定位技術:失而復得不是夢?
繼“時間去哪兒”成為今年熱門詞匯之后,近段時間,人們都在問MH370去哪兒了?
3月8日凌晨2:40分,馬來西亞航空公司一架MH370航班從馬來西亞軍方雷達屏幕中消失,與地面失去聯(lián)系。盡管25個國家在海、陸、空展開拉網(wǎng)式搜索,但MH370猶如人間蒸發(fā),毫無蹤跡。在智能手機、汽車都可以實時定位的今天,為何失聯(lián)飛機無法靠定位裝置確定最終位置?一時間,定位技術成為社會公眾關注的熱點話題。
記者在采訪中了解到,國內外企業(yè)和研究機構已經研發(fā)出多種定位技術,目前,該技術主要應用在交通運輸、智能城市管理、災害救援、測量測繪、物流領域、農業(yè)領域等。有專家表示,由于國外企業(yè)在定位技術方面研發(fā)起步較早,不僅掌握了該領域的核心技術,且技術質量較高。國內企業(yè)雖然也掌握了多種定位技術,但與國外企業(yè)相比,其在定位裝置的定位精度、信號處理能力、抗干擾能力方面還存在一定的差距。專家建議,國內企業(yè)應加強核心技術的研發(fā)力度,盡快提高定位裝置核心芯片的處理能力、降低成本,以及培養(yǎng)用戶的使用習慣。
應用 定位技術多樣 市場需求旺盛
定位技術最早出現(xiàn)在上世紀90年代的軍事領域,以提供精確制導、戰(zhàn)場監(jiān)控和單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)保障,后來逐漸被廣泛應用于商業(yè)和科學研究。目前,國際上常用的定位技術有衛(wèi)星定位、蜂窩網(wǎng)定位、WiFi定位、慣性定位、射頻識別定位、藍牙定位、PPD定位等。
北京航空航天大學電子信息工程學院教授楊東凱一直致力于定位技術的研究工作,他在接受中國知識產權報記者采訪時介紹:“衛(wèi)星定位是利用定位裝置向衛(wèi)星發(fā)射無線電信號,當?shù)孛娼邮諜C收到衛(wèi)星發(fā)回的信號后,提取有價值的信號并進行調解分析,從而確定目標的位置,目前,能夠覆蓋全球的衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括美國的GPS全球定位系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)、中國的北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng),歐洲的伽利略衛(wèi)星導航定位系統(tǒng);蜂窩網(wǎng)定位是利用移動通信系統(tǒng)的基站對手機用戶進行定位,相對于衛(wèi)星定位,其定位精度較低,若能將其和衛(wèi)星定位技術融合,將能夠為用戶提供高性能的定位服務;WiFi定位是利用無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡WiFi的信號,在室內能夠提供精度可達3米至5米的定位服務;慣性定位是利用慣性傳感器實現(xiàn)相對定位,通過測量用戶的移動距離和移動方向來確定用戶的位置;射頻識別定位技術是利用移動標簽確定用戶通過某個區(qū)域的位置?!?/P>
“目前,國內外市場對定位技術的需求非常大,尤其是衛(wèi)星定位已經成為國家重大的信息化基礎設施。由于衛(wèi)星定位技術具有廣泛的產業(yè)關聯(lián)度,并與通信產業(yè)相互融合,它影響著人們日常生活中的各個領域,有望成為繼移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個發(fā)展得最快的電子信息產業(yè)。”國家知識產權局專利局專利審查協(xié)作河南中心光電技術發(fā)明審查部副主任趙景煥在接受本報記者采訪時介紹,目前,定位技術已經被廣泛應用于交通運輸、航空航天、軍事、海洋、氣象、災害救援、測量測繪、電信、水利、農業(yè)、漁業(yè)、勘探及智能城市管理等諸多領域。
國外 掌握核心技術 專利布局周密
記者在采訪中了解到,美國和歐洲一些國家對定位技術的研發(fā)起步較早,掌握了該領域的核心技術,并在全球開展了專利布局。趙景煥經過全球專利文獻檢索發(fā)現(xiàn),在定位技術方面,美國共提交了2247件專利申請,德國共提交了323件專利申請。
“在定位技術方面,美國和歐洲一些國家不僅專利申請數(shù)量占優(yōu),專利質量更高,且掌握了該領域的核心技術。比如國外一家企業(yè)首先研發(fā)出了窄相關技術,它是各類導航系統(tǒng)接收機設備的關鍵技術,可以提高接收機的跟蹤精度。該企業(yè)還研究通過使用DGPS技術、衛(wèi)星分布質量圖等技術來消除誤差,估計整周模糊度,不斷提高定位精度?!壁w景煥表示,該企業(yè)不僅持續(xù)加強技術研發(fā),還針對關鍵技術提交了多件專利申請,比如窄相關、雙頻GPS、整周模糊度解算、雙模接收機、卡爾曼濾波和網(wǎng)絡RTK等。
國外企業(yè)不僅定位水平較高,且技術含金量較高?!皣庋邪l(fā)的定位裝置在以下3個方面都占有一定優(yōu)勢:一是精度高,可以實現(xiàn)1米以內的精確定位;二是抗干擾能力強,其在工作中受到電子設備的影響較小;三是信號處理能力強,信號接收機收到衛(wèi)星等發(fā)回的信號效果好,可以快速提取有用的信息?!壁w景煥介紹,國外衛(wèi)星的傳感技術和探測技術水平較高,這能保證衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)能夠探測和發(fā)送更多有價值的信息。此外,定位技術是一個產業(yè)關聯(lián)度較強的產業(yè),它還需要相關配套設備的支持,比如相關電子設備、設備需要的材料等,國外很多企業(yè)在這些方面都具備一定的優(yōu)勢。
國內 研發(fā)能力不足 核心技術較少
中國企業(yè)在定位技術方面的研發(fā)起步較晚,國內研發(fā)的定位技術與美國和歐洲一些國家相比還有很大差距,還未掌握高水平的定位方法,且在該領域的專利申請量較少。趙景煥經過全球專利文獻檢索發(fā)現(xiàn),在定位技術方面,中國申請人共提交了387件專利申請。
廣州中海達定位技術有限公司(下稱中海達)是一家依托北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),為機械和機車行業(yè)提供高精度定位服務和導航監(jiān)控服務的企業(yè)。“目前,中海達研發(fā)的定位技術已經被廣泛應用于交通、安全監(jiān)測、機械控制等多個領域,并針對相關技術提交了5件專利申請?!敝泻__公司總經理羅樹江在接受中國知識產權報記者采訪時介紹,在交通方面,中海達研發(fā)的定位技術及定位裝置已經被應用于鞍鋼集團的貨運鐵路機車,車站調度人員可以實時監(jiān)控火車在哪條軌道運行,以及運行的時間、位置等詳細信息;在安全監(jiān)測方面,中海達將自主研發(fā)的定位終端放置在容易出現(xiàn)自然災害的地方,如果該地區(qū)出現(xiàn)險情,設備可以在第一時間獲取發(fā)生自然災害的具體地點;在機械控制方面,鞍鋼集團露天礦機械控制系統(tǒng)采用兩臺接收機引導牙輪鉆鉆孔,實現(xiàn)了對鉆孔進行5厘米內的定位。
“美國和歐洲一些國家掌握了高水平的定位方法,并針對關鍵技術進行了專利布局,國內企業(yè)差距較為明顯?!睏顤|凱介紹,很多國內企業(yè)定位技術的定位精度低、可靠性差、接收機成本高。尤其值得一提的是,國內企業(yè)在定位裝置芯片的研發(fā)方面水平較低,這是制約我國定位技術廣泛應用的瓶頸之一。
“中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在核心技術、設備方面均已實現(xiàn)國產化,與美國GPS全球定位系統(tǒng)相比,其在硬件方面也不落下風,子產業(yè)鏈也受到了各企業(yè)的青睞。”中投顧問高級研究員任浩寧在接受本報記者采訪時建議,國內企業(yè)應盡快提高核心芯片的處理能力,提高定位裝置的便捷性、降低成本、培養(yǎng)用戶的使用習慣,才能不斷提高國內企業(yè)定位技術的應用化水平。
業(yè)內專家同時強調,即使定位技術在很多時候能夠以“失而復得”來結束人們的“虛驚一場”,但不管多先進的定位技術,如果定位裝置關閉或者損壞,其定位功能將很難實現(xiàn)。