北斗终端与室内外定位方案

项目实施方案项目名称：北斗多模行业手持终端与室内外无缝定位服务平台研制与产业化项目申报单位（制造商）：北京东方联星科技有限公司（用户）：易程科技股份有限公司项目联系人：柳进宇联系电话：传真：电子邮箱：二○一三年二月一日项目基本情况表目录一、项目研制背景 (9)（一）国内外发展现状 (15)（1）行业对位置服务通信调度需求现状 (15)（2）卫星导航国外产业现状 (16)（2）卫星导航国内产业现状 (20)（3）室内外无缝覆盖定位技术发展现状 (22)（二）项目研制意义 (25)二、项目研制内容 (28)（一）主要研制和示范应用 (28)（1）项目研制目标 (28)（2）项目研制内容 (29)（3）项目应用示范内容 (33)（二）主要性能指标及先进性 (35)（1）主要性能指标 (35)（2）先进性 (41)三、项目研制方案 (44)（一）技术方案 (44)（1）北斗多模卫星导航芯片OTrack-32A技术方案 (44)（2）项目终端技术方案 (49)（3）室内外无缝定位系统技术方案 (61)（4）多媒体协同通信调度系统技术方案.....................69（二）关键技术及解决途径 (78)（三）项目研制基础 (86)（1）研制方北京东方联星科技有限公司介绍 (86)（2）应用方易程科技股份有限公司 (95)（3）项目研制相关基础 (104)（4）项目应用相关基础 (121)（四）研制进度及实施周期 (130)四、项目投资测算 (132)（一）编制依据 (132)（二）投资规模汇总分析表 (132)（三）资金来源及使用范围 (135)（四）年度投资计划 (136)五、项目组织实施方案 (139)（一）合作模式 (115)（二）项目分工 (144)（1）北京东方联星科技有限公司 (144)（2）易程科技股份有限公司 (145)（三）项目研制组织实施方案 (146)（四）项目应用组织实施方案 (153)（五）项目实施策略 (160)（六）项目保障措施 (161)（七）项目风险及对策 (163)（1）政策风险及其对策 (163)（2）技术风险及其对策 (164)（3）市场风险及其对策 (166)（4）知识产权风险及其对策 (167)（5）资金风险及其对策 (168)（6）合作风险及其对策 (169)六、项目推广应用的经济和社会效益 (170)（一）经济效益 (170)（二）社会效益 (172)七、有关附件 (174)项目实施方案一、项目研制背景卫星导航应用产业已成为当今国际公认的八大无线产业之一。

随着技术的进步和应用需求的增加，卫星导航以全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域，使卫星导航成为继蜂窝移动通信和互联网之后的全球第三个IT经济新增长点。

北斗卫星是中国的全球卫星导航系统（简称GNSS）。

全球卫星导航系统的关键作用是提供时间/空间基准和所有与位置相关的实时动态信息，业已成为国家重大的空间和信息化基础设施，也成为体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。

2012年12月27日，我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统启动区域性正式服务，由16颗导航卫星组成的北斗系统将服务包括我国及周边地区在内的亚太大部分地区。

2013年，我国北斗卫星导航产业迈入正式应用的元年，既是机遇也是挑战，面对国际和国内、系统和产业的双重压力，如何形成真正有特色的、具有市场需求的北斗卫星导航应用，是亟待解决的问题。

北斗卫星导航与无线通信的结合，是当今以及未来信息技术发展的必然趋势。

随着北斗卫星导航系统“三步走”部署的实施，基于北斗卫星导航与无线通信的融合服务作为最具活力的北斗卫星导航应用的领域之一，目前在终端设备研制尤其在产业化推进方面，主要存在以下有待突破的问题：⏹用户数量与价格的问题。

北斗终端用户数量的制约，形成了北斗芯片及终端价格与用户数量之间的产业僵持局面；⏹终端的产品形态问题。

现有的无线通信终端产品多为国外无线通信制式如GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000等，已经形成与GPS的融合服务大规模应用的方案，北斗应用面临市场进入的高门槛。

⏹室内定位问题。

无法有效解决终端在室内定位问题，无法实现室外/室内无缝覆盖定位衔接，使位置服务局限在室外卫星导航信号覆盖区域，影响了终端位置服务使用范围及效果。

⏹用户体验的问题。

导航终端功能单一，基于位置服务内容单调，用户体验度差、粘合度低。

⏹产业推进模式的问题。

北斗卫星导航产业目前局限于专用、部分行业类用户，产业规模广度和深度都呈现乏力态势，在产业推进模式上还有待寻找新的入口。

针对上述北斗产业化瓶颈，本项目研制单位北京东方联星科技有限公司和应用单位易程科技股份有限公司，在我国加速工业和信息化融合、实现行业信息化背景下，将结合行业对位置服务、多媒体通信、集群调度等手持终端广大市场需求，与无线通信技术相融合，有效解决终端室内外无缝定位，使北斗卫星导航应用扩展到行业信息化的新领域，开展“北斗多模行业手持终端与室内外无缝定位服务平台研制与产业化”工作，本项目将形成以下方面重要突破：北斗终端实现技术的突破。

现有终端BD/GPS导航定位功能主要通过模块方案来实现，模块主要由射频芯片和SoC芯片构成，SoC芯片中封装了基带处理器、DSP处理器、电源管理和存储器等功能，增加了芯片内核尺寸（Die Size），需要付出高昂的IP核知识产权使用费，提高芯片的封装测试费用，这是当前BD/GPS导航模块成本居高不下的主要原因，也导致模块体积和功耗大，无法实现手持式终端小型化设计。

本项目研制方东方联星通过技术创新手段，改变现有的高集成度的SOC北斗双模芯片方案，开发基于Host-Base架构的北斗多模卫星导航芯片解决方案，芯片将采用国内导航芯片领先水平的的65纳米工艺，大幅度降低方案成本，简化硬件资源，将低成本的北斗多模卫星导航基带芯片与终端AP应用处理器相结合，导航芯片负责基带信号跟踪捕获处理，而定位解算以及相关的辅助处理均输出到终端AP应用处理器中进行，即Host-Base依靠主机的方式来完成,使北斗多模卫星导航方案的成本能够与GPS系统不相上下，使北斗手持式终端小型化成为现实，将有力提升北斗多模终端市场竞争力，为下一步北斗大规模应用创造有利条件。

室内外无缝定位实现技术的突破。

考虑到行业手持终端在室内定位等方面应用问题，本项目将采取WiFi室内定位与自主创新的北斗信号发射装置BDID（BeiDou Identification）技术相结合方式,实现室外/室内连续无缝定位。

目前作为无线局域网有效手段WiFi在室内应用已经非常普及，本项目把既有WiFi作为室内定位的主要技术手段，将减少室内定位网络建设开支，为了提高WiFi室内定位效果及实用性，本项目将开展WiFi导航电文、室内传播模型及精确定位算法研究及应用。

另外，在某些WiFi没有覆盖室内区域或者行业手持终端所应用的重点作业区域，将把成本更低、定位时间更快的BDID作为有效的补充手段。

BDID装置采用简易伪卫星原理，在室内发射北斗卫星信号，使现有北斗导航设备在不改变任何硬件的前提下，进入室内后接收BDID信号，继续定位。

BDID产品的尺寸小：与一张名片大小相仿；功耗低：小于10mw；定位时间快：小于100ms；定位精度高：水平5米、高程2米；成本低：不超过100元。

很容易嵌入相应的信号发送地点，并且只需接通电源即可工作，无需时间同步，安装简单，便于大规模布控和应用，可以作为解决北斗卫星导航室内覆盖的有效补充手段。

北斗卫星导航应用形式的突破。

本项目应用方易程科技股份有限公司在铁道部-清华大学部校合作框架下成立，该公司作为中国领先的交通智能客服系统和服务提供商，全力支持交通行业软硬件产品和物联网应用产品的研发、生产和系统集成项目的实施工作，推动中国交通信息化建设和产业化事业。

易程股份已完成了京沪、京津、武广、郑西等25条客运专线、近300个车站的客运服务系统建设。

通过产、学、研、用合作研发，突破关键核心技术，研制具备自主知识产权、具有大规模产业化推广价值的产品。

持续不断地为行业提供成熟的技术与装备，提升我国客运服务系统竞争力，形成一个满足中国铁路发展需求的重大技术装备产业链。

本项目所开发北斗多模行业手持终端及室内外无缝定位服务平台，将形成一个集位置服务、语音集群、综合视频指挥、数据信息交互为一体的无线指挥调度系统，实现铁路车站全局的统一调度和统一指挥,最终提升铁路车站运营的决策分析能力，信息汇总能力，快速反应能力，协同工作能力和现场控制能力。

通过应用方易程股份现有市场渠道，本项目可以快速在铁路领域形成规模应用，同时可以向机场、地铁、港口、高速公路等交通领域以及公安、城管、电力、油田等行业推广，提高行业信息化管理水平。

本项目研制的室内外无缝定位解决方案，不仅能满足行业终端使用需求，同时也可以做为旅服平台有效补充，借助智能手机WiFi功能，为广大旅客提供进出站、登乘指引，商品导购和在途信息交流等服务。

（一）国内外发展现状（1）行业对位置服务通信调度需求现状现代化的铁路客站是旅客感受铁路高速便捷、舒适的窗口，也是中国铁路现代化的重要标志。

我国已建成北京南站、天津站、武汉站、广州南站、上海虹桥站等现代化铁路客站，根据《中国中长期铁路网规划》和目前的高速铁路建设进度，到2012年，我国1.3万公里的高速铁路线上建成804座现代化客站，总面积达2400万平方米。

其中，特大型客站有51座，总面积达945万平方米。

形成适应客流环境、便于组织客运、利于城市发展的现代化铁路客站体系。

无论是在功能、布局、造型、关键技术上，还是在服务、设施上，与以往的客站相比，现代化客站都有很大的创新和突破，普遍做到了功能完善、换乘便捷，已成为现代化的城市综合交通枢纽。

现代化的高速铁路客站是旅客感受高速铁路便捷、舒适的窗口，这些新建的现代化高铁客站建筑面积大、构造复杂、客流量也很密集，运营安全的压力逐步增大。

如北京南站49.92万平方米，42万平方米。

主站房建筑面积31万平方米，建筑地上两层，地下三层。

年运量超过1.5亿人次。

客运运营调度系统直接关系着运营安全，甚至可以比喻它为客运运营网络的中枢神经系统。

急需建立一个基于室内外定位位置服务、集广域语音集群、综合视频指挥、数据信息交互为一体的多网合一型综合多媒体无线指挥调度平台，配置大量具有室内外导航定位功能、集群调度、宽带通信、视频交互等功能融为一体的行业手持终端，来构建铁路客运高效，快速的无线多媒体调度系统，实现全局的统一调度和统一指挥,最终提升铁路客运服务的决策分析能力、信息汇总能力、快速反应能力、协同工作能力和现场控制能力。