伽利略停擺之時,千尋位置如何實現它的“復活”?
歐洲伽利略全球衛星導航系統“停擺”長達一周,而一家中國科技公司用了48小時就“幫助”伽利略系統“恢復”廣播星歷,從而讓有需要的用戶正常使用伽利略衛星導航,這背后體現的是利用互聯網播發的北斗精準時空服務的技術實力。
7月18日19時,全球領先的精準時空服務提供商千尋位置宣布,全面提供“伽利略方舟”,即伽利略衛星導航系統星歷服務。
此前,歐洲全球衛星導航系統——伽利略(Galileo)已經經歷近一周時間的“斷網”,因為無法更新星歷服務,用戶無法使用伽利略系統進行定位。
由于這次技術故障具體表現為伽利略系統廣播星歷不更新,而千尋位置此前擁有遍布在全球的北斗地基增強站,可以實時獲取伽利略觀測數據,所以千尋位置的22名員工自主發起了一項計劃,希望"復活"伽利略。千尋位置的技術專家們通過自主研發的算法,穩定輸出實時高精度的伽利略衛星系統精密軌道和鐘差,再通過星歷擬合算法,最終生成標準格式的廣播星歷,使得各類GNSS接收機設備使用千尋服務時不受影響。
千尋位置,究竟是怎么做到的?
用互聯網播發的星歷數據
星歷,是指衛星位置和時間的信息。為了防止衛星軌道誤差和時間誤差,所有的導航系統都需要每間隔一定時間廣播一次星歷。
衛星星歷更新目前有兩種方式。一種是通過衛星廣播播發,衛星導航系統通過地面監測計算出星歷,然后通過衛星電波向終端播發。第二種是精密星歷,為改善和提高地面定位精度,許多國家和研究機構都在研制這項技術精密星歷。
千尋位置的“伽利略方舟”行動就是在第二種方式的基礎上進行了創新。
千尋位置通過在地面接收到的伽利略衛星觀測原始數據,反推出衛星星歷,然后通過互聯網的方式播發給所有用戶。用戶照常接收伽利略衛星導航信號的測距信息,再上網接入千尋位置的星歷,就可以完成整個定位過程。
千尋位置星歷數據鏈路圖
遍布全球的地基增強站
生成星歷的前提,是有一定規模的數據,并且需要的是,在全球均勻分布的框架基準站收到的實時原始觀測數據。盡管發生故障后,收到的原始數據有偏差,但有了數據,就可以進行實時后處理計算,從而得出星歷。
千尋位置此前已經在中國境內建設并運營了超過2400個地基增強站,形成了北斗地基增強系統“全國一張網”,并且在全球范圍內也設有一定規模的框架基準站。
千尋位置的主業是做高精度定位,因此需要大量地基增強站來做技術支持,這些地基增強站的一個最基本的功能,就是接收全球四大衛星導航系統的原始定位觀測數據,因此它不僅可以接收中國的北斗定位數據,也同時可以接收美國的GPS、歐洲的伽利略、俄羅斯的格洛納斯等衛星導航系統的定位數據。
積累了海量、優質的伽利略系統衛星觀測數據后,才能進入算法層面的工作。
靈活的算法架構
有這個能力,不代表就可以快速完成作業。從站隊集結到“方舟”上線,48小時就完成作業,這次“大演練”是千尋位置技術實力的最好展示,同時也證明千尋位置采用互聯網研發模式的優勢。
由阿里巴巴集團和中國兵器工業集團共同發起成立的千尋位置,延續了互聯網基因,在傳統的衛星導航領域走了一條別人都沒走過的路。千尋位置沉淀了大量算法,采用云計算架構模式,面向分布式架構設計,以及靈活的算法框架,這樣的算法庫組建形式有利于快速組裝,以適應不同產品的需求。
正是有這樣靈活的算法架構,在這次行動中,技術專家針對“伽利略方舟”服務進行快速適配。基于上述海量伽利略觀測數據,千尋位置穩定輸出實時高精度的伽利略衛星系統精密軌道和鐘差,再通過星歷擬合算法,最終生成標準格式的廣播星歷。
互聯網播發模式
生成星歷后,千尋位置立即在官網上線了相關官方頁面,使用伽利略導航的用戶,只需在網站控制臺按操作步驟調整配置,即可恢復伽利略服務。
這也開創了通過互聯打通衛星導航到用戶定位鏈路的先河。
這實際上也是千尋位置積累的成果。目前,在全世界范圍內,可以提供厘米級定位能力,同時通過互聯網大規模提供服務的,千尋位置是第一家。
以前的定位服務,都通過衛星信號來播發。千尋位置第一次大規模用互聯網來提供這個服務。使用互聯網服務的好處是,一是可以通過云計算平臺處理大規模高并發的服務請求,二是未來不光是手機,汽車、無人機、街頭的自行車,各種各樣的物聯網設備都會聯網,上億臺的終端都會發出請求,聯網不僅能滿足定位需求,也會產生更加豐富和創新的應用,千尋位置希望把高精度定位打造成像水電煤一樣的公共服務,成為新時代的時空基礎設施。
采用互聯網模式播發伽利略星歷服務,一方面可以更好地縮小星歷播發的延時帶來的定位誤差,一方面也可以讓用戶獲得隨需可用,用完即走的用戶體驗。
在“方舟計劃”圓滿完成后,千尋位置CEO陳金培表示, “我們做技術,不是為了炫技;我們希望以技術之力給世界帶來一些光,為人類多貢獻一份力量!感謝千尋的技術俠客們!我期待,也相信,千尋俠客會為人類輸送更多正能量!”
據悉,千尋位置將把“方舟計劃”從一項自發行為變成專項任務,分別針對北斗、GPS和GLONASS系統提供互聯網廣播星歷服務,陸續發布“方舟”系列服務。屆時,“方舟”系列服務將為所有時空服務用戶提供了一份“避難方案”。
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