时空智能新赛道是怎样炼成的？千寻位置引领自主技术创新突破-轻识

报道数字经济

定义转型中国

2020年10月，华为推出Mate 40系列旗舰手机，在全球范围内首次实现车道级导航功能，实时显示用户所在车道位置。

2020年11月，小鹏汽车智能轿跑P7，通过OTA升级，在深圳、重庆、杭州等高速公路上，可实现NGP高速自主导航驾驶。

2020年初，武汉火神山医院在建设中，一次性完成放线测量，精确标绘，与病魔赛跑，向世界展示“十几天建一所医院”的壮举。

这一年，人们离自动驾驶更近了，手机导航有了不同的体验，战疫的身影中有了科技力量。在这背后，是时空智能这项中国自主研发的技术在消费级场景全方位渗透。

作为千寻位置开创的硬核技术，时空智能可以实现动态厘米级定位、静态毫米级感知、纳秒级授时，通过在底层不断赋能，被越来越多的智能终端应用，慢慢来到聚光灯前。千寻位置的能力，如同冰山一样，逐渐浮出水面。

2021年5月26日，在第十二届中国卫星导航年会上，千寻位置对外揭晓“千寻位置技术体系的冰山图谱”，包括1个基础、2个引擎、3个核心能力、1个操作系统，组成千寻位置技术体系的坚实底座。

基于中国北斗卫星导航系统，千寻位置在全球构建“星地一体”的时空智能基础设施，构建从互联网/卫星播发平台、到智能终端、到高精度地图的自主可控产业全链路，形成了一批产品、服务、解决方案、操作系统，催生出AIoT新物种和规模化新应用，不断引领自主技术创新突破。

技术模式创新

构建精准时空信息基础设施，是创新型数字社会建设的重要标志。在全国范围内建设并运营大规模卫星地基增强系统，满足国家战略方向和经济社会发展的需要，带动众多技术领域的进步和突破，推动北斗卫星系统广泛应用于经济社会领域。

2016年5月18日，千寻位置宣布：国家北斗地基增强系统“全国一张网”正式投入运行，开始向全社会提供实时厘米级、后处理毫米级的高精度定位服务，减小卫星定位过程中如电离层、卫星钟、星历等误差。

但建设和运营工程极具挑战性。几千个站点的建设，覆盖我国广袤的国土面积，放眼全球，这样的技术模式史无前例。

“面向未来百亿级终端设备对时空智能服务接入的需求，这张网必须覆盖全国，只在一两个省建网络的话，没有意义，手机或是汽车不可能只在一两个省市推出。而要把全国几千座基站连成一张网，需要几千条专线，对这张网络的稳定性、可用性、安全性提出了挑战。”千寻位置CEO陈金培说。

踏入“无人区”，千寻位置第一次把天上的卫星建立在云计算和大规模数据基础上，组建一支又懂互联网，又懂地球科学、空间科学、气象科学等技术的百人算法团队，从地基增强站的接收机、“潜龙”时空服务器、地基增强系统的软件算法，全部自研，来满足高并发、高可靠、高可用、快速迭代等要求。

△潜龙时空服务器

为保证服务的全天候运行，千寻位置通过7x24小时全链路动态运维监控体系，实时监控到基站的健康运行状况，发生故障时，不仅依托跨省专线双备份、遍布全国专线及省级双汇聚双路由，保障客户的正常使用和应用，还可以通过覆盖全国的基站在故障区域内经过算法优化，来支撑定位数据的持续准确播发及服务的连续性。

目前，“全国一张网”系统分布在全国的基站实时接收北斗、GPS、GLONASS、Galileo、QZSS五大星座卫星信号，通过专网传至国家北斗数据处理中心，由部署数据中心的千寻位置云平台解算实时播发差分数据。系统全部使用国产设备，核心技术、算法全部自主可控，链路可靠性高达99.99%，基站单站可用性高达99.9%，平均无故障时间30万小时。

不满足于此，2018年，千寻位置发布“星地一体”高精度时空服务“天音计划”，构建中国第一个具备自主知识产权、高标准高可用的星基增强服务，进一步增强服务的性能和覆盖范围。“星地一体”采用地球同步轨道卫星和互联网双路播发，即便在通信网络覆盖不佳的地方，譬如在沙漠、海洋、高空等区域，继续提供7×24小时时空智能服务。目前“星地一体”的可用性达到99.99%，连续性达到99.99%，完好性指标达到10^-⁷/小时。

2021年6月，千寻位置及众多合作伙伴打造的多款支持“星地一体”厘米级时空服务的终端产品将陆续上市，覆盖地理信息、电力巡检、精准农业等领域的应用。

“人类对于时间与空间位置的需求，正逐渐从粗略走向精准、从事后走向实时、从静态走向动态、从区域走向全球。”中国工程院院士、武汉大学教授刘经南表示，在这场智能化浪潮中，时空基础设施的建设变得愈发重要，卫星导航系统面临着新一轮的挑战和变革，中国有望打造起“高、中、低轨卫星与地基增强系统相结合”的理想的时域和空域连续无缝的立体化时空基准服务系统。

产业链重塑

时空智能产业的发展，除了技术本身的成熟，更需要产业链各环节同步实现配套发展，才能推动应用的大规模落地，为最终用户提供无缝化的高精度时空服务。

千寻位置已建成从播发平台、到智能终端、到高精度地图的时空智能全链路能力，构筑云端一体化的芯片、模组、板卡、传感器、智能终端、算法、数据、运营的时空智能完整产业链，并与新一代5G通信、人工智能、云计算等新技术深度融合，为手机、汽车、无人机、摄像头、共享单车等各类终端提供了全新的时空智能服务，承载超过8亿用户和百亿级的访问量，构建起时空智能新模式、新业态、新经济。

——播发平台。千寻位置建立了卫星与互联网双路播发平台，通过卫星、互联网两种方式，将高精度定位服务提供给全球用户，实现高覆盖、高可用，日处理位置数据30亿条。

——智能终端。千寻位置与生态合作伙伴一起，创造一系列用于接收时空智能服务的硬件终端，如智能汽车、手机等设备，将时空智能服务共享给亿万用户。

——高精度地图。千寻位置还积累了为客户提供高效制作高精度地图的工具和解决方案，高精度地图校准里程数超过1200万公里。通过高精度定位+高精度地图的组合服务，来让智能终端得以在时空智能服务指引下精准运行。

得益于这样的全链路能力，千寻位置构建起“云端一体”的协同优势。

云端一体的特性之一，是引入飞天云平台的分布式云计算架构，可以在动辄上万的终端并发服务压力下，支持海量终端同时接入使用服务。基于云计算，一方面可以根据用户需求，自动增加服务器数量，做到计算资源的快速扩容；另一方面，采用分布式架构、流式处理，能够将短时间超大流量的访问请求分发到不同服务器处理，防止单个服务器负载过大。

云端一体的特性之二，就是可根据服务和数据定义终端，让终端具备实时环境感知能力，降低终端要求和设备成本。高精度定位结果如果在终端上解算，会提高相关成本。围绕AIOT的特点，千寻位置自定义定位服务交互协议，包括开放时空服务协议OSS（Open Spatial Service）、增强型SUPL协议等，将服务端、终端的算力、算法和数据协同起来，配合完成业务计算，更具双向交互能力，从而降低设备成本，实现大规模推广。

例如，在智能手机领域，千寻位置和芯片厂商、终端厂商、应用提供商等全产业链上下游通力协作，历经19个月，在业内率先打通了从高精度定位能力、到手机终端、到移动应用的全链路技术，同时优化定位服务算法、完善播发能力，在全球范围内首次实现手机亚米级高精度定位。

在智能驾驶领域，千寻位置已建成“能力、产品、生态”三位一体的汽车高精度定位工业化体系，为高精度定位量产上车提供了一本“作业指导书”。该体系可以为汽车行业提供全新的“三大件”——专有的服务、智能的算法和集成的硬件，提供涵盖卫星信号接收天线、卫星定位芯片、通讯网络的一套硬件解决方案，与高通、ST、移远等芯片厂商、知名Tier 1（汽车一级供应商）等紧密合作，提高行业用户从器件选型、系统集成到测试验证的集成效率。

△搭载千寻位置FindAUTO的高合汽车HiPhi X

在测绘地理信息领域，千寻位置引领行业从模组、芯片到终端逐步实现兼容多系统、多频段的跨越式升级。2020年，千寻知寸（FindCM）厘米级高精度定位服务升级，新增北斗三号卫星系统、欧盟伽利略卫星系统等新频段，率先实现“5星16频”，发布千寻星矩SR6等云端一体化智能测绘终端系列产品，显著提升树荫、楼宇遮挡等复杂场景下的定位体验，并兼顾多场景模型，大大提升作业效率和精准结果。

“我们不仅会提供卫星导航精准的能力，也提供终端硬件，从模组开始到终端的能力，我们也会提供特定场景下的地图能力。我们把这三方面能力集成起来，时空智能的应用场景就会被极大地拓展。不仅仅是今天耳熟能详的产品，除了消费场景外，会更多进入工业场景、产业场景里面去。”陈金培表示。

目前，一批AIoT时空智能新物种诞生，包括实现车道级导航的智能手机、在高速公路自动驾驶的智能汽车、能自主飞行进行电网巡检或农药喷洒的无人机、实现定点停车的共享单车、能与红绿灯“对话”的自动驾驶公交车、贴上精准时空标签的智慧锥桶、智能三角牌、摄像头等道路基础设施、能听诊危房、桥梁、矿山的形变监测设备等。时空智能为机器提供时空信息的决策依据，帮助它们对周围环境进行感知。

定义服务标准

通过6年时间的攻坚，时空智能已经成为当下社会数字化发展不可或缺的一环，服务于各类机器和广泛场景。因此，确保时空智能服务的可靠性变得尤为重要。

为了让用户在使用无人驾驶汽车、无人机等智能设备的时候，用得更安全、更放心，千寻位置率先定义时空智能服务标准，提出五维产品标准，从精准性的基础上，再提出可靠性、安全性、效率、质量四个维度来定义产品标准，从而提供更好的服务。

△千寻位置首创汽车高精度定位工业化体系

例如，在产品可靠性方面，千寻位置突破性将航空领域的完好性指标引入时空智能领域。经过数年努力，实现从卫星地基增强站到用户接收端的全链路完好性，完成500多项技术指标的攻坚。目前，千寻位置的完好性风险低至10^-7/小时的可信定位结果，相当于1000年才能发生一次风险。

“判断厘米级精度人类都难做到，但机器需要判断接收到的导航信息是否可信，是否可用，是否安全。这就需要借助完好性。”千寻位置首席科学家冯绍军说。

在千寻位置的推动下，国际海事无线电技术委员会（RTCM）专门成立“高精度应用完好性”特别委员会，研究完好性技术在高精准位置服务和定位终端里应用的国际标准，保障时空智能服务和应用的安全性。

在产品安全性方面，千寻位置拥有IEC61508、ISO26262两项功能安全认证，成为国际上唯一同时通过这两项认证、符合工业及汽车领域国际功能安全标准的高精度定位服务提供商。所谓功能安全，是指在设计每一个系统、系统的每一个功能时，考虑其存在失效的过程。即如果不能正常工作，后果如何，风险如何。如果真的失效，则转换至一种安全的模式，避免任何事故发生。

在质量水平方面，千寻位置通过Automotive SPICE（简称“ASPICE”）能力3级认证，基于时空智能打造车规级产品的软件开发实力得到证明，能满足主流汽车厂商以及一级供应商的高标准软件开发需求。千寻位置同时还在进行全球最大规模高精度定位路测，覆盖全国主要城市快速路及高速公路，验证高精度定位服务在不同纬度、不同海拔、不同路况、不同天气等多场景的稳定性，不断提升产品质量。

成立6年来，千寻位置构建了日益健壮的技术体系，循环发展，建立起一套对内实践、对外赋能的时空智能操作系统，构建多元融合的产业链生态。华为、荣耀、小米、大疆、哈啰出行、上汽、一汽、广汽、小鹏、蔚来、华人运通、高德地图、南方电网，国家电网等知名企业都已用上时空智能。