导航技术的演进一直是科技å‘展的焦点,催生了众多先进的定ä½è§£å†³æ–¹æ¡ˆã€‚éšç€æ™ºèƒ½äº¤é€šã€æœºå™¨äººã€æ— 人机ç‰é¢†åŸŸçš„高速å‘å±•ï¼Œä¼ ç»Ÿçš„å«æ˜Ÿå¯¼èˆªç³»ç»Ÿï¼ˆå¦‚GPSï¼‰é€æ¸æš´éœ²å‡ºå—ä¿¡å·å¹²æ‰°ã€é®æŒ¡å’ŒçŽ¯å¢ƒé™åˆ¶çš„çŸæ¿ã€‚这催生了惯性导航与组åˆå¯¼èˆªæŠ€æœ¯çš„é©å‘½æ€§çªç ´ï¼Œå°†â€œæ— ä¾èµ–â€ä¸Žâ€œé«˜ç²¾åº¦â€ç»“åˆï¼ŒæŽ¨åЍç€å®šä½æŠ€æœ¯è¿ˆå‘更高的智能化和自主化。
惯性导航(InertialNavigationï¼‰åˆ©ç”¨åŠ é€Ÿåº¦è®¡å’Œé™€èžºä»ªç‰æƒ¯æ€§ä¼ 感器,实时计算物体的è¿åЍä½ç½®å’Œå§¿æ€ã€‚其最大的优势在于能够在没有外部信å·çš„环境下实现自主导航,适用于地下ã€éš§é“ã€æµ·åº•ã€æ·±ç©ºç‰ç‰¹æ®Šåœºæ™¯ã€‚
惯性导航系统(INSï¼‰æ ¸å¿ƒç”±é«˜ç²¾åº¦çš„æƒ¯æ€§æµ‹é‡å•元(IMU)构æˆï¼Œç»“åˆåŸºå‡†ç‚¹æˆ–辅助信æ¯è¿›è¡Œè¯¯å·®è¡¥å¿ã€‚高端IMU采用光纤陀螺仪或微机电系统(MEMS)陀螺仪,æžå¤§æå‡äº†æµ‹é‡çš„稳定性和精度。æ®ç»Ÿè®¡ï¼ŒçŽ°ä»£é«˜ç«¯æƒ¯æ€§å¯¼èˆªç³»ç»Ÿçš„å®šä½è¯¯å·®èƒ½æŽ§åˆ¶åœ¨å‡ ç±³ä¹‹å†…ï¼Œä¸”è¯¯å·®éšæ—¶é—´ä¸ä¼šåƒå•纯的IMUé‚£æ ·è¿…é€Ÿç´¯ç§¯ã€‚
微机电系统(MEMSï¼‰æƒ¯æ€§ä¼ æ„Ÿå™¨æŠ€æœ¯çš„çªç ´ï¼Œä¸ºæƒ¯æ€§å¯¼èˆªçš„æ™®åŠæä¾›äº†å¯èƒ½ã€‚MEMSå…·æœ‰æˆæœ¬ä½Žã€ä½“积å°ã€èƒ½è€—低的特点,适åˆåœ¨æ— 人机ã€è‡ªåŠ¨é©¾é©¶è½¦ã€æ™ºèƒ½ç©¿æˆ´è®¾å¤‡ä¸å®žçŽ°å¤§è§„æ¨¡åº”ç”¨ã€‚çŽ°ä»£æƒ¯æ€§å¯¼èˆªç³»ç»Ÿé€šå¸¸èžåˆäº†å¡å°”曼滤波ã€äº’补滤波ç‰å…ˆè¿›ç®—æ³•ï¼Œä»¥ä¸æ–ä¼˜åŒ–è¯¯å·®æ ¡æ£ï¼Œå°†æƒ¯æ€§å¯¼èˆªèžå…¥åˆ°å¤šä¼ 感器信æ¯èžåˆçš„体系ä¸ã€‚
组åˆå¯¼èˆªï¼Œåˆç§°èžåˆå¯¼èˆªï¼Œæ˜¯å¤šæºä¿¡æ¯æ•´åˆçš„高端技术。它通过引入全çƒå¯¼èˆªå«æ˜Ÿç³»ç»Ÿï¼ˆGNSSï¼‰ã€æƒ¯æ€§å¯¼èˆªã€è§†è§‰å¯¼èˆªã€é›·è¾¾æˆ–激光雷达ç‰å¤šä¼ 感器数æ®ï¼Œå®žçŽ°å®šä½çš„互补优势,以解决å•ä¸€ç³»ç»Ÿåœ¨ç‰¹å®šçŽ¯å¢ƒä¸‹çš„å±€é™æ€§ã€‚
在实际场景ä¸ï¼Œçޝä¿ç›‘测ã€çŸ¿å±±å‹˜æŽ¢ã€æ— äººé©¾é©¶ã€æ— 人机巡检ã€å†›äº‹è¿½è¸ªç‰é¢†åŸŸï¼Œéƒ½å¯¹å¯¼èˆªç²¾åº¦å’Œç¨³å®šæ€§æå‡ºä¸¥æ ¼è¦æ±‚。å•ä¸€å¯¼èˆªæ‰‹æ®µå¾€å¾€æ— æ³•æ»¡è¶³æŒç»æ€§å’Œç²¾å‡†æ€§éœ€æ±‚ã€‚ä¾‹å¦‚ï¼Œå«æ˜Ÿå¯¼èˆªåœ¨éš§é“内或ç¹å¯†é®æŒ¡çš„城市环境ä¸ä¿¡å·æžå·®ï¼Œå¯¼è‡´å®šä½æ€§èƒ½å¤§æ‰“折扣。而惯性导航虽自主性强,å´ä¼šå˜åœ¨è¯¯å·®é€æ¥ç´¯ç§¯çš„问题。
组åˆå¯¼èˆªçš„æ ¸å¿ƒä¼˜åŠ¿åœ¨äºŽå¤šæºèžåˆï¼šé€šè¿‡å°†é«˜é¢‘率惯性测é‡ä¸Žä½Žé¢‘率的GNSSä¿¡å·ç»“åˆï¼Œåˆ©ç”¨å¡å°”æ›¼æ»¤æ³¢è¿›è¡Œè¯¯å·®æ¨¡åž‹çš„æ ¡æ£ï¼Œå®žçŽ°â€œè¯¯å·®ä¸ç´¯ç§¯â€çš„稳定定ä½ã€‚还å¯åŠ å…¥è§†è§‰ä¼ æ„Ÿå™¨ï¼ˆæ‘„åƒå¤´ã€æ¿€å…‰é›·è¾¾ï¼‰è¿›è¡ŒçŽ¯å¢ƒç‰¹å¾è¯†åˆ«å’Œåœ°å›¾åŒ¹é…ï¼Œè¿›ä¸€æ¥æå‡å®šä½ç²¾åº¦ã€‚
基于深度å¦ä¹ 和人工智能的èžåˆç®—法,也为组åˆå¯¼èˆªå¸¦æ¥åˆ›æ–°ã€‚例如,利用深度神ç»ç½‘ç»œå¯¹ä¼ æ„Ÿå™¨æ•°æ®ä¸çš„夿‚噪声进行建模,æé«˜çжæ€ä¼°è®¡çš„准确度。未æ¥ï¼Œéšç€5Gã€è¾¹ç¼˜è®¡ç®—ç‰æŠ€æœ¯çš„å‘展,组åˆå¯¼èˆªæ£é€æ¥èµ°å‘智能化ã€è‡ªåŠ¨åŒ–ï¼Œå¹¶åœ¨æ— äººé©¾é©¶ã€æ™ºæ…§åŸŽå¸‚ã€æ— äººæœºç‰æ–°å…´é¢†åŸŸå±•çŽ°å‡ºå¹¿é˜”çš„åº”ç”¨å‰æ™¯ã€‚
从技术层é¢çœ‹ï¼Œæƒ¯æ€§å¯¼èˆªä¸Žç»„åˆå¯¼èˆªçš„èžåˆæ£æœç€é«˜ç²¾åº¦ã€ä½Žæˆæœ¬ã€æ™ºèƒ½åŒ–çš„æ–¹å‘æ¼”进,推动ç€è¡Œä¸šçš„æ·±åº¦å˜é©ã€‚å°¤å…¶æ˜¯åœ¨æ— äººé©¾é©¶ã€æ™ºèƒ½æœºå™¨äººã€æ— 人机ç‰é¢†åŸŸï¼Œå¯¼èˆªçš„自主性和稳定性æˆä¸ºæ ¸å¿ƒç«žäº‰åŠ›ã€‚
未æ¥å‡ 年,微机电系统(MEMSï¼‰æƒ¯æ€§ä¼ æ„Ÿå™¨çš„æ€§èƒ½å°†æŒç»æå‡ï¼Œæˆæœ¬ä¸æ–é™ä½Žï¼Œä½¿é«˜ç²¾åº¦å¯¼èˆªé€æ¸æ™®åŠåˆ°æ¶ˆè´¹çº§åº”用。基于AI的智能èžåˆç®—法将æˆä¸ºè¡Œä¸šæ ‡é…,æå‡ç³»ç»Ÿçš„自适应能力。
产业链方é¢ï¼Œå…³é”®ç»„件如IMUã€ä¼ 感器ã€èŠ¯ç‰‡ã€ç®—法软件ç‰çš„å›½äº§åŒ–å°†åœ¨æ”¿ç–æ”¯æŒä¸‹åŠ é€Ÿçªç ´ï¼Œå‡å°‘对进å£è®¾å¤‡çš„ä¾èµ–。领先ä¼ä¸šçº·çº·å¸ƒå±€ï¼Œä»Žç¡¬ä»¶ç ”å‘åˆ°è½¯ä»¶ç®—æ³•ï¼Œå…¨é¢æŽ¨åŠ¨å¯¼èˆªæŠ€æœ¯çš„å›½äº§åŒ–å‘展。
在实际应用ä¸ï¼Œæƒ¯æ€§å¯¼èˆªä¸Žç»„åˆå¯¼èˆªå·²åœ¨ç©ºé—´æŽ¢ç´¢ã€å†›äº‹è£…å¤‡ã€æ·±æµ·ä½œä¸šç‰æ–¹é¢å–得显著çªç ´ã€‚ä¾‹å¦‚ï¼ŒæŸæ— äººæ½œèˆªå™¨åœ¨å¤æ‚海域实现零ä¾èµ–自主导航,有效应对海况å˜åŒ–带æ¥çš„干扰。但也å˜åœ¨è¯¸å¤šæŒ‘战。
å…¶ä¸ï¼Œä¼ æ„Ÿå™¨çš„å¾®å°æ¼‚移误差ã€è®¡ç®—资æºçš„优化ã€çŽ¯å¢ƒå˜åŒ–带æ¥çš„适应性ç‰é—®é¢˜ï¼ŒäºŸéœ€ç§‘æŠ€äººå‘˜ä¸æ–攻关。数æ®èžåˆç®—æ³•çš„å¤æ‚æ€§å’Œå®žæ—¶æ€§è¦æ±‚也对硬件性能æå‡ºäº†æ›´é«˜è¦æ±‚。
未æ¥ï¼Œéšç€é‡åä¼ æ„Ÿã€å…‰åä¼ æ„Ÿç‰æ–°å…´æŠ€æœ¯çš„æ¶ŒçŽ°ï¼Œæƒ¯æ€§å¯¼èˆªçš„ç²¾åº¦å’Œå¯é 性有望迈上新å°é˜¶ã€‚è€Œåœ¨æ™ºèƒ½åˆ¶é€ ã€è‡ªåЍ驾驶ç‰äº§ä¸šçš„æŽ¨åŠ¨ä¸‹ï¼Œè¿™äº›æŠ€æœ¯çš„åº”ç”¨åœºæ™¯å°†æ›´åŠ ä¸°å¯Œå¤šå½©ï¼Œå¼€å¯å¯¼èˆªç§‘æŠ€çš„æ–°ç¯‡ç« ã€‚
ç§‘æŠ€å‰æ²¿çš„“暗战场â€ï¼šæƒ¯æ€§å¯¼èˆªä¸Žç»„åˆå¯¼èˆªçš„æœªæ¥å¸ƒå±€
进入21世纪åŽï¼Œå¯¼èˆªæŠ€æœ¯çš„å‘展æ¥ä¼ç©ºå‰åŠ å¿«ã€‚æƒ¯æ€§å¯¼èˆªä¸Žç»„åˆå¯¼èˆªä¸å†ä»…æ˜¯ç§‘ç ”å®žéªŒçš„â€œè¯•ç”¨åœºâ€ï¼Œå®ƒä»¬å·²æˆä¸ºå›½å®¶æˆ˜ç•¥ç§‘技的é‡è¦ç»„æˆéƒ¨åˆ†ï¼Œä¹Ÿæ˜¯å¤šè¡Œä¸šå‡çº§è½¬åž‹çš„“新引擎â€ã€‚从国家层é¢çš„科技布局,到产业链的技术创新,未æ¥çš„导航科技æ£å¤„于高速跃å‡çš„é˜¶æ®µï¼Œæ— è®ºæ˜¯å†›äº‹ã€æ°‘用还是商业应用,都在å•育ç€å·¨å¤§çš„å˜é©æ½œåŠ›ã€‚
导航技术的掌æ¡ï¼Œæ„味ç€ç§‘æŠ€å’Œå›½å®¶å®‰å…¨çš„æ ¸å¿ƒç«žäº‰åŠ›ã€‚è¿‘å¹´æ¥ï¼Œæˆ‘国在惯性导航与组åˆå¯¼èˆªé¢†åŸŸåŠ å¤§æŠ•å…¥ï¼Œå°†å…¶åˆ—å…¥å›½å®¶â€œå四五â€ç§‘技é‡å¤§ä¸“é¡¹ï¼ŒåŠ›å›¾æ‰“ç ´å›½å¤–æŠ€æœ¯å°é”ï¼Œå®žçŽ°è‡ªä¸»å¯æŽ§ã€‚
国家层é¢å·²æ”¯æŒå¤šé¡¹ç›¸å…³æ”»å…³é¡¹ç›®ï¼Œå¦‚高精度惯性导航芯片ã€è¶…é«˜æ€§èƒ½ä¼ æ„Ÿå™¨ã€æ™ºèƒ½èžåˆç®—法ç‰ï¼ŒæŽ¨åŠ¨å®žçŽ°æˆæœ¬é™ä½Žä¸Žæ€§èƒ½æå‡çš„åŒé‡ç›®æ ‡ã€‚å›½å®¶ä¹Ÿåœ¨å¸ƒå±€è‡ªä¸»å¯¼èˆªå«æ˜Ÿç³»ç»Ÿï¼ˆå¦‚“北斗â€ç³»åˆ—的多模èžåˆï¼‰ï¼Œä¸ºç»„åˆå¯¼èˆªæä¾›åšå®žçš„空间基础。
部分国家采å–“技术å°é”与åˆä½œâ€çš„åŒé‡ç–略,鼓励国内ä¼ä¸šçªç ´å…³é”®æ ¸å¿ƒæŠ€æœ¯ï¼ŒåŠ å¿«å›½äº§åŒ–æ¥ä¼ã€‚比如,利用é‡åé›·è¾¾ã€ç©ºé—´ç¨³å®šæ¿€å…‰è…”ç‰æ–°å…´æŠ€æœ¯ï¼ŒæŽ¨åЍæžé«˜ç²¾åº¦çš„æƒ¯æ€§å¯¼èˆªç³»ç»Ÿå»ºè®¾ï¼Œç¼©çŸå›½é™…å·®è·ã€‚
产业链的æˆç†Ÿï¼Œæ˜¯å¯¼èˆªæŠ€æœ¯å®žçŽ°å¹¿æ³›åº”ç”¨çš„ä¿éšœã€‚硬件方é¢ï¼Œå›½äº§IMUèŠ¯ç‰‡å’Œé«˜ç«¯ä¼ æ„Ÿå™¨çš„ç ”å‘å·²è¿›å…¥å®žç”¨é˜¶æ®µï¼Œæ‰“ç ´äº†è¿›å£ä¾èµ–。在软件层é¢ï¼Œæ·±åº¦å¦ä¹ ã€AIç®—æ³•åœ¨ä¼ æ„Ÿå™¨æ•°æ®èžåˆä¸çš„应用,为高精度ã€ä½Žå»¶è¿Ÿçš„导航系统赋能。
除æ¤ä¹‹å¤–,边缘计算与云计算的结åˆï¼Œä¹Ÿåœ¨æŽ¨åŠ¨â€œå®žæ—¶ã€é«˜æ•ˆâ€å¯¼èˆªè§£å†³æ–¹æ¡ˆçš„诞生。这æ„å‘³ç€æœªæ¥æ— 论是在高速公路ã€åŸŽå¸‚高楼林立的密集区,还是在åè¿œå¤æ‚的环境ä¸ï¼Œå¯¼èˆªéƒ½èƒ½å˜å¾—æ›´æ™ºèƒ½ã€æ›´ç²¾å‡†ã€‚
äº§ä¸šå·¨å¤´çº·çº·å¸ƒå±€ï¼Œæ— äººé©¾é©¶ã€æ™ºèƒ½åˆ¶é€ ã€ç©ºé—´æŽ¢ç´¢ã€å†›äº‹è£…备ç‰è¡Œä¸šçš„需求,æˆä¸ºé©±åŠ¨åˆ›æ–°çš„åŽŸåŠ¨åŠ›ã€‚å›½å†…å¤–ä¼ä¸šé€šè¿‡åˆä½œäº¤æµã€æŠ€æœ¯è”ç›Ÿï¼ŒåŠ å¿«çªç ´å…³é”®æŠ€æœ¯å£åž’,实现产业的快速èšåˆä¸Žå‡çº§ã€‚
é™¤ä¼ ç»Ÿçš„æƒ¯æ€§ä¼ æ„Ÿå™¨å¤–ï¼Œæ–°å…´æŠ€æœ¯æ£é€æ¥èžå…¥å¯¼èˆªä½“系。例如,é‡åä¼ æ„ŸæŠ€æœ¯å‡å€Ÿè¶…é«˜çš„çµæ•度,å¯èƒ½å½»åº•æ”¹å˜æƒ¯æ€§æµ‹é‡çš„æ ¼å±€ã€‚å…‰åæŠ€æœ¯ã€è¶…导技术ã€ç©ºé—´æ¿€å…‰æµ‹è·ç‰ï¼Œä¹Ÿä¸ºæœªæ¥è¶…高精度导航æä¾›äº†å¯èƒ½ã€‚
人工智能和大数æ®çš„应用,为导航系统æä¾›äº†â€œæ™ºæ…§å¤§è„‘â€ã€‚深度å¦ä¹ æ¨¡åž‹ä¸æ–ä¼˜åŒ–ç®—æ³•çš„é²æ£’æ€§å’ŒçŽ¯å¢ƒé€‚åº”æ€§ï¼Œä½¿å¯¼èˆªç³»ç»Ÿèƒ½åº”å¯¹å¤æ‚多å˜çš„现实环境,甚至实现自主å¦ä¹ 和自主优化。
未æ¥ï¼Œç»“åˆåŒºå—链技术的导航数æ®å®‰å…¨ä½“系,将为行业æä¾›æ›´åŠ å¯ä¿¡ã€å®‰å…¨çš„å®šä½æœåŠ¡ã€‚åœ¨é«˜é€ŸåŠ¨æ€å˜åŒ–的未æ¥ä¸–界ä¸ï¼Œæƒ¯æ€§+组åˆå¯¼èˆªå°†æˆä¸ºæ— äººé©¾é©¶ã€æ™ºæ…§åŸŽå¸‚ã€èˆªç©ºèˆªå¤©çš„å…³é”®æ ¸å¿ƒã€‚
虽然科技进æ¥ä»¤äººæŒ¯å¥‹ï¼Œä½†å¯¼èˆªè¡Œä¸šä»ç„¶é¢ä¸´ä¸å°‘æŒ‘æˆ˜ã€‚æ¯”å¦‚ï¼Œå¤æ‚çŽ¯å¢ƒä¸‹çš„ä¼ æ„Ÿå™¨æ¼‚ç§»é—®é¢˜éœ€è¦æ ¹æœ¬æ€§è§£å†³ï¼Œç³»ç»Ÿçš„å¯é 性与冗余性如何ä¿è¯ï¼Œæ•°æ®å®‰å…¨ä¸Žéšç§ä¿æŠ¤å¦‚何实现。
æŠ€æœ¯æ ‡å‡†åˆ¶å®šã€äº§ä¸šèžåˆã€å…³é”®èµ„æºè‡ªä¸»å¯æŽ§ï¼Œä¹Ÿéœ€è¦è¡Œä¸šåˆä½œå…±åŒæŽ¨åŠ¨ã€‚æœªæ¥ï¼Œäººå·¥æ™ºèƒ½ã€é‡å技术ã€ç©ºé—´ç§‘å¦çš„æ·±åº¦ç»“åˆï¼Œå°†ä¸ºå¯¼èˆªæŠ€æœ¯å¸¦æ¥æ–°çš„动力,也会催生更多创新型应用。
å¯ä»¥é¢„è§ï¼Œéšç€â€œæ™ºèƒ½åŒ–ã€è‡ªåŠ¨åŒ–ã€å…¨çƒåŒ–â€è¶‹åŠ¿æŒç»æ·±åŒ–,惯性导航与组åˆå¯¼èˆªçš„æœªæ¥å°†ä¸å†å±€é™äºŽä¼ 统应用,而是èžå…¥æ¯ä¸ªäººçš„æ—¥å¸¸ç”Ÿæ´»ä¸ï¼Œå¸¦æ¥æ›´é«˜æ•ˆã€æ›´å®‰å…¨ã€æ›´æ™ºèƒ½çš„空间体验。è°èƒ½åœ¨è¿™åœºç§‘技暗战ä¸å 得先机,è°å°±å°†åœ¨æœªæ¥ç§‘技竞争ä¸å æ®ä¸»åŠ¨ã€‚