北斗导航系统在汽车导航中应用

北斗导航系统在汽车导航中应用

北斗导航系统在汽车导航中的应用背景

在卫星导航之前的时代，经验丰富的驾驶员依靠道路交通地图集环游世界。 随着道路的更新，地图集也会定期更新。 我比较喜欢旅行，所以我买了一本作为乐趣的一部分，如下。

这本图册偶尔翻过，但没什么用处。 出行全部乘坐公共交通工具。 火车、汽车、飞机直达目的地。 购买目的地的当地地图导航。 我读研究生时，宿舍里有一个来自浙江台州的室友，热衷于骑自行车。 他曾经骑自行车从济南到台州，这本地图集是他旅途中的必备品。 除了地图集之外，还有一堆各个省市各个版本的地图。 随着卫星导航的发展和手机导航的普及，大砖地图集很快被淘汰。 有几个背景需要解释一下。

一、卫星导航民用化及北斗导航建设

GPS最初是为军事目的而设计的，后来逐渐扩展到民用市场。 车载导航是最常见的应用场景。 在北斗之前，GPS是最常用的车辆导航系统。

我国从2000年就开始研制北斗导航系统，2020年6月23日，第55颗北斗卫星成功发射。 第三代北斗卫星导航系统（30颗卫星）全面建成，为全球提供服务。 民用导航是一个巨大的服务内容。 事实上，2018年12月27日，在北斗卫星导航系统全面建成之前，我国就已经正式向全球提供服务。 北斗系统的全面建成，将使服务更加精准、完善。

在第三代北斗卫星导航系统建成的同时，开展第四代、第五代北斗导航卫星的研制，形成了“应用一代、研发一代、示范一代”的良好局面和发展趋势。一代”。

二、我国道路运输快速发展

《现代综合交通运输体系发展“十三五”规划》披露：我国公路里程：2010年400.8万公里，2015年458万公里，2020年500万公里。 公路里程：2010年5.8万公里， 2015年8万公里，2020年15万公里（完成里程）。 如此大规模的道路建设在世界上都是罕见的，而且路况变化很快。 去年我们去过的地方今年开通了新道路。 老路可以到达目的地，但新路应该会让它更安全、更快。

第三是汽车的普及

据中国汽车工业协会公布的数据：2000年，我国汽车产量为206.91万辆； 2009年突破1000万，达到1379.53万； 四年后，2013年突破2000万，达到2212万； 2017年达到峰值2901.81万，随后略有回落。 普通家庭购买的汽车越来越多。 在城市里开车对导航要求不高。 跨省市开车对于老司机来说不是问题，但对于每年数千万新司机来说却是个大问题。

中国汽车产量走势图

第四是通讯技术的发展

第一代移动通信（1G）于 20 世纪 70 年代商业化。 1973年，摩托罗拉推出第一款商用手机，被称为1G时代的霸主。 第二代移动通信（2G）从20世纪90年代到21世纪初大规模使用。 2009年，第三代移动通信产品（3G）在我国大规模推广。 五年后的2014年，4G在我国商用。 5G在我国推广应用已经过去五年了。 从1G到4G，国外技术标准领先于我国。 5G是我国首次在技术和标准上领先于国外。

五、智能手机的普及

2002年10月，诺基亚发布了首款搭载系统的智能手机7650，开启了普通用户的智能手机时代。

诺基亚7650

2007年，Apple 1发布，开启了智能手机的新时代。

苹果1

此后，苹果不断推出新产品，获得市场好评。 然而，苹果手机高昂的价格和频繁的更换让很多消费者难以接受。 于是，小米、华为、OPPO、VIVO等中国厂商迅速崛起，带动了智能手机向大众的快速普及。

中国智能手机出货量

北斗导航系统的建设和应用、公路交通的发展、汽车工业的大发展，体现了中国独特的速度。

民用数字地图的开发

汽车导航，只听声音会让人一头雾水，但结合数字地图就一目了然。 在数字地图领域，世界上最著名的就是地图。

2004年10月27日，该公司已成为硅谷一家富有的公司。 它看好数字地图应用前景，收购了一家从事数字地图测量的公司（不是美国卫星）。 关于公司的发展，《地图前传》这篇文章写得很好，可以参考一下。 (//.html) 2005年2月8日，地图正式发布。 4 月，地图在美国作为移动应用程序推出。 5月，《地球》正式发布。 用户可以通过该软件免费浏览世界各地的高分辨率卫星图像。 此后，数字地图迅速走向大众应用。

自地图普及以来，在中国，百度地图、高德地图已被大众接受，并逐渐占领国内主流导航市场。 高德地图和百度导航各有千秋。 对于普通用户来说，两者都足够了。 高德地图与百度有一个重要区别：高德地图拥有导航电子地图测绘甲级资质、测绘航拍甲级资质、互联网地图服务测绘甲级资质。 它可以自行收集数据并尽快发布。 百度地图不具备上述资质，需要购买资源，地图更新会比较慢。

车载导航

汽车导航已经发展了很多年。 这篇《汽车导航发展简史》详细介绍了古代汽车导航的发展历史(/a/)。 当时汽车导航价格太高，只存在于少数玩家汽车中。 GPS导航在驾驶车辆中普及后，2000年左右（具体时间不详），一些商用车为了提高业务效率，购买了车载导航设备。 但当时的数字地图制作还比较粗糙，移动网络也远不如今天普及。 地图无法实时更新，用户体验较差。 每次出行一定要预留足够的时间，避免导航错误。 业内比较好的公司是凯利德公司（与高德一样，拥有电子地图甲级测绘资质）。 凯立德推出了多款导航设备，用户体验比没有电子导航好很多。 2011年左右，一个亲戚在全国各地旅游，我把大砖图册送给了他。 那时导航仪已经很常见了，所以他也买了一台。 这款导航仪的外观并不比任何其他智能手机差一丁点。 不仅看起来很差，实时连接互联网非常不方便，流量也很贵，而且更新数字地图还要收费。 然而，靠着这套装备和地图集，他从北京开车到了新疆、西藏，走遍了全国。 照片很美，游记写得很好。

北斗导航

近十年来，车载导航发展非常迅速。 特别是近年来，随着GPS的民用化、智能手机的普及以及数字地图厂商商业模式的形成，向用户提供免费的导航服务，车载导航得到了快速发展。

GPS最初是为军事用途而开发的，首先必须满足美国的军事需求。 另外，由于GPS的被动定位特性，理论上可以服务的设备是无限的。 世界各地各行各业都有时间和地点的需求。 考虑到这些需求，美国政府大力推动GPS的商业化运营。 首先服务于美国的用户，即选民和纳税人； 如果欧洲、大洋洲、亚洲的小弟们听话的话，就开放一些资源给他们，顺便赚一波保护费； 中国拥有巨大的市场，改革开放后发展迅速。 为美国提供了大量廉价优质的商品，也可以开拓一些资源。

当然，美军不是慈善家，不可能花巨资建设GPS系统供中国免费使用。 但美国无法直接向终端用户收费，因为向普通用户开放的定位是被动定位，只能单向通信。 因此，美国想到了其他的充电方式：手机、汽车等各种设备必须配备GPS芯片，能够接收GPS信号，才可以使用GPS导航定位功能。 芯片制造商必须向GPS运营商支付许可费才能获得生产资格。 芯片厂家直接交费用，羊毛却是从羊身上出来的。 芯片厂商最终将成本转嫁到用户身上，用户间接被断了羊毛。 2019年中国手机出货量为3.74亿部，每部手机都要向GPS运营商支付费用。 美国的GPS运营商左手骗取国会建设和运营GPS系统的资金，右手向全球终端用户收钱，从而获胜。 所以当俄罗斯建了格洛纳斯，欧洲建了自己的伽利略时，美国分了美国的蛋糕，心里很不高兴。

对于我国来说，建立北斗并不是为了与美国争夺业务，而是因为定位和授时是基础设施。 尤其是在世界紧密相连的今天，定位和时机关系到国家军事和经济安全，必须掌握在自己手中。 于是我国自主建设了北斗卫星导航系统。 事实上，我在决定独立构建GPS之前就曾吃过亏； 我在北斗一号建设过程中被欧盟伽利略欺骗了，交了一些学费。 但我国是一个发展中国家。 全球卫星导航系统庞大复杂，建设路上坑坑洼洼。 感谢上帝，美国没有故意给我们挖坑。 指望美国带路、避开坑是不现实的。 所以我们必须在岩石中摸索。 河。 好在我们国家有着悠久的独立摸着石头过河的传统。 这一次花了20年：

2000年至2007年，北斗一号测试系统共有4颗测试卫星； 2007年至2019年，北斗二号共发射20颗卫星（含备份卫星），服务亚太地区； 2015-2020年，北斗三号发射了35颗卫星（每颗测试卫星5颗不提供服务），为全球提供高精度、全天候、全天候的导航、定位和授时服务。

北斗完成后，它和GPS有什么关系？ 中科院院士杨元熙在《CCTV-10-透视新技术——北斗导航()》中介绍：“北斗可以替代GPS，可以共存。替代意味着北斗可以实现GPS的所有功能世界各地，还增加了短信等多项新功能；共存意味着同时使用GPS和北斗，让用户可以接收更多的卫星信号，提高定位精度。 事实上，很多手机都采用了卫星融合定位，兼容GPS、北斗等卫星定位系统。 北斗的建成可以在汽车导航、手机定位导航等民用领域完全替代GPS。 在国内甚至国外开车时，只能使用北斗。

商业模式和市场规模

北斗系统本身就是一个类似于公路、铁路的基础设施建设。 公路、铁路为用户提供交通服务，北斗系统为用户提供时间、空间位置信息服务。 CCTV-10-新技术透视-北斗导航（）简介：2019年，我国卫星导航与位置服务产业相关企事业单位有1.4万家，从业人员超过50万人，总产值3450亿元。 卫星导航带动相关衍生产业产值2284亿元。 美国就这么一块大蛋糕赚了不少钱。 粗略地概括一下，北斗本身及其衍生产业在汽车导航领域有以下几种商业模式。

五金制品生产许可证

这个商业模式是最基本的。 手机、汽车等都使用北斗导航。 他们需要安装可以接收北斗信号的导航定位芯片。 制造商必须向北斗运营商支付许可费。 除了导航定位芯片外，还有天线、板卡、宽带射频芯片等产品，目前已具备大规模应用和推广的条件。

2019年12月27日，在北斗三号提供全球服务一周年新闻发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其介绍：“22 -支持新型北斗三号信号的纳米工艺射频基带组合导航定位芯片，体积更小、功耗更低、精度更高，已大规模应用，同时新一代北斗高-精密天线、板卡、宽带射频芯片等系列产品已开发出来，性能指标不断完善，具备大规模应用和推广的条件，此外国外主流厂商也推出了基础产品新的北斗三号信号。”

数字地图吸引企业入驻

高德地图、百度导航、商户结算和排名推广已经成为一个相对成熟的行业。 这类互联网公司的商业模式比较先进：基础服务免费，增值服务收费。 就是注册店铺是免费的，但是如果需要做推广、搜索排名，就要收费。 对于一些不太擅长使用入店功能但面临激烈市场竞争的商家来说，有专业的公司提供入店、推广等全套服务。

数字地图连接电子商务

2014年，阿里巴巴收购高德地图，加大对O2O的关注。 2020年端午节期间，想去崇明自驾徒步。 我在高德地图上搜索景点，发现推出了新的购票服务，直接用支付宝支付。 这一功能完善了阿里巴巴的旅游生态，用户不再需要找到景点然后打开飞猪购买门票。 也降低了用户打开携程、去哪儿等其他应用购买门票的概率。 该功能仅在高德地图手机版可用，PC版不支持。

高德手机直接购票

百度地图手机版也推出了直接购票的功能，不过是和携程合作的。

手机百度地图直接购票

基于用户数据的定向广告

基于用户数据的精准广告是百度的专长。 凭借这一绝活，百度一度在与阿里巴巴、腾讯的竞争中占据主导地位。 不过，阿里巴巴的电商生态系统更加全面。 不仅根据用户历史搜索数据在淘宝上精准推送商品广告，实现淘宝“千人千面”，还将这项技术推广到数字地图领域。 除了直接购买门票外，阿里巴巴的高德地图还可以在用户搜索某个位置时，向用户推荐附近的各种酒店、超市、餐馆。 用户可以直接在线预订酒店。

通过高德地图手机应用预订住宿

通过百度地图手机应用预订住宿

预订酒店后，APP基于北斗导航收集用户位置信息，可以推荐餐饮、购物、打车出行等一系列信息。 用户使用频率越高，收集的信息就越多，对用户需求和偏好的分析就越准确，广告推广就越精准。

我用高德和百度找到了同一家酒店的相同房型，但价格略有不同。 由于高德地图与飞猪合作，首先推送的就是飞猪的业务信息。 百度和很多公司合作，大家竞价排名。 谁付出的多，谁就排名第一。 至于房型的价格，各公司自由做。 我只会展示它。

未来展望

未来，基于数字地图的应用必将更加丰富。 但最值得想象的应该是基于北斗精准定位的车联网和自动驾驶。

要实现全自动无人驾驶，有几个技术要求：首先，必须确定车辆与其他车辆、行人、障碍物之间的距离。 二是速度控制。 基于准确的距离判断，准确控制车速，与前车保持安全距离。 第三是引导车辆到达目的地。

第三点是导航功能比较成熟； 第二点测试车辆的性能； 第一点直接关系到车上人员和行人的安全，是必须满足的最基本、最重要的要求。 当美国将GPS开放给民用时，人为注入的导航误差使其精度达到了数百米量级。 后来为了应对俄罗斯的竞争，精度调整到了十米量级。 无人驾驶汽车的情况非常复杂，尤其是在行人和非机动车密度过高的城市地区。 为了保证行车安全，定位精度要求达到米级甚至厘米级。 这个精度水平几乎是军用级的，GPS显然不可能开启如此高精度的定位。

北斗系统可为自动驾驶提供高精度定位，充分保障高速、城市工况下自动驾驶的安全性。 对于中国这个全球最大的汽车市场来说，自动驾驶一旦突破技术瓶颈，完成法律法规的构建，将重塑汽车产业，颠覆这个万亿级民用市场。 一旦汽车从技术上实现了车联网和无人驾驶，汽车之间就可以通过车联网直接进行通信，告知前、后、左、右车辆的驾驶意图，确保安全驾驶。 届时，因人为疏忽、疲劳驾驶等因素造成的城市拥堵和交通事故将大幅减少，高速公路使用效率将大幅提高。

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