摘要：利用載波相位差分定位的北斗導航系統(tǒng)可以實現全球、全天候的精準定位和授時服務，在距離電磁場較近、室內、橋梁隧道中沒有穩(wěn)定信號，5G具有容量大、速率高、功耗低、毫秒級低延時、高可靠、海量連接的優(yōu)點，沒有5G 信號的地方通訊功能也無法保證，北斗的短報文通信功能可以彌補沒有5G信號到達不了的區(qū)域，5G助力北斗衛(wèi)星導航解決“最后一公里”問題。北斗、5G二者融合應用，將打造一個從天上到地下全范圍覆蓋的信息服務網絡。隨著人工智能、大數據和云計算的發(fā)展，兩者技術融合應用在交通、公共安全、工農機械、無人系統(tǒng)、搶險救災等多個領域，為我們打開智慧生活的大門，社會民生的各種服務水平與能力也將大幅度提升。

關鍵字：北斗導航定位系統(tǒng);5G;自動駕駛;地質災害監(jiān)測

2020年疫情特殊時期，政府和企業(yè)使用無人機、無人柜等新技術做保障，希望解決人與人免于親密接觸還能夠實現物品送遞的問題。但是實際應用過程中，位置精度和速度上并沒有達到預想的結果，相關服務頻頻“卡殼”，導致無人機、無人柜投送服務體驗不好。隨著科技的發(fā)展和投送需求的增長，對位置的精度、時間上的傳輸速度都提出了更高要求，若無法保障，肯定會導致智慧匹配不佳。而利用載波相位差分定位的北斗導航目前突破厘米級定位精度，這種高精度定位需要有大量密集的基準站支持，距離基準站越近，附近基準站越多，定位精度越高越穩(wěn)定。實際情況是目前北斗基準站網絡覆蓋不夠密集，甚至有的地方基準站與終端用戶的距離超過10公里，如火如荼的5G能和北斗相互賦能將發(fā)揮巨大作用。

1.“北斗+5G”技術融合

1.1北斗和5G優(yōu)缺點

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以實現從深空到深海、從個人到萬物的基準導航定位，從2020年組網完成后可提供面向全球的高精度時空基準。北斗獨樹一幟的短報文功能，能夠實現其他導航定位系統(tǒng)沒有的優(yōu)勢，即便在沒有地面通信信號，北斗也能夠通過短報文發(fā)送位置數據到服務中心，汶川地震發(fā)生時這一功能起到了重大作用。裝有北斗的戶外終端現在都有防水、防摔功能，有利于用戶在遇險時隨時都可正常使用。

盡管北斗導航定位系統(tǒng)有很多優(yōu)點，也存在定位盲區(qū)的缺陷，目前還無法突破室內、橋洞等信號被遮擋也能夠精確定位的問題。除了信號遮擋外，受到惡劣的電磁環(huán)境、陰雨天氣等外部環(huán)境干擾的時候，衛(wèi)星信號質量和定位跟蹤的穩(wěn)定性都不可避免受到很大影響。

5G具有容量大、速率高、功耗低、毫秒級低延時、高可靠、海量連接的優(yōu)點，我們都知道沒有5G 信號的地方通訊功能也無法保證。截至2021年6月底，中國移動己開通5G基站超50萬個，全國通信基站數超過500萬個。

1.2 “北斗+5G”相互賦能優(yōu)勢

依托豐富的移動通信基站資源，融合建成的數千國家衛(wèi)星導航基準站，就能構建全球最大的高精度定位網。北斗+5G的融合創(chuàng)新應用，可以互相彌補北斗和5G各自的缺陷，隨著5G建設如火如荼地推進，越來越多的基準站遍布全國各地各個角落，可為高精度測量提供支撐，從而有效彌補北斗衛(wèi)星導航室內場景覆蓋不足、傳輸不力的問題。北斗+ 5G發(fā)揮各自的優(yōu)勢，北斗可解決5G“遠傳不足”瓶頸，通過北斗的短報文通信功能可以覆蓋 5G 信號到達不了的區(qū)域，5G助力北斗解決“最后一公里”問題，二者融合應用，將打造一個從天上到地下全范圍覆蓋的信息服務網絡——北斗彌補5G信號到達不了的高山、大海區(qū)域;5G則提高北斗在室內、地下定位的信息傳輸能力[1]。

1.3“北斗+5G”應用關鍵技術

我國5G移動基站建設將全面使用北斗授時，北斗授時比其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)精度高。5G使用更大的帶寬、多天線、組網密集，為高精度室內定位提供了有利支撐。北斗衛(wèi)星導航與5G通信技術融合，定位技術的核心是數據集聚分析和支持多場景的綜合應用，面向高精度時空數據收集、組織、管理和分析的方法、原理和軟硬件工具方面都將有所突破，比如“北斗+5G”的融合定位導航架構、5G增強型基站與北斗的協同定位、兩個技術融合的一體化應用軟件開發(fā)和構建融合位置服務平臺[2]。

2.“北斗+5G”的融合應用

北斗系統(tǒng)作為建設的國家基礎設施，5G與北斗精準協同來向用戶提供高可靠性的時空信息，未來幾年內一定能夠實現萬物互聯互通。兩者結合助力人工智能、大數據和云計算的發(fā)展，也為信息產業(yè)領域賦予創(chuàng)新力，一些新興科技領域也將擁有新的發(fā)展空間。

2.1導航定位和自動駕駛應用

通過5G加速北斗定位、增強北斗信息，用戶可以實現高精度定位，定位精度達到秒級.在車庫、隧道、室內等衛(wèi)星信號受影響的地方，借用5G通信網絡和慣導技術，仍然可繼續(xù)為用戶提供導航定位服務。自動駕駛、無人機等新興行業(yè)對高精度定位、精準導航要求很高，為推進車輛管理、車路協同、自動駕駛、自動泊車等交通領域發(fā)展，為了提升用戶體驗，構建全天候、全天時、全地理的精準時空服務體系就顯得十分重要。當前的北斗定位技術能夠解決車輛的精準路徑識別，加入5G無線網絡的接入，車輛行駛的路徑信息可以高效識別和高清數據快速上傳，解決了通行費實時計算、實時通知駕車人，所以越來越多的高速路收費站ETC被取代。

2.2地質災害監(jiān)測的應用

利用5G移動基站資源和邊緣計算技術，結合北斗衛(wèi)星的短報文功能，大大解決了窄帶物聯網在地質災害監(jiān)測中覆蓋率不足的問題，達到邊遠地區(qū)也能實現地質災害監(jiān)測的目的，根據試點數據顯示在降低成本的同時，全面服務、全面覆蓋地質災害監(jiān)測成為可能。針對地質災害頻發(fā)區(qū)域，結合運營商信息實時大數據，可對區(qū)域內地質災害情況實時模擬，有利于提前預判預警，對災區(qū)人員信息進行精準分析，并將預警及時推送有關部門，降低人員傷亡，實現精準位置信息和人員信息動態(tài)管理，尤其有效避免二次人員傷亡[3]。

2.3社會民生

北斗+5G是以“導航十通信”服務一體化為切入點，未來將高精度定位和實時信息服務推廣應用到所有的手機終端和物聯網終端。終端硬件逐漸向小型化、輕量化、低功耗、低成本發(fā)展，北斗+5G應用正在逐漸走入社會民生。高精度定位和通信基站定位相結合，在手機上可以實現亞米級位置服務，所以導航、位置分享等變得更加高效精準，以后不會出現車找人、人找車的情況。5G為核心的高并發(fā)通信技術將提供實時萬物互聯的傳感器網絡，北斗導航系統(tǒng)定位精度不斷提升以及芯片性能價格進一步穩(wěn)定，兩者技術融合將廣發(fā)應用在交通、公共安全、工農機械、無人系統(tǒng)、搶險救災等領域。各種新技術的加持，為我們打開智慧生活的大門[4]。

5G帶來虛擬空間的拓展，北斗作為物理空間的拓展，通過虛擬空間與物理空間的融合，只要人們所能夠想象到的服務，都能夠隨時觸手可及，帶來的是有智慧、有溫度的城市和生活，在人工智能的加持下兩者技術融合不斷加深過程中，社會民生的各種服務水平與能力也將大幅度提升[5]。

3.“北斗+5G”應用挑戰(zhàn)與發(fā)展建議

3.1解決信息孤島

盡管我們已經處在高度信息化時代，“應用孤島”現象還是普遍存在。比如當疫情突襲時，我們國家或政府急需建立一個地理信息系統(tǒng)，由于運營商之間的數據相互獨立，信號和數據短時間內無法整合。原因是行政部門還是產業(yè)領域用的寬帶來自不同通信運營商，難以整合在一起。我們知道三大運營商運用5G的條件、標準都有所不同，這樣的“信息孤島”不利于“北斗+5G”深入推廣應用。除此之外，還有一個問題存在：北斗衛(wèi)星應用地面站的信號開放程度在各個地方存在差異。有些經濟落后的偏遠地區(qū)，和大城市相比，5G布網和衛(wèi)星導航條件都差距較大，在開展數字化建設時需要關注到偏遠地區(qū)，最后是一些政策對民用市場開放程度不夠，企業(yè)進入北斗導航網絡受限。

3.2保證用戶隱私與數據安全

人們往往比較關注技術的變革和發(fā)展，而忽略了地理位置數據和用戶信息數據的管理與保護，比如面對有些應用要求用戶上報高精度定位信息，無法保證用戶隱私與數據安全。尤其是全面開放定位服務后，必然會涉及到用戶隱私問題，與數據安全、用戶隱私有關的工作，應該格外慎重。

參考文獻

[1]吳勇毅.北斗+5G開啟產業(yè)融合新紀元[J].上海信息化，2020（09）.

[2]昌飛.北斗+5G室內外融合定位技術的應用展望[J]，集成電路應用，2021（01）.

[3]蔣杰.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)+NB-IoT技術在5G時代的應用前景[J].中國科技信息，2020年第16期.

[4]馬繼華.北斗與5G的天作之合將成為信息產業(yè)發(fā)展新引擎[J]，通信世界，2020（07）.

[5]黃剛.中國移動發(fā)布全球最大的“5G+北斗高精定位”[J].中國測繪，2020（10）.

作者簡介：

王曉芳，女（1978.08-），漢族，山東菏澤人，陜西職業(yè)技術學院建筑工程學院教師，教授，研究方向：工程測繪技術。