北斗三號基本系統(tǒng)完成建設，于今日開始提供全球服務。標志著北斗系統(tǒng)服務范圍由區(qū)域擴展為全球，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時代。自動駕駛將迎來更精準定位。

在12月27日下午舉行的新聞發(fā)布會上，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其宣布：

北斗三號基本系統(tǒng)完成建設，于今日開始提供全球服務。標志著北斗系統(tǒng)服務范圍由區(qū)域擴展為全球，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時代。

北斗系統(tǒng)是中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可在全球范圍，全天候、全天時，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。

北斗與自動駕駛

毫無疑問，導航系統(tǒng)是自動駕駛產(chǎn)業(yè)的剛需。自動駕駛車輛需要根據(jù)道路狀況進行快速響應，以持續(xù)、穩(wěn)定地獲取高精度的車輛位置定位信息。

目前在國內(nèi)用的最多的是美國GPS、中國北斗、俄羅斯GLONASS三套衛(wèi)星導航系統(tǒng)。他們可以被統(tǒng)稱為GNSS是Global Navigation Satellite System）全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

GNSS增強型系統(tǒng)分為兩種類型，一類是利用地球靜止或同步衛(wèi)星建立的星基增強系統(tǒng)（SBAS）；例如美國的廣域增強系統(tǒng)。另一類是路基增強系統(tǒng)（GBAS），例如美國的還是差分GPS（MDGPS）和局域增強系統(tǒng)（LAAS）以及壓的路及區(qū)域增強系統(tǒng)（GRAS）等。根據(jù)美國國會下屬的美中經(jīng)濟與安全審查委員會2017年的報告，目前GPS的定位精度為2．2米，不過假設輔以增強系統(tǒng)，精度將能夠提高到厘米級別。

自動駕駛對導航定位的要求普遍是 5 厘米至 20 厘米的高精度。定位精度越高，自動駕駛的可靠性就越高。依賴導航定位并不能保證車輛在所有場景下的行駛，往往需要其他傳感器的配合。一些常用的位置傳感器，如IMU（陀螺儀、加速計、磁力計）、RTK等。目前選擇比較多的一個是Novatel的組合導航系統(tǒng)，一個是北斗的組合產(chǎn)品。應用北斗的開發(fā)板和單獨IMU組合。通常使用RTK基站的情況下其定位精度是厘米級，IMU可以保證在定位信號斷開10s的情況下位置偏差在米級。

在國內(nèi)，由于北斗的衛(wèi)星數(shù)比較多，所以能夠非常容易地接收到北斗信號，這樣三套系統(tǒng)的運行非常好地解決了定位問題。據(jù)了解，正在運行的北斗二號系統(tǒng)，定位精度優(yōu)于10 米，測速精度優(yōu)于 0．2 米／秒，授時精度優(yōu)于 50 納秒，可以為用戶提供與美國 GPS 性能相當?shù)母哔|(zhì)量導航定位服務。

褒貶不一的北斗導航系統(tǒng)

不過導航不過看定位精度，還有一個要求是穩(wěn)定性，即導航系統(tǒng)“能否在極高的概率下，一直保持所需的高精度”。泰伯網(wǎng)曾報道稱，有企業(yè)商認為北斗與 GPS 相比在精度方面的優(yōu)勢并不明顯。而且，在隧道或者城市樓宇等障礙物較多的環(huán)境下，北斗導航容易出現(xiàn)較為嚴重的漂移現(xiàn)象，穩(wěn)定性還有待提高。穩(wěn)定性不高，對自動駕駛安全是很大的挑戰(zhàn)。

不過也有人持否定的態(tài)度。他們認為，經(jīng)過校準和增強服務以后，北斗和 GPS 都可以實現(xiàn)厘米級的高精度，在技術(shù)上完全可以滿足自動駕駛的精度需求。在隧道、城市樓宇等特殊場景下出現(xiàn)的位置漂移，技術(shù)上稱多路徑效應，是衛(wèi)星信號出現(xiàn)失真的重要原因之一。事實上，多路徑效應是衛(wèi)星導航的天生缺陷，任何衛(wèi)星導航系統(tǒng)都難以解決。對于這種特殊場景，目前普遍采用的解決方案是加入慣性導航。

定位方案的不同，往往無人車的定位精度。目前，對全自動駕駛研究中，最熱的方案可能是融合了GNSS、INS、LiDAR、HD Map的定位方案。在無人車定位中，GNSS 作為一個必不可少的可以提供全局參考的信息來源。單獨的GNSS可以應用在一些空曠條件下的自動駕駛，比如很多農(nóng)用機械，可以基于GNSS完成定位。在常規(guī)建筑物不太密集的環(huán)境下，定位精度可達到厘米級別，但是在一些高大建筑物有信號遮擋的地方，誤差較大。

在導航領(lǐng)域，GNSS跟慣導必然是共同存在，分不開的，二者融合融合能很好地解決了隧道、高樓、橋底或者樹林等遮擋環(huán)境下的高精度持續(xù)性輸出，這也是為在城市使用自動駕駛衛(wèi)星定位時提供的非常重要的兩個輔助。將融合了GNSS＋INS融合，解決了遮擋環(huán)境下的定位，如何做到穩(wěn)定可靠的高輸出還需要往往還需要進一步研究。GNSS需要解決既要解決在高動態(tài)下的定位穩(wěn)定輸出，讓高速行駛成為可能，還要解決高頻率定位輸出的穩(wěn)定性，解決高速過彎情況下可能出現(xiàn)的偏移。

目前應用的高精度地圖可以把典型數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)以及高精度的pos數(shù)據(jù)緊密融合在一起，通過后期的加工，形成了基本的高精度路網(wǎng)信息，為無人駕駛汽車提供了基礎的地圖導航服務。當無人駕駛汽車擁有高精度的位置信息之后，就可以跟高精地圖進行匹配，從而形成了良好的導航功能，能為車上的傳感器進行時間同步或者導航提供了最基礎的時空信息。

北斗導航的優(yōu)勢及應用現(xiàn)狀

相比GPS，我國的北斗導航第一個優(yōu)勢就是安全。GPS起始于1958年美國軍方的一個項目，地理信息如此重要的信息，如果被國外壟斷，遇到戰(zhàn)爭會帶來毀滅性打擊。北斗系統(tǒng)針對中國及其周邊地區(qū)是特別加強過，在國內(nèi)衛(wèi)星的幾何條件比較好。而且，北斗三號應用后，系統(tǒng)定位精度由水平25m、高程30m，提高至目前水平10m、高程10m，測速精度由每秒0．4米，提高至0．2m，受時精度優(yōu)于20ns，目前在中國及周邊地區(qū)，北斗系統(tǒng)服務性能與GPS相當。

北斗地基增強系統(tǒng)可以帶來米級、分米級、厘米級和后處理毫米級的高精度服務，主要應用在車道級導航、精準農(nóng)業(yè)、建筑物監(jiān)測、工程施工等方面。比如共享單車的智能鎖中就嵌入了北斗高精度技術(shù)，可以為共享單車帶來更好的定位精度，尤其在復雜場景，可以將綜合定位精度從五十到一百米提升到三米左右，極大地提高了用戶體驗，為單車的精細化管理提供了有力支撐。

在農(nóng)用機械方面，司南北斗農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)可以利用北斗衛(wèi)星的定位信號來設計車輛的行駛軌跡，在車輛作業(yè)過程中綜合車輛的位置信息、姿態(tài)信息、航向角信息、傳感器信息，通過控制液壓系統(tǒng)，達到實現(xiàn)控制拖拉機的轉(zhuǎn)向按照設計路徑行駛的目的。

國內(nèi)千尋位置就是來源是基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的基礎定位服務公司，千尋位置的掛牌成立，標志著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用已邁出重要步伐。千尋位置與高德地圖達成戰(zhàn)略合作，雙方將共同為客戶提供“高精度地圖＋高精度定位”的綜合服務。

為自動駕駛從HAD地圖采集到車輛方案集成提供MEMS組合導航產(chǎn)品方案的北斗星通，也是我國導航定位產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍者。目前形成衛(wèi)星導航、慣性導航、遙感測量3大業(yè)務板塊；具備NovAtel、Sensonor、Inertial Labs，北斗遙光、北斗天權(quán)，北斗開陽6條成熟產(chǎn)品線。

騰訊投資的電子地圖提供商四維圖新，早在近十年前，公司就開始在海外進行布局，在美國硅谷、荷蘭阿姆斯特丹等地都設有辦公室。四維圖新也表示希望在2020年前量產(chǎn)使用北斗導航系統(tǒng)的汽車電子導航芯片。

造車新勢力小鵬汽車宣布與北斗導航領(lǐng)域龍頭企業(yè)海格通信達成戰(zhàn)略合作，開發(fā)首套中國北斗智能駕駛汽車導航系統(tǒng)，預計將達到“20厘米車道級”。借助北斗高精度導航和定位，能夠?qū)崿F(xiàn)20厘米以內(nèi)的車道口精準顯示，這將會加速小鵬汽車的智能駕駛向更高層級進化。

北斗導航全球覆蓋對自動駕駛的定位精度會有很大的提高，有助于自動駕駛的發(fā)展。汽車收取的衛(wèi)星定位信息越多，定位就越精準。另一方面，出于國家安全考慮，發(fā)展北斗導航系統(tǒng)也很有必要。