北斗聚焦 | 华为首家完成了5G蜂窝低功耗高精度定位的关键技术验证;银河航天实现我国首例终端到终端低轨卫星通信测试

来源:今日北斗   3月前   

第一百五十二期

2023/10/30-2023/11/05


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NO.1

华为首家完成IMT-2020(5G)推进组5G蜂窝低功耗高精度定位技术验证

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2023年10月,在IMT-2020(5G)推进组的组织下,华为首家完成了5G蜂窝低功耗高精度定位的关键技术验证,包括基于5G UL-TDOA的控制面定位架构验证,以及在LOS/NLOS场景下,实现了普通5G手机终端和低功耗高精度定位(LPHAP)终端的亚米级精度定位。

此次技术验证严格遵循IMT-2020(5G)推进组制定的《5G蜂窝定位技术要求》和《5G蜂窝定位测试方法》,采用华为无线LampSite基站和入驻式5G核心网LCS (Location Service)模块,并通过普通5G手机终端和使用智联安5G低功耗高精度定位芯片的终端进行测试,定位精度最高可达到0.4米以内(LOS场景)。

本次技术验证应用了增强RedCap UE技术方案,该方案是3GPP Rel-17基于RedCap终端的基础上,创新性地在Inactive状态下发送大带宽SRS,保障高精度定位的同时可大幅度降低功耗。验证结果达到预期,为低功耗高精度定位标准化和相关产业链发展提供了关键支持。

随着3GPP频谱持续演进,大带宽、多天线为5G高精度定位提供了良好的基础,定位精度大幅提升。同时,5G通信定位一张网、节省投资和简化运维的综合优势,在多个行业数字化转型与升级中展现了独特的价值,未来在智造工厂、智慧矿山、仓储物流等领域具有广阔的应用前景。

华为5G室内定位解决方案经过长期积累和实践,在多场景部署形态、平台开放性和业务可靠性方面都紧跟行业需求,目前已在制造、仓储、交通等多个行业完成试点验证和商用部署。后续,华为将继续致力于推动5G蜂窝定位E2E生态进一步完善,使能行业对人员、物料和生产资源的定位诉求,促进5G物联产业繁荣发展。


来源:华为中国5G推进组


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NO.2

中国联通联合中兴通讯、是德科技完成首个基于 3GPP NR NTN低轨卫星语音和可视电话实验室验证

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近日,中国联通研究院携手中兴通讯、是德科技共同完成了NR-NTN低轨卫星实验室业务验证,在实验室环境下,借助终端模拟仪表、信道模拟器以及NTN基站,采用3GPP R17 NR NTN透明转发模式,进行手机直连卫星业务仿真验证,成功完成端到端卫星语音通话、卫星可视电话等业务测试,且话音和可视电话业务质量均符合预期(最小仰角时通话MOS分可达4以上),本次NR-NTN业务验证的成功为加速推动天地一体融合网络应用部署奠定了基础。

本次实验室测试中,网络侧采用中兴通讯开发的支持NR NTN能力的基站、5G核心网以及IMS业务服务器等,终端采用支持NR NTN协议和IMS业务的是德科技终端模拟仪表,满足端到端业务服务。其中,卫星信道模拟采用是德科技支持模拟低轨卫星超高速运动、动态时延、衰减变化以及超大多普勒频偏的信道模拟器。

本次测试利用实验室环境验证3GPP NR NTN协议用于手机直连低轨卫星的端到端综合业务能力。首次验证了话音和可视电话业务在手机直连低轨卫星场景下的性能,测试表明,在低轨卫星高速运动形成的大范围变化时延和频偏环境下,基于3GPP标准的NTN技术端到端工作正常,性能符合预期,再次证明了手机直连低轨卫星通信的技术可行性,为向公众用户推广卫星通信提供了业务示范。


来源:中国联通研究院

文 字:无线技术研究中心 崔航

          泛终端研究中心 叶阳


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NO.3

8万吨隧道沉管毫米级对接!北斗系统助力深中通道“海底穿针”

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深中通道,一条横亘在珠江口长24公里的桥隧综合体特大工程。如何把双向八车道的隧道放进几十米深的水下,和天上的北斗卫星有着密不可分的联系。

张超是深中通道项目负责测量管理的工程师,全程参与了沉管隧道安装工作,为期两年多。这是世界上第一条特长、超宽双向八车道的钢壳混凝土沉管隧道。6.8公里长的它,分为32个管节和最终接头,分步安装,每节沉管重量达8万吨。首先把巨型沉管运来,准确放置进海底的基槽,然后使它与前面的管节严丝合缝地首尾对接,还要安全使用100年。

在看不见的水下,5厘米的安装误差量,对于长160多米、宽46米、高10米的沉管来说可以说是“穿针绣花”。如果定位不准或精度不足,造成管节安装偏差过大,工程就得全部暂停,进行“精调”。

中交一航局深中通道项目部测量管理中心副主任 张超:一旦精调,会对工期造成一定影响,管节安装的时间窗口比较宝贵,一个月只有两个安装的时间窗口,如果精调,船舶的使用、人力物力的使用都会造成一定的浪费。

项目启动时,恰逢北斗系统投入使用。为引入北斗的力量,团队在陆上、海上、沉管上反复做了上千次试验验证,最终形成方案,由船上的北斗卫星天线和附近的参考基准站配合,对沉管进行差分定位,精度可达毫米级。入水后,沉管隧道在水下的位置、姿态清晰显示在屏幕上。北斗定位性能表现稳定而可靠,使得工程进展高质高效。


来源:央视财经


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NO.4

银河航天实现我国首例终端到终端低轨卫星通信测试

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近日,银河航天在灵犀03星上成功实现了我国首例终端到终端(Terminal to Terminal,T2T)低轨卫星通信测试,该卫星于2023年7月23日在太原卫星发射中心成功发射,是中国首款使用柔性太阳翼的低轨宽带通信卫星。

据介绍,本次终端到终端低轨卫星通信测试是指卫星地面终端之间直接通过卫星上的交换设备进行通信,无需经过地面信关站进行数据中转。在这样的工作模式中,由于省去了信关站中转的环节,通信时延可以降低50%,同时也提高了整个系统的灵活性和可用性。
银河航天CTO朱正贤表示,通常来说,用户想成功使用卫星上网,除了要使用卫星终端连上卫星,还需要通过地面信关站中转这颗卫星的数据到地面公共网络。本次测试的意义在于为卫星通信提供了一种更加灵活的通信模式。在极地、远海等偏远地区,即使没有信关站覆盖也能进行卫星通信。

依赖于地面信关站的传统卫星通信方式,具备技术成熟稳定、通信容量大等优势,但存在发生故障时无法自主运行的风险。终端到终端卫星通信具有灵活便捷、安全可靠的优势,可以满足多种不同形式的通信需求,提升系统的服务能力。终端到终端的通信模式,还特别适合用于对等网络(Peer to Peer,P2P)的构建,承载对等网络的应用,使用户实现直接相互通信、共享资源和协同工作,无需依赖中心化的服务器。
实现终端到终端低轨卫星通信并不容易,需要自研核心硬件设备克服诸多难题,其中,难度最大的部件之一是数字载荷。银河航天灵犀03星配置了数十吉比特每秒容量的毫米波多波束数字载荷,可以通俗理解为给卫星安装了智能“大脑”,使卫星能灵活调配自身的通信资源,根据业务需求,自动进行运算并进行波束调配,并通过数字透明转发技术实现星上传输数据通道的“自由组合”。
据介绍,灵犀03星数字载荷中的相控阵天线,采用了新型螺旋线式阵列排布技术和混合波束成形天线架构,相比于传统的排布方式,生成的多波束能量更集中,信号干扰更小,集成度更高,体积更小巧。

银河航天灵犀03星所搭载的数字载荷,从相控阵天线到数字硬件单机以及数字信号处理软件,均为银河航天自主研发,且硬件在重量、体积、尺寸、功能上均实现了大幅优化。

后续,银河航天将进一步在轨验证下一代低轨宽带卫星通信技术,包括星上交换、信令波束等,不断探索通信卫星应用新模式,为我国卫星互联网建设提供技术支撑。


来源:银河航天


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NO.5

青海首个多尺度嵌套土壤水分遥感地面校验场建成

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图为工作人员进行地面校验。青海省气象局 供图


记者30日从青海省气象局获悉,由青海省气象科学研究所与黄南州河南县气象局联合开展的小网格土壤水分遥感地面校验场日前在青海省河南县建设完成,标志着青海省首个多尺度嵌套的土壤水分遥感地面校验场“落地”。

据介绍,此次在河南县境内建设完成的8个小网格土壤水分站点,采用1千米×1千米的空间分辨率,与已建大网格(7千米×7千米)、中网格(3千米×3千米)土壤水分观测站点形成3种尺度嵌套的观测网络。目前,在河南县境内建设的观测站点共计48个,其中大网格31个,中网格9个,小网格8个,可以满足不同分辨率卫星数据的校验需求。

自2020年开始,青海省气象部门3年内在河南县境内先后完成3种尺度土壤水分站点建设,所建站点平均海拔在3500米至3900米间,探头安装深度为0-5、10、20、40及80厘米,并通过每层土样获取土质等参数,为遥感精细化服务提供更好的科技支撑。观测数据均采用5分钟频率,高时空分辨率的观测数据结合不同卫星数据资料,开展升/降尺度土壤水分反演研究,提高不同尺度土壤水分遥感反演能力,加强土壤水分监测水平,为青海省防灾减灾提供数据支撑。


来源:中新网

记者 张娟 杜华礼 朱海兰

图源自 青海省气象局


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NO.6

国家对地观测科学数据中心航空遥感数据资源分中心揭牌

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国家对地观测科学数据中心航空遥感数据资源分中心正式揭牌成立


近日,国家对地观测科学数据中心航空遥感数据资源分中心正式揭牌成立。该中心成立后,将通过中国科学院航空遥感中心数据共享门户动态更新科学数据集,最大限度为各应用部门及科研机构提供遥感飞行试验平台支撑和数据服务。

中国科学院空天信息创新研究院(空天院)所属中国科学院航空遥感中心目前运行2架奖状飞机、2架新舟遥感飞机为平台的“遥感飞机”和“航空遥感系统”两大国家重大科技基础设施,同时中心拥有10余套航空遥感载荷系统,具备同一区域、同时投入多架飞机搭载多类型传感器,开展光学、微波对地观测实验任务能力与经验。目前已建成现有PB级数据中心(节点),拥有包括像素工厂、航空数据处理管理等高性能并行化系统,以及大量高性能计算和存储硬件设施,长期从事包括高空间、高光谱、合成孔径雷达、激光雷达、红外类载荷的标准数据产品、基础数据产品和应用数据产品的生产和数据服务。

航空遥感中心自1985年成立以来,获取的原始数据面积逾200万平方公里,数据量超800TB;分发给农业农村、生态环境、自然资源、国土测绘、应急减灾、国家安全等20个以上行业科研用户的产品数据量超过700TB。中心主任潘洁研究员指出,航空遥感数据资源分中心的成立,旨在联合国际航空遥感数据资源建立高分辨率多模态数据开放共享合作网络,为全球公益性科学研究提供高质量的数据资源,发挥国家重大科技基础设施“创新利器”作用。

国家对地观测科学数据中心是2019年科技部和财政部首批认定的20个国家科学数据中心之一,负责协调和管理我国各类型对地观测科学数据资源和服务资源,建立科学数据开放共享的可持续发展机制,形成国家级公益性科学大数据设施。该中心主任李国庆研究员表示,航空遥感数据资源的共享将进一步推动我国航空遥感数据共享共用,丰富了数据中心的区域级高质量高分辨率数据资源,有力保障航空数据跨部门、跨区域、跨行业的公益性综合应用服务。


来源:中国网·中国发展门户网


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NO.7

北斗卫星赋能无人机小航母 全天候全地形保障电力巡检

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无人机完成作业任务后自动返航至智能巡检车内。受访单位供图


近年来,电力能源领域不断深化北斗在电网负荷管理、电力供应和能源调配等方面的应用,重点提高安全防护和安全运行能力。

10月26日,湖南永州阳明山无人区,一架已经完成自动巡检任务的无人机从远方飞来,准确无误地自动停在了号称业内“无人机小航母”的智能巡检车上。能够在没有通讯信号的区域,实现无人机自主巡航并自动返航,得益于最前沿的北斗技术在电力巡检专业的深化应用。

无人机智能巡检车内,九架无人机正安静的停放在机仓内,工作台上,还有一块科技感爆棚的LED显示屏。据该巡检车的研发人员杨嘉妮介绍,所有的无人机自动巡检作业都是通过这个工作台实现,作业时,屏幕内可以实时显示放飞的无人机准确方位、剩余作业时间等数据。同时,作业台还会实时收到无人机作业期间拍摄的影像资料,巡检人员可以随时随地通过查看影像资料辨别设备缺陷。

2021年,国网湖南电力主导研制第一辆无人机智能巡检车投入使用,它完美地将北斗应用于电力生产实际工作,解决了在无(弱)信号区域无法开展自主飞行、无法将前端数据回传至后台的弊端,搭载GPS、北斗、RTK、图像识别等多种定位方式,确保了通信全天候全地域永不断线。该项目已通过中国电科院的试验,申请专利6项(授权实用新型专利4项,受理发明专利1项、实用新型1项)、授权软件著作权2项、论文4篇;并在天津、长沙、衡阳、娄底、张家界等地输电线路进行了现场应用,包含500千伏雁船Ⅰ线精细化巡检,±800千伏复丰、锦苏线密集通道输电线路巡检,1000千伏潇江线多机协同巡检等多种不同等级线路进行了现场作业,作业效果良好,通过这种作业模式,巡检的工作效率可以提升3至6倍。


来源:金台资讯

  文 林洛頫、彭小桐

受访单位供图