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高精度北斗时空服务网络关键技术及应用

成果类型:: 发明专利,软件著作权,新技术

发布时间: 2022-10-12 10:36:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈雪 | 2022-10-12 10:36:46

北斗地质灾害监测系统属于卫星导航定位技术领域的高精度时空服务应用方向,应用于滑坡、尾矿库、桥梁、船闸、铁路、糖业及地面沉降等多个行业。

本项目采用了北斗参考站+监测站+测姿仪的布网模式,结合雨量计、土壤水分计、裂缝计、摄像头和声光报警器等多源传感形式,创新开发了基于遗传粒子滤波的多径抑制码环和精密同频信号伴生技术,有效利用了频率资源,解决了GNSS跟踪通道功耗大、测姿测向精度差、成本高等问题;创新开发了高精度定位和测姿测向仪等系列设备。创新开发了带内同频数模音频广播信号分离技术,有效解决了广播式播发差分数据带来的定位精度不均匀、存在比例误差等问题;创新开发了卫星导航增强数据利用现有模拟调频广播同频播发技术,实现了成本为“0”的海量用户通信。开发了基于北斗时钟的高精度时间同步检测技术,提高了时间间隔测量的分辨率。提出基于主、辅监测点重叠双层组网形变监测网构架的自然灾害监测及预警体系,有效解决了传统形变监测实时性差、成本高、稳定性低等问题。

项目建立了融合互联网、传感网、物联网的一体化地表动态监测服务系统。采用BDS/GNSS多模协同精密定位与测量技术,解决了滑坡监测倾角变化高精度测量难题,监测精度可达毫米级,角度变化监测精度优于0.5°。突破了整周模糊度快速解算、动静态自适应融合、北斗测姿等关键技术,研制基于BDS/GNSS多模芯片的精密形变监测设备和地质勘查安全管理与救援移动终端。采用全球位置编码的数据安全技术,研究建立多尺度空间数据融合存储和组织管理、快速综合检索和可视化关键技术,查询预览响应时间均值0.979秒。搭建了境内外一体化地质勘查监测云数据平台,并研发了地表形变精密监测与预警系统、地质勘查安全管理与救援系统两个应用系统。

本项目研制的北斗高精度设备可应用于室内定位行业,自然资源行业,应急指挥行业,交通运输行业,地理信息行业,测绘服务行业,卫星导航定位服务行业。

本项目的实施将使我国具有明显优势的北斗高精度导航与位置服务技术惠及“一带一路”国家,这对提升我国北斗卫星导航产品的市场竞争力和占有率,打破GPS的垄断地位,进而提升我国在国际事务中的话语权和影响力具有重要现实意义。项目面向国内以及东盟国家的北斗高精度服务需求,突破高精度定位、高精度授时以及通信等多项关键技术,能有效避免了地质灾害所造成的人员伤亡和财产损失。

团队现有研究人员68名,其中包括院士2名(孙家栋院士和陈俊亮两院院士),中科院“百人计划”学者1名,国家杰出青年基金获得者2名,国务院特殊津贴专家3名;正高职称18名,副高职称28名,博士生导师8名,硕士生导师36人,具有博士学位者40人,从国外引进或曾出国进修1年以上的人才5人。研究队伍除卫星导航研究方向人才外,还包括信息与通信、微电子、电磁场与电磁波等学科的人才。我校是国内北斗ICD授权高校之一。自2014年起连续5年举办中国-东盟北斗展览展示专题会,成立了中国-东盟卫星导航国际合作联盟,提升北斗卫星导航在东盟国家的影响。近五年团队发表论文200余篇,EI/SCI收录60余篇;授权发明专利50余项,实用新型专利80余项。团队近五年获得省部一等奖励3项,二等奖5项,并获得1项中国专利优秀奖。团队近五年获得国家级项目30项,省部级项目40项,地厅级和其他项目50项,项目总经费超过1亿元。 团队主持或协助广西政府制订了系列规划和方案,如《广西北斗导航产业十三五规划》、《广西推进北斗导航产业发展工作方案》、《广西北斗综合应用省级示范项目工程工作方案》等。

本项目的实施将促进北斗地质灾害监测系统技术在广西的产业化,面向国内外市场,本项目产品与技术服务将面临极其广阔的市场空间。

本项目的实施将进一步提升和扩展广西北斗高精度导航与位置服务能力及服务领域,有力提升北斗国际竞争力,为国家安全及经济社会发展提供支撑,提升我国在卫星导航定位的服务能力。

本项目研发形成的产品、应用系统和技术服务模式可以快速形成初步的产业链,有力地推动大规模的产业化,扩大市场份额,在行业内产生相应的经济效益,增加税收,创造就业岗位。

地质灾害是我国及东盟等周边国家重要的灾害类型,随着经济的不断增长和财富的持续累积,地质灾害对经济和社会的威胁与破坏程度也在不断上升,严重影响着我国社会经济持续稳定的发展。该项目成果在境内外推广,将大幅提升我国及东盟国家灾害应急救援能力与水平,同时该项目形成的技术成果与产品及其综合智能服务平台,预计未来每年形成数百亿元的运营服务收入,并拉动相关产业上千亿元的经济效益。

项目成果通过在高精度时空服务和应急救援领域的行业拓展,可建立融合互联网、传感网、物联网的一体化地表动态监测服务系统,搭建境内外一体化地质勘查监测云数据平台,提供先进的地表形变精密监测与预警系统、地质勘查安全管理与救援系统,增强抗灾救灾综合数据分析和辅助决策能力,为减少重大安全事故的发生,保障社会安全,促进经济发展和社会稳定提供技术支撑。

本项目建立高精度北斗时空服务网络科技成就转变引导基金,全面推进广西北斗高精度导航与位置服务能力及服务领域技术转变,惠及“一带一路”国家,面向国内以及东盟国家的北斗高精度服务需求。

项目建设科技成果、企业需求、科技项目、科技专家等数据库,积极同高校、科研院所与企业联合,促进校企合作,联合开发高精度北斗时空服务网络和地质灾害监测系统,建立高校重点实验室,对项目技术研讨,培养相关领域人才,将技术成果登记。

项目广泛开展创新论坛、科博会、科交会演等交流对接活动,为成果“提供方”和“需求方”实地对接提供沟通平台。建立科技成果专业化、市场化定价机制,指导科技成果所有方以技术交易市场挂牌交易、协议出让、股权投资等方式进行技术成果交易。

项目将科技成果列入跟踪培育对象,对完成实验室研究阶段的项目,引导投资转化方进入高校创新创业产业孵化园。对完成中试熟化阶段的项目,引导其进入企业加速器或直接落地产业园,培育和扶持科技成果在区内就地转化。

加强与广西、东盟地区科技大市场的信息互通和资源共享,北斗时空服务网络平台为区内高校、企业提供在位置感知、位置服务、大数据计算、新产品前瞻性和原创性探索方面取得的突破与成果,促进优质成果优先在广西东盟区转化落地。引导技术转移机构、知识产权代理机构、科技评估机构等,为区内企业开展技术引进、法律保护、专利代理、科技评估等专业服务;引进国内外知名技术转移服务机构,提升跨区域技术转移能力。