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伽利略停摆之时,千寻位置如何实现它的“复活”?

2019-07-22 热度:1653 ℃

  欧洲伽利略全球卫星导航系统“停摆”长达一周,而一家中国科技企业用了48小时就“帮助”伽利略系统“恢复”广播星历,从而让有需要的用户正常使用伽利略卫星导航,这背后体现的是利用互联网播发的北斗精准时空服务的技术实力。

  7月18日19时,全球领先的精准时空服务提供商千寻位置宣布,全面提供“伽利略方舟”,即伽利略卫星导航系统星历服务。

  此前,欧洲全球卫星导航系统——伽利略(Galileo)已经经历近一周时间的“断网”,因为无法更新星历服务,用户无法使用伽利略系统进行定位。

  由于这次技术故障具体表现为伽利略系统广播星历不更新,而千寻位置此前拥有遍布在全球的北斗地基增强站,可以实时获取伽利略观测数据,所以千寻位置的22名员工自主发起了一项计划,希翼"复活"伽利略。千寻位置的技术专家们通过自主研发的算法,稳定输出实时高精度的伽利略卫星系统精密轨道和钟差,再通过星历拟合算法,最终生成标准格式的广播星历,使得各类GNSS接收机设备使用千寻服务时不受影响。

  千寻位置,究竟是怎么做到的?

  用互联网播发的星历数据

  星历,是指卫星位置和时间的信息。为了防止卫星轨道误差和时间误差,所有的导航系统都需要每间隔一定时间广播一次星历。

  卫星星历更新目前有两种方式。一种是通过卫星广播播发,卫星导航系统通过地面监测计算出星历,然后通过卫星电波向终端播发。第二种是精密星历,为改善和提高地面定位精度,许多国家和研究机构都在研制这项技术精密星历。

  千寻位置的“伽利略方舟”行动就是在第二种方式的基础上进行了创新。

  千寻位置通过在地面接收到的伽利略卫星观测原始数据,反推出卫星星历,然后通过互联网的方式播发给所有用户。用户照常接收伽利略卫星导航信号的测距信息,再上网接入千寻位置的星历,就可以完成整个定位过程。

千寻位置星历数据链路图

  千寻位置星历数据链路图

  遍布全球的地基增强站

  生成星历的前提,是有一定规模的数据,并且需要的是,在全球均匀分布的框架基准站收到的实时原始观测数据。尽管发生故障后,收到的原始数据有偏差,但有了数据,就可以进行实时后处理计算,从而得出星历。

  千寻位置此前已经在中国境内建设并运营了超过2400个地基增强站,形成了北斗地基增强系统“全国一张网”,并且在全球范围内也设有一定规模的框架基准站。

  千寻位置的主业是做高精度定位,因此需要大量地基增强站来做技术支撑,这些地基增强站的一个最基本的功能,就是接收全球四大卫星导航系统的原始定位观测数据,因此它不仅可以接收中国的北斗定位数据,也同时可以接收美国的GPS、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯等卫星导航系统的定位数据。

  积累了海量、优质的伽利略系统卫星观测数据后,才能进入算法层面的工作。

  灵活的算法架构

  有这个能力,不代表就可以快速完成作业。从站队集结到“方舟”上线,48小时就完成作业,这次“大演练”是千寻位置技术实力的最好展示,同时也证明千寻位置采用互联网研发模式的优势。

  由alibaba集团和中国兵器工业集团共同发起成立的千寻位置,延续了互联网基因,在传统的卫星导航领域走了一条别人都没走过的路。千寻位置沉淀了大量算法,采用云计算架构模式,面向分布式架构设计,以及灵活的算法框架,这样的算法库组建形式有利于快速组装,以适应不同产品的需求。

  正是有这样灵活的算法架构,在这次行动中,技术专家针对“伽利略方舟”服务进行快速适配。基于上述海量伽利略观测数据,千寻位置稳定输出实时高精度的伽利略卫星系统精密轨道和钟差,再通过星历拟合算法,最终生成标准格式的广播星历。

  互联网播发模式

  生成星历后,千寻位置马上在官网上线了相关官方页面,使用伽利略导航的用户,只需在网站控制台按操作步骤调整配置,即可恢复伽利略服务。

  这也开创了通过互联打通卫星导航到用户定位链路的先河。

  这实际上也是千寻位置积累的成果。目前,在全世界范围内,可以提供厘米级定位能力,同时通过互联网大规模提供服务的,千寻位置是第一家。

  以前的定位服务,都通过卫星信号来播发。千寻位置第一次大规模用互联网来提供这个服务。使用互联网服务的好处是,一是可以通过云计算平台处理大规模高并发的服务请求,二是未来不光是手机,汽车、无人机、街头的自行车,各种各样的物联网设备都会联网,上亿台的终端都会发出请求,联网不仅能满足定位需求,也会产生更加丰富和创新的应用,千寻位置希翼把高精度定位打造成像水电煤一样的公共服务,成为新时代的时空基础设施。

  采用互联网模式播发伽利略星历服务,一方面可以更好地缩小星历播发的延时带来的定位误差,一方面也可以让用户获得随需可用,用完即走的用户体验。

  在“方舟计划”圆满完成后,千寻位置CEO陈金培表示,  “大家做技术,不是为了炫技;大家希翼以技术之力给世界带来一些光,为人类多贡献一份力量!感谢千寻的技术侠客们!我期待,也相信,千寻侠客会为人类输送更多正能量!”

  据悉,千寻位置将把“方舟计划”从一项自发行为变成专项任务,分别针对北斗、GPS和GLONASS系统提供互联网广播星历服务,陆续发布“方舟”系列服务。届时,“方舟”系列服务将为所有时空服务用户提供了一份“避难方案”。

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