5G+北斗精准定位赋能安全辅助驾驶服务
基于5G+北斗的应用场景与解决方案探索
基于5G+北斗的应用场景与解决方案探索发布时间：2023-03-22T07:28:33.969Z 来源：《中国建设信息化》2023年1月1期作者：张兴辉[导读] 5G技术和北斗卫星作为我国的两项高精尖技术，将其进行融合并应用到其他行业之中张兴辉中国通信建设集团设计院有限公司河南郑州 450052摘要：5G技术和北斗卫星作为我国的两项高精尖技术，将其进行融合并应用到其他行业之中，能为各行业、各领域的发展建设提供全新的服务和方案，为促进其他行业的数字化和智能化提供了极大的帮助。
现如今5G+北斗技术以及被应用到了各种领域中，本文结合最为热门的十大应用场景对5G+北斗的应用解决方案进行阐述。
关键词：5G+北斗；应用场景；解决方案前言：随着我国5G技术的大规模普及和应用，我国正式步入了5G时代，而5G时代的到来也为其他行业带来了全新的机遇。
而将5G与定位导航系统融合在一起，也成为了最为现代化的融合。
5G技术能充分发挥北斗系统的多融性，让其成为高精度、高安全的现代化信息时空体系，为各行各业提供全新的服务。
一、5G+北斗融合的意义5G+北斗进行深度融合后能充分实现北斗系统在信息领域的深度应用，通过将其与互联网进行连通，能有效支持AI人工智能、大数据等全新的技术，为各行各业提供高精度定位、高准度的导航等。
通过将5G技术与北斗系统相融合，能为诸如交通业、测绘地理信息业、物联网行业、农业、金融业等等行业提供全新的服务和技术支持，帮助这些行业实现现代化转型。
由于5G网络的传输速度比4G网络快100倍左右，而北斗卫星的定位精度则非常高，两者的融合能相互增强彼此，达到高精度、高效率。
通过两种技术的结合，在新疆的棉花种植园中，甚至已经实现了农机的自动驾驶，而京张高铁列车也成为第一条采用了5G+北斗系统实现自动驾驶的智能列车。
现如今，5G+北斗已经具备了十大应用场景，分别为：智能驾驶、智慧港航、智慧物流、智慧公交、共享单车、精准导航、无人机通、监测检测、测量测绘和精准农业，通过全新的技术，极大的提升了工作效率和工作质量，推动了我国从现代化走向未来化的进程[1]。
浅谈北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用及展望
浅谈北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用及展望1. 引言1.1 北斗卫星导航系统概述北斗卫星导航系统是中国自主研发的卫星导航系统，由一组卫星和地面控制站组成，能够提供全天候、全天时、全球覆盖的定位、导航和授时服务。
北斗系统目前已建成了全球最大的卫星导航组网，包括中、低、地面增强三层星座，总共有30余颗卫星在轨运行，覆盖全球范围。
北斗卫星导航系统不仅可以提供高精度的定位和导航服务，还具有短报文通信、卫星通信、卫星气象观测等功能，广泛应用于交通运输、精准农业、应急救援等领域。
2. 正文2.1 北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用北斗卫星导航系统作为中国自主研发建设的卫星导航系统，已经在交通运输行业发挥着重要作用。
在陆路运输方面，北斗系统可以提供精确的定位信息，帮助车辆实现导航和路径规划，准确把握交通状况，避免交通拥堵，提高运输效率。
在航空运输领域，北斗系统可以为飞机提供精准的导航和定位，辅助驾驶员进行飞行控制，确保航班安全顺利进行。
在海运运输方面，北斗系统可以为船舶提供精准的航行指引，帮助船舶避开障碍物，减少航线，确保航运安全。
北斗卫星导航系统的应用不仅提高了交通运输的效率和安全性，还为行业带来了新的商业模式和服务。
通过北斗系统可以实现车辆追踪和监控，方便货物管理和运输调度；还可以实现车联网服务，提供实时交通信息和智能路线推荐；还可以推动无人驾驶技术的发展，实现智能交通系统的建设。
北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用为行业带来了巨大便利和发展机遇，未来随着技术的不断完善和拓展，北斗系统将在交通运输领域发挥更多的作用，成为行业的重要支撑技术之一。
2.2 北斗卫星导航系统在航空运输中的应用北斗卫星导航系统在航空运输中扮演着重要的作用，它为航空公司提供了精准的导航和定位服务，从而提高了飞行的安全性和效率。
在航空领域，北斗系统主要用于以下几个方面：1. 飞行导航：北斗系统可以为飞行员提供准确的位置信息和导航指引，帮助他们准确地掌握飞机的位置和飞行路径，避免出现误差导致的飞行事故。
北斗卫星在导航领域的应用
北斗卫星在导航领域的应用一、介绍北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是中国自主研发的卫星导航系统，由一颗地球同步轨道卫星和多颗近地轨道卫星组成。
北斗卫星导航系统具有全球覆盖、高可靠性、高精度等特点，可以为人类社会提供多种导航、定位、授时等服务。
二、北斗卫星的导航应用北斗卫星导航系统可以广泛应用于多个领域，主要包括以下几个方面。
1.汽车导航北斗卫星导航系统可以为汽车提供高精度的导航服务，使得驾车出行更加便捷。
汽车导航系统可以帮助驾驶员规划最佳路线、避开拥堵路段，同时提供准确的车速、行驶时间和到达时间等信息。
2.船舶导航北斗卫星导航系统可以为船舶提供全球覆盖的高精度导航服务，使得船舶的航行更加安全和准确。
船舶导航系统可以帮助船长规划最佳航线、及时了解海况天气、避开海上障碍物等，同时提供准确的船速、航行时间和到达时间等信息。
3.航空导航北斗卫星导航系统可以为航空器提供高精度的导航服务，可以实现自动飞行、精确着陆等功能，提高飞机的飞行安全性和准确性。
同时，北斗卫星导航系统可以为空中交通管制提供精确的飞行数据，使得航空交通更加安全和便捷。
4.安防监控北斗卫星导航系统可以为安防监控提供精确的定位服务，可以实时监测人员和车辆的位置，加强对重要设施和区域的保护。
同时，北斗卫星导航系统还可以为紧急救援提供位置信息，提高救援效率和成功率。
5.农业、林业等领域北斗卫星导航系统可以为农业、林业等领域提供定位和监测服务，可以精确测量农作物和森林的种植面积、产量和质量等，帮助农民和林业工作者提高生产效益和管理水平。
三、北斗卫星导航系统的优势与其他卫星导航系统相比，北斗卫星导航系统具有以下几个优势。
1.全球覆盖北斗卫星导航系统可以提供全球覆盖的导航服务，可以满足全球各地用户的导航需求。
2.高可靠性北斗卫星导航系统具有多颗卫星冗余和自主控制等技术，可以提高系统的可用性和可靠性。
3.高精度北斗卫星导航系统可以实现厘米级的定位精度，可以满足高精度导航需求。
北斗车辆解决方案
北斗车辆解决方案引言概述：随着北斗卫星导航系统的发展和普及，北斗车辆解决方案在交通运输行业中得到了广泛应用。
北斗车辆解决方案利用北斗卫星系统提供的定位、导航和通信能力，为车辆管理和运输监控提供了高效、精准的解决方案。
本文将从五个方面详细介绍北斗车辆解决方案的应用和优势。
一、实时定位跟踪1.1 利用北斗卫星系统实时定位车辆位置，实现全天候、全天候的监控。
1.2 提供车辆行驶轨迹回放功能，精准记录车辆行驶路线和停留点。
1.3 可以设定电子围栏功能，一旦车辆越界即可实时报警提醒。
二、远程监控管理2.1 实现对车辆的远程监控和管理，随时查看车辆状态和运行情况。
2.2 提供实时监控车辆的车速、油耗、行驶里程等数据，帮助企业进行车辆运营管理。
2.3 可以远程设定车辆的行驶路线和目的地，提高运输效率和安全性。
三、报警预警功能3.1 北斗车辆解决方案可以实现对车辆的异常报警功能，如超速、疲劳驾驶、碰撞等。
3.2 提供实时监控车辆的油量、水温、电压等参数，一旦异常即可实时报警。
3.3 可以设定定时报警功能，提醒车辆保养、维修等重要事项。
四、数据分析统计4.1 北斗车辆解决方案可以对车辆的行驶数据进行分析和统计，生成报表和图表。
4.2 提供车辆的运输轨迹、停留点、速度等数据分析，帮助企业优化运营策略。
4.3 可以对车辆的油耗、行驶里程等数据进行统计，为企业节约成本提供参考。
五、应用推广和未来发展5.1 北斗车辆解决方案已在交通运输、物流、公共服务等领域得到广泛应用。
5.2 随着北斗卫星导航系统的不断完善和发展，北斗车辆解决方案将迎来更广阔的发展空间。
5.3 未来，北斗车辆解决方案将进一步融合人工智能、大数据等技术，为车辆管理和运输监控提供更加智能化、高效化的解决方案。
结语：北斗车辆解决方案的应用不仅提高了车辆管理和运输监控的效率，还为交通运输行业带来了更多的发展机遇。
随着技术的不断进步和创新，北斗车辆解决方案将在未来发展中发挥更加重要的作用，为交通运输行业的智能化和现代化发展做出更大的贡献。
中国移动 5g 北斗卫星系统
中国移动5g 北斗卫星系统作为全球网络规模最大、客户数量最多、品牌价值和市值排名前列的电信运营企业，中国移动连续19年入选《财富》世界500强企业，2019年列居第56位；连续15年在国资委经营业绩考核中获A级。
中国移动5G北斗卫星系统也就是“5G﹢北斗高精定位”系统将通过5G网络实时提供亚米级、厘米级、毫米级高精度定位服务，构建全天候、全天时、全地理的精准时空服务体系。
在传统领域：“5G+北斗高精度定位”可用于工程建设、测量测绘、环境监测、码头装卸、机场调度等领域；在新兴领域：自动驾驶、智慧交通、智慧物流、精准农业、无人机、手机高精度定位等北斗融合创新应用发展迅速。
据中国移动上海产业研究院相关人士介绍，在上海，中国移动建设的北斗地基增强基准站已有20个，覆盖上海全境。
其中最有示范和推广效应的便是基于“5G+北斗高精度定位”系统的上海洋山港区“5G+智能驾驶”应用场景。
中国移动目前已在洋山港区域完成56个5G基站建设及4座北斗地基增强基准站建设，能提供高精度定位、人车路协同平台服务等。
未来三年内，该计划将完成覆盖全国100万公里道路、100座城市的路测，把全天候、全天时、全地理的精准时空服务，深度应用于智能网联、自动驾驶、车路协同等领域。
换句话说，“5G+北斗高精度定位”技术在我国将正式进入大规模实测应用阶段。
这是继2020年10月中国移动发布“5G+北斗高精度定位”系统后，在全国范围内开展覆盖范围最广、场景最丰富的路测。
其价值在于进一步将精准时空服务，深度应用于智能网联、自动驾驶、车路协同等领域。
截至目前，依托现有5G基站，在全国范围建设超过2200座北斗地基增强基准站，建成了全球规模最大的“5G+北斗高精度定位”系统。
从某种角度来看，位置服务是移动互联网时代的一个核心要素，此前并没有一种适当的方式让普通用户感知。
能否通过大众的应用与服务，让5G+北斗这样一个专业的领域能力被挖掘出来，让每一位普通用户感知服务，真正惠及每一位用户。
北斗导航与位置服务中心 职责功能-概述说明以及解释
北斗导航与位置服务中心职责功能-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：北斗导航与位置服务中心是目前国际上最先进的卫星导航定位系统之一，由中国自主研发和建设。
北斗导航系统以卫星导航和定位为核心，通过全球部署的北斗卫星和地面站网络，为用户提供高精度、高可靠的定位、导航和时序服务。
北斗导航系统的职责功能主要包括提供全球卫星导航定位服务、支持国家安全和国民经济建设、推动先进技术的研发应用、提升综合国力和国际影响力等方面。
首先，北斗导航系统致力于提供高精度、高可靠的卫星导航定位服务，能够满足各个领域、各个行业的位置信息需求。
不论是在陆地、海洋还是空中，北斗导航系统都能提供精确的定位服务，支持国内外用户进行精准导航、定位和测量。
其次，作为国家战略基础设施，北斗导航系统还负有保障国家安全和国民经济建设的职责。
通过北斗导航系统的应用，可以提升国家的应急救援能力、交通管理水平，促进交通运输、物流、渔业等领域的发展，为国家经济建设提供强有力的支撑。
此外，北斗导航系统还承担着推动先进技术的研发应用的任务。
在北斗导航系统的建设和应用过程中，涉及到卫星通信、卫星导航、遥感测绘、地理信息系统等多个领域的先进技术，推动了相关技术的发展和应用，对于促进创新和提升国家综合国力具有重要意义。
最后，北斗导航系统的发展也有助于提升中国在国际上的影响力。
作为全球卫星导航定位领域的重要参与者和贡献者，北斗导航系统的建设和应用为中国赢得了国际声誉，提升了中国在全球定位服务领域的地位和影响力。
总而言之，北斗导航与位置服务中心作为具有战略意义的卫星导航定位系统，其职责功能涵盖了提供全球卫星导航定位服务、支持国家安全和国民经济建设、推动先进技术的研发应用以及提升综合国力和国际影响力等多个方面。
随着北斗导航系统的不断完善和发展，相信它将为人类社会带来更多的便利和发展机遇。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将重点介绍北斗导航与位置服务中心的职责功能。
北斗在智慧交通中的融合应用
北斗在智慧交通中的融合应用量[3]。
2009年，IBM基于自身信息技术发展与探索，创新型提出“智慧交通”概念，它将云计算、物联网、大数据等高新信息技术融入传统交通信息领域，旨在提供面向交通全生命周期的实时数据服务。
通过构建多应用场景下的交通数据模型，搜集、分析并处理海量交通数据，实现了新技术体系下智慧交通综合系统的实时性、交互性、广泛性等[4]。
随着智慧交通内涵的不断丰富与建设内容的不断实践，已逐步形成了多元、便捷、安全、舒适、环保的智慧交通新模式，通过加强人与技术的良性互动，聚焦交通数据价值，聚合交通业务生态，重视交通管理赋能，构建了能够广泛服务于大众交通出行、文化旅游、交通运输等一体的交通行业数字化服务与应用体系，有效解决了传统交通信息不畅、管理紊乱等问题。
早在20世纪60年代，美国、欧洲、日本、新加坡等便开始了在智慧交通领域的建设与应用探索[5]。
美国专门成立智能交通协会，在车联网、自动驾驶、交通安全等多领域展开研究探索；欧洲提出实施联合计划，旨在打造基于交通信息、车辆控制、交通服务等系统在内的智能化道路协同网络；日本明确了交通道路信息化发展是交通运输行业发展的基本国策。
国内在20世纪90年代开始关注智慧交通相关的技术研究与应用，致力于到2035年实现全国交通基础设施数字化率达90%[6]。
雄安新区开展了基于交通全生命周期数据的数字化交通运营；北京开展了“全车无人自动驾驶示范应用”，全市无人驾驶示范应用道路将扩至500km2；深圳着重搭建了交通监测预警平台体系，打造了近2500个信控路口；衢州开展了融合北斗的通航桥梁智能主动防撞监控系统研究。
2.北斗卫星导航系统发展与应用目前，全球四大卫星导航系统包括美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、中国北斗卫星导航系统（BDS）和欧洲伽利略卫星导航系统（Galileo）。
基于国家卫星导航应用需求，我国秉承北斗系统建设“三步走”发展战略部署，经过近三十年的不懈努力与艰苦奋斗，中国卫星导航系统科学家们突破国外技术与原材料等多重封锁，于2020年7月31日正式向全球宣告北斗三号全球卫星导航系统开通提供服务，由此拉开了北斗系统在全球范围内应用的帷幕。
中航北斗的服务成功案例
中航北斗的服务成功案例1. 交通运输领域，中航北斗在交通运输领域的应用非常广泛。
例如，在公交车、出租车等城市交通领域，中航北斗系统可以实时监控车辆位置，提供精准的定位和导航服务，帮助乘客准确预估到达时间，提高出行效率。
此外，在航空、航海、铁路等领域，中航北斗系统也能提供高精度的导航和定位服务，确保交通运输的安全和顺畅。
2. 公共安全领域，中航北斗在公共安全领域的应用也取得了显著成效。
例如，在灾害救援中，中航北斗系统可以提供准确的定位信息，帮助救援人员快速找到受灾地点，实施紧急救援行动。
此外，中航北斗系统还可以用于监控和管理危险品运输车辆，确保危险品运输的安全，预防事故的发生。
3. 农业领域，中航北斗在农业领域的应用也具有重要意义。
例如，在精准农业管理中，中航北斗系统可以提供农田的精确定位和测量信息，帮助农民制定合理的种植方案，实现精细化管理，提高农作物的产量和质量。
此外，中航北斗系统还可以用于农机的智能调度和远程监控，提高农机作业效率，降低农业生产成本。
4. 物流领域，中航北斗在物流领域的应用也非常广泛。
例如，在货物运输中，中航北斗系统可以提供货物的实时定位信息，帮助物流企业实现精准配送和货物追踪，提高物流运输的效率和安全性。
此外，中航北斗系统还可以用于仓储管理和库存监控，帮助企业实现物流信息化管理，提高仓储运营效率。
综上所述，中航北斗在交通运输、公共安全、农业和物流等领域都取得了成功的服务案例。
通过提供精准的定位和导航服务，中航北斗系统为各行业提供了高效、安全、智能的解决方案，推动了相关领域的发展和进步。
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基于边缘计算的网联高精度位置构建5G V2X交通体系
中国移动边缘云
Oscar平台
五维时空
5G基站
5G基站
5G基站
5G基站
路侧智能感知设备
10
5G V2X交通体系带来的安全驾驶辅助能力
到达困难基站
5
基于5G网络的通导（通信+导航）一体化结构，可 实现亚米级定位
1. 通过卫星广域高精度同步，网络节点传
递误差在
，为高精度定
位打下良好基础。
2. 通信定位Βιβλιοθήκη 。实现3. 定位结果会统一发放到5G网络中，对外 提供既有通信能力又有位置信息的一体 化服务平台。
6
基于边缘计算的网联高精度位置计算架构
l
利用MEC的
网络及计算能力开放，将多传感器信息进行融合处
理，可以克服某些传感器因遮挡、天气变化等情况
无法获得准确信息的问题。
l
利
用MEC的网络、信息、计算能力开放，进行多车协
作定位，综合采集到的多车多传感器信息进行决策，
以解决单车定位低精度的问题。
8
基于边缘计算的网联高精度位置实现方法
单一定位 方式存在
高精度定位一般实现亚米级、分米级、厘米级、毫米级定位，通常应用于传统行业如测绘测量、电力巡检、灾害检 测，以及智能驾驶、精细农业、物流监控、车路协同、高速导航等新兴行业领域。
场景1 智能网联汽车：自动驾驶、泊车
场景2 数字地球：智慧交通、智慧城市
应 用 场 场景3 无人机：基站巡检、农业质保 景
场景4 精准农业：精准管理、产量检测
红绿灯信息推送 红绿灯车速引导 前方拥堵提醒 道路事件情况提醒 潮汐车道提醒
限速预警 特种车辆优先通行提醒
路口摄像头推送
l 车载终端实时向V2X平台上报车速、位置等状 态信息
eMBB
Enhanced Mobile Broadband，增强型移动宽带：包括超高清视频、虚拟
现实、增强现实等。这类场景首先对带宽要求极高，关键的性能指标包 括100Mbps用户体验速率（热点场景可达1Gbps）、数十Gbps峰值速率、 每平方公里数十Tbps的流量密度、每小时500km以上的移动性等。其次， 涉及到交互类操作的应用还对时延敏感，例如虚拟现实沉浸体验对时延 要求在十毫秒量级。
Uu
PC5
阶段一：车载信息服务 LTE
V2V典型应用场景
前方慢速 车辆告警
紧急刹车 预警
网络切片：为不同业务场景按需提供特有的高质量通信保障
阶段二：智能辅助驾驶 LTE+V2X
V2I典型应用场景
阶段三：自动驾驶
5G+V2X
V2P典型应用场景
交通事故/ 弯道预警
交通拥堵 预警
十字路口人 车避撞
人行横道通 行预警
5G通信链路 C-V2X PC5通信链路 GNSS
OSCAR平台
区域预警及提示 定位及地图服务 自动驾驶信息服务
五维时空
边缘云
5G基站
北斗差分基准站
交通事件信息服务 道路交通管控 区域信息协同
五维时空
边缘云
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V2X业务场景：V2I、V2N
基于5G-V2X实现辅助驾驶典型应用场景应用，提高交通参与者出行效率、减少污染、降低事故发生率，提高城 市交通管理水平。
利用MEC的计算能力、感知能力和协作能力， 。
MEC能够融合多种定位技术，进行车路协同定位， 可以为自动驾驶提供基础可靠的高精度位置估计。
自动驾驶车辆基于高精度空间位置，可实现对驾驶 环境的多维时空感知，实现自动驾驶车辆协作，进 而保证
7
基于边缘计算的网联高精度位置是车端传感器定位的有效补充
M E C 强 大 的 感知和计算等 能 力 使 能 网 联 融 合 位 置 计 算 ， 采用多传感器融合，车路、车车协同等方式，解决自动 驾驶定位中传感器工作的不稳定以及精度低的问题。
局限性
需要多 传感器
融合
RTK-GPS 图像定位
基站信号 惯性导航
基于MEC的车辆多传感器融合位置计算
单车无法提供感知 融合需要的计算能 力，需要利用边缘
计算能力实现
将数据传输 到MEC上处
理和分发
• 车载传感器毫米波雷达，IMU惯导， 摄像头，激光雷达等诸多种类，由于 车载计算能力的不足需要依靠MEC辅 助多传感器信息融合定位。
eMBB 增强型移动互联网
3D
mMTC 海量连接物联网
5G
uRLLC 超低时延高可靠通信
拓扑快速变化，稳定时间 地图实时下载量100Mbps 最大密度要求2000辆/km 端到端时延低至10ms
可能低于10秒
稳定上传带宽超过1Mbps 最大连接数可能超过10000 可靠性要求99.999%
4
高精度定位需求旺盛
可用性要求接近100%。
mMTC
massive Machine Type of Communication，大规模（海量）机器类通信： 包括智慧城市、智能家居等 。这类应用对连接密度要求较高，同时呈现 行业多样性和差异化。智慧城市中的抄表应用要求终端低成本低功耗， 网络支持海量连接的小数据包；视频监控不仅部署密度高，还要求终端 和网络支持高速率；智能家居业务对时延要求相对不敏感，但终端可能 需要适应高温、低温、震动、高速旋转等不同家具电器工作环境的变化。
2019---中国的5G商用元年
运营商 中国电信 中国联调 中国移动 中国广电
频率范围 3400-3500MHz
3500-3600MHz 2515-2675MHz 4800-4900MHz 700MHZ、4900MHZ？
带宽 100MHz
100MHz 260MHz
两个60MHZ
2
5G三大能力之应用场景：高速率、低时延、广连接
uRLLC
Ultra Reliable & Low Latency Communication，超高可靠与低时延的通信： 包括工业控制、无人机控制、智能驾驶控制等。这类场景聚焦对时延极 其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求。自动驾驶实时监测等要求毫 秒级的时延，汽车生产、工业机器设备加工制造时延要求为十毫秒级，
3
5G两大特性：边缘计算、网络切片
边缘计算：通过在无线网络侧增加计算、存储、处理等功能就近快速响应需求
中心平台
通信管理平台
V2X
应用基础数据平台
边缘计算 平台
2/3/4G基站
C-V2X基站
Uu
基础设施 UE
T-Box
后视镜
边缘计算 平台
C-V2X基站
Uu
基础设施
PC5
基础设施 RSU
边缘计算 平台