中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)

曹沖: 高精度地圖受絕對(duì)坐標(biāo)系所困, 呼吁四重思考
泰伯網(wǎng)
2017/11/23 15:04
高精度地圖作為無(wú)人駕駛的核心技術(shù)之一,精度上的提升是它跟傳統(tǒng)電子地圖最大的區(qū)別。而如今,精度卻正阻礙著高精度地圖的發(fā)展和應(yīng)用。
  “地圖精度到什么程度會(huì)影響到安全?依據(jù)是什么?”近日,泰伯研究院顧問(wèn)、中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)首席科學(xué)家曹沖在媒體上公開(kāi)發(fā)問(wèn)。
  他認(rèn)為,如今高精度地理信息數(shù)據(jù)在應(yīng)用和服務(wù)中,又遇到了當(dāng)年電子地圖的精度困局?,F(xiàn)在約定俗成的電子地圖版本審查和加偏移措施,都將遇到根本性的挑戰(zhàn)。此前泰伯網(wǎng)也曾報(bào)道過(guò)一篇《李書(shū)福炮轟測(cè)繪資質(zhì)不夠開(kāi)放,地圖偏轉(zhuǎn)拉中國(guó)汽車后腿》的長(zhǎng)文,直指高精度地圖與地圖加密手段之間的矛盾。
  作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域資深專家的曹沖呼吁,產(chǎn)業(yè)要對(duì)高精度地圖懷有創(chuàng)新性思維,進(jìn)而突破原有困局,可以嘗試用相對(duì)坐標(biāo)系解決定位精度安全問(wèn)題。
  分享曹沖題為《歷史如此驚人地相似,又這樣的大不相同》的全文如下:
  在差不多二十年前發(fā)生在電子地圖上的事情,如今又在高精度地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用上出現(xiàn)了。
  二十年的輪回,歷史如此驚人地相似。2000年5月1日,美國(guó)GPS宣布取消可用性選擇(SA)功能,放開(kāi)了人為地惡化定位精度的政策,并且聲明永不再用此措施。當(dāng)初采用SA政策,是因?yàn)槊绹?guó)人在做GPS信號(hào)與體制試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),GPS定位精度出奇的高,出于安全的擔(dān)心,所以采取了SA/AS政策舉措,其中SA就是可用性選擇,人為地在GPS星載原子時(shí)鐘上,加上人為擾動(dòng),將GPS本可以做到的10米精度(GPSIII可以達(dá)到1米),故意人為惡化到數(shù)十米,甚至最大誤差達(dá)到300米。這一舉措實(shí)際上與GPS采用雙頻體制和差分方法等技術(shù)措施是背道而馳的。
  衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展,需要穩(wěn)定工作的高精度系統(tǒng),而SA又嚴(yán)重地影響了對(duì)于GPS的廣泛應(yīng)用,人們不得不又要花巨資去建設(shè)相應(yīng)的差分等基礎(chǔ)設(shè)施,以及研發(fā)相應(yīng)的軟件算法,來(lái)保障高精度的應(yīng)用,浪費(fèi)了很多的人力物力與時(shí)間代價(jià)。
  終于等到2000年,基于美國(guó)GPS自身發(fā)展的迫于需要,和外界的壓力,美國(guó)政府決定解除多此一舉的SA政策。這一放開(kāi),使得GPS應(yīng)用產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了蓬勃增長(zhǎng)的局面。
  也正是在2000年后,我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提出了需要放開(kāi)電子地圖的市場(chǎng)的迫切需求。當(dāng)時(shí)胡啟立同志等在兩會(huì)上提出相關(guān)提案;在國(guó)家測(cè)繪局(現(xiàn)在的國(guó)家測(cè)繪地理信息局)指導(dǎo)下,中國(guó)全球定位系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)會(huì)(現(xiàn)在的中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì))專門開(kāi)展電子地圖的相關(guān)政策研究;國(guó)家計(jì)委(現(xiàn)在的發(fā)改委)通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目推進(jìn)電子地圖進(jìn)入市場(chǎng)。通過(guò)許多部門、機(jī)構(gòu)、行業(yè)和各界人士共同努力,2002年終于迎來(lái)了導(dǎo)航電子地圖進(jìn)入市場(chǎng)的那一天,實(shí)際上在一定程度上是突破了原先在地圖比例尺是的限制,這一解放,一下子也涌現(xiàn)了若干具有競(jìng)爭(zhēng)力的地圖公司,如四維圖新、高德軟件……。
  電子地圖的市場(chǎng)開(kāi)放,證明政策釋放一縷陽(yáng)光,產(chǎn)業(yè)還你滿園春色,為中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
  如今,在高精度地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用和服務(wù)中,又遇到了類似的難題,特別是在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和無(wú)人駕駛汽車、室內(nèi)外高精度定位服務(wù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中,三維場(chǎng)景的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)用,云端和終端的聯(lián)動(dòng),以及更高的精度和可靠性要求,早已不是普通的靜態(tài)條件下的地圖所勝任的了?,F(xiàn)在約定俗成的電子地圖版本審查和加偏移措施,都將遇到根本性的挑戰(zhàn)。這些瓶頸和壁壘性的問(wèn)題,應(yīng)該怎樣處理?
  在兩會(huì)提案中,已經(jīng)有吉利等汽車廠家聯(lián)合各方人士把問(wèn)題提出來(lái)了,而且客觀需求非常迫切,應(yīng)該采取積極有效的措施,開(kāi)展相關(guān)政策研究,需要及時(shí)采取合理對(duì)策,化解產(chǎn)業(yè)發(fā)展與地理信息數(shù)據(jù)資源有效管理之間存在的矛盾。
  群眾是創(chuàng)造歷史的真正英雄,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。我們面臨新的科技和產(chǎn)業(yè)革命,需要?jiǎng)?chuàng)新性的思維,才能擺脫所遇到的困境。
  我們不妨思考一下:第一是精度到什么程度會(huì)影響到安全?依據(jù)是什么?有沒(méi)有可能性突破原有的框框?會(huì)帶來(lái)什么樣的后果?
  第二是說(shuō)來(lái)說(shuō)去就是一個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)系,把大家拿住了。我們能不能甩開(kāi)這一大包袱,用我們真正實(shí)際應(yīng)用的相對(duì)坐標(biāo)來(lái)解套,因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航定位是全球性的,必須用全球坐標(biāo)系,而我們的實(shí)際應(yīng)用的導(dǎo)航定位服務(wù)都是局部的,是相對(duì)坐標(biāo)系,或者相對(duì)的參照物,這下可能我們同時(shí)又為室內(nèi)外融合導(dǎo)航定位打開(kāi)了一扇窗;
  第三是地圖只是地理信息的表達(dá)方式,而且是個(gè)靜態(tài)表達(dá)方式,是測(cè)繪范疇的事情。而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)多維條件下定位導(dǎo)航,完全是場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的事情,時(shí)空形態(tài)復(fù)雜的多,早已不是測(cè)繪地圖的事情,應(yīng)該由導(dǎo)航定位領(lǐng)域去找到出路,找到安全可靠的表達(dá)方式;
  第四是精度也是相對(duì)而言的,十年前與現(xiàn)在相比,精度的含義不可同日而語(yǔ),而且再過(guò)三年五載精度可能已經(jīng)不是人們關(guān)心的事情,高精度是平常事。實(shí)際上如新興的視覺(jué)導(dǎo)航完全是圖形匹配的問(wèn)題,與精度基本無(wú)關(guān)。而納入不了地圖的時(shí)間才是決定可靠性等參數(shù)的關(guān)鍵,對(duì)此地圖已經(jīng)鞭長(zhǎng)莫及了。
  以上只是個(gè)人的真知灼見(jiàn),也只是一種思考方法,目的是拋磚引玉,讓大家的討論有靶可擊。