定位和使命任務(wù)對湖南省北斗導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)提出新要求，從完善基礎(chǔ)設(shè)施、推動共享融合、統(tǒng)籌推進應(yīng)用以及創(chuàng)新監(jiān)管體系4 個方面提出多項舉措，可全面支撐全省“三高四新”戰(zhàn)略實施中的高精度衛(wèi)星定位需求。如何推進自然資源、工業(yè)與信息化、交通運輸、網(wǎng)絡(luò)信息安全辦公室以及其他行業(yè)主管部門之間的協(xié)同配合，共同統(tǒng)籌推進北斗在全社會的應(yīng)用，有待更加深入的研究。