編者的話：“科技自立自強是國家強盛之基、安全之要。”2020 年 7 月 31 日，北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)，意味著時空信息重大基礎設施已經(jīng)完全掌握在自己的手里。兩年過去，北斗系統(tǒng)的應用構建了一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，同樣，唯有自主創(chuàng)新，才能把科技命脈掌握在自己的手中。
日前，千尋位置“六脈神劍”六大底層技術系列浮出水面，今天我們聚焦千尋位置如何創(chuàng)新性地將完好性概念引入自動駕駛領域，實現(xiàn)完好性風險低至10-7/小時的可信定位結果，相當于1000多年才能發(fā)生一次風險。
目前，千尋位置是國內(nèi)唯一提供從衛(wèi)星定位增強服務到用戶接收端的全鏈路完好性服務的企業(yè)，具備完好性的時空智能服務會很快覆蓋到國際高端車型。
(正文)手機導航出錯時，老司機們可以隨機應變，避免開錯路。但是，當衛(wèi)星導航定位數(shù)據(jù)出錯時，智能汽車能像人類一樣及時發(fā)現(xiàn)并自主判斷，避免事故發(fā)生嗎?
為了讓智能汽車擁有像人類一樣自主判斷的能力，千尋位置率先提出完好性方案，實現(xiàn)完好性風險低至10-7/小時的可信定位結果，具備完好性的時空智能服務會很快覆蓋到國際高端車型。
率先將完好性引入自動駕駛領域
完好性概念最初在航空領域提出，指當導航的定位誤差超出系統(tǒng)事先設定的門限時，系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)并通知用戶的能力。簡單來說，完好性就是判斷導航系統(tǒng)給出來的信息，它的正確性是否可靠，并及時地給出警告，讓用戶避免使用這個錯誤的信息。
創(chuàng)新就是摸著石頭過河，想知道河對岸到底有什么，需要不斷地嘗試和探索。2017年，千尋位置創(chuàng)新性地將其引入自動駕駛領域。當接到高端車企客戶的完好性技術需求時，這項技術最終會走向何處，當時無人知曉。
“無人駕駛汽車的完好性是什么樣的，無論是實現(xiàn)形式還是技術指標，當時都是空白的。我們與客戶共創(chuàng)需求，不斷研究，針對各項技術難點持續(xù)攻堅，逐漸才有了可行的方案和可交付的系統(tǒng)。”千尋位置首席科學家馮紹軍說。
完好性風險低至10-7/小時，看上去是一個簡單的數(shù)字，實現(xiàn)完好性卻是一項復雜的系統(tǒng)工程，并不是依靠普通設備、單項技術或算法可以實現(xiàn)的。至今，千尋位置攻克了500多項技術指標，成為國內(nèi)唯一提供從衛(wèi)星定位增強服務到用戶接收端的全鏈路完好性服務的企業(yè)。
歷時五年磨練，千尋位置實現(xiàn)全鏈路完好性
在完好性的實踐過程中，更多解決的是復雜系統(tǒng)工程的問題。如何規(guī)避增強站設備數(shù)據(jù)異常的問題，如何解決電離層活躍的問題?在終端應用中，如何面對城市的復雜環(huán)境?這樣的問題非常得多。
千尋位置實現(xiàn)了從增強站、數(shù)據(jù)平臺、算法、播發(fā)、到用戶接收端的全鏈路完好性。在增強站層面，為了抵御無線電干擾的各種擾動，防止異常的觀測數(shù)據(jù)進入服務系統(tǒng)和完好性監(jiān)測系統(tǒng)，在市場上沒有滿足要求的基站設備的情況下，千尋位置啟動“潛龍服務器”項目，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的基站設備和基站監(jiān)測系統(tǒng)。
在提供厘米級定位的同時，千尋位置提供定位數(shù)據(jù)對應的完好性信息，對定位數(shù)據(jù)的準確性進行評估。在系統(tǒng)設計層面，千尋位置研發(fā)了面向完好性的參考站和監(jiān)測站網(wǎng)型設計方法和算法，構建了安全、可信、實時的數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)、云計算平臺和互聯(lián)網(wǎng)/衛(wèi)星異構播發(fā)系統(tǒng)，同時研究了自主可控的密鑰體制，為了確保數(shù)據(jù)和信息的安全可信。
在算法層面，分別針對衛(wèi)星軌道和鐘差、衛(wèi)星相位偏差、廣域電離層、區(qū)域電離層和區(qū)域對流層等導航位置服務數(shù)據(jù)進行完好性監(jiān)測，將完好性信息通過播發(fā)系統(tǒng)傳遞給用戶的過程中，保證信號傳輸過程中的完好性。
在用戶接收端，針對智能駕駛汽車面對的城市復雜環(huán)境，從2017年起，千尋位置著力研究智能汽車廣泛應用的衛(wèi)星-慣性導航組合定位系統(tǒng)GNSS/INS的完好性算法核心技術，采用GNSS/INS緊組合算法融合衛(wèi)星導航、低成本MEMS慣性導航、里程計等車載平臺的多源測量信息，實現(xiàn)從GNSS接收機輸出的原始觀測值域以及導航位置域的多維度、冗余、高可靠完好性監(jiān)測。
同時，千尋位置還能提供在隧道、高架等弱衛(wèi)星導航信號以及干擾、欺騙等復雜電磁環(huán)境下的完好性，并且可以根據(jù)客戶和場景需求，根據(jù)自動駕駛的不同安全等級做進一步的定制化優(yōu)化。
如何驗證千年一遇的風險也是業(yè)內(nèi)難題。對此，千尋位置提出了解決方案，在具有扎實理論依據(jù)的基礎上輸出了相關驗證方法，并在與德國車企的完好性合作項目中進行測試驗證，完好性風險指標得到了他們的極大認同，測試報告也通過了驗收。
在為自動駕駛汽車提供安全保障的過程中，除了技術指標的實現(xiàn)，在產(chǎn)品認證方面，千尋位置目前不僅有全球第一個通過功能安全認定的高精度定位服務，還有中國唯一通過安全認證的高精度終端。在質量水平方面，獲得了中國唯一的“服務端+車端”軟件車規(guī)級認證。
千尋位置擁有IEC61508、ISO26262及ASPICE能力3級認證
從航空到自動駕駛，完好性讓無人駕駛汽車有了自主判斷的能力。在未來，無人機可以依靠完好性避免低空事故，高速公路可以根據(jù)具有完好性服務的導航信息來精準收費……完好性可以為更多服務的可信度進行判斷，成為未來數(shù)字無人世界的標配。
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