La precisión del espacio subterráneo es inferior a 2 m, Beidou 5G abre una nueva era de posicionamiento integrado
Hoy en día, la red ha cubierto la mayoría de las áreas donde vivimos y trabajamos, y "red conectada" se ha convertido en una parte indispensable de nuestra vida diaria, sin embargo, cuando tomamos el tren de alta velocidad o el metro. , todavía tenemos problemas de "red conectada" mala señal" o incluso "red desconectada".
En tierra, nuestras comunicaciones están cubiertas por señales de red 4G y 5G desde estaciones base, y la navegación también se puede posicionar directamente a través de Beidou. Sin embargo, bajo tierra, debido a obstrucciones de los edificios, las ondas de señal recibidas en interiores son. debilitados o incluso bloqueados, lo que lleva al fenómeno generalizado de señales de comunicación subterráneas débiles. Al mismo tiempo, el movimiento de alta velocidad del metro dificulta aún más el posicionamiento del retorno de la señal subterránea.
El 20 de marzo, el primer sistema de posicionamiento Beidou del metro de mi país comenzó a construirse en Beijing. El proyecto "Tecnologías clave para servicios de transporte y seguridad eficientes en sistemas de tránsito ferroviario de megaciudades" adoptó la tecnología de posicionamiento integrado Beidou 5G en interiores para realizarlo. la transmisión de señales de posicionamiento en interiores, para que los usuarios puedan recibir señales de navegación y posicionamiento, y mejorar la precisión del posicionamiento en el espacio subterráneo de las estaciones de metro a más de 2 metros. El sistema se puede utilizar para el despacho de vehículos, la organización del transporte de pasajeros y la respuesta de emergencia. También permite a los pasajeros utilizar mapas de teléfonos móviles en entornos subterráneos y realizar posicionamiento y navegación en estaciones de metro a través de navegación tridimensional.
¿Cuál es el encanto de Beidou 5G?
El sistema de navegación por satélite Beidou (conocido como: Sistema Beidou) proporciona principalmente servicios de posicionamiento, navegación y cronometraje para todo tipo de clima. a usuarios de todo el mundo. El 31 de julio de 2020, se completó y abrió el sistema Beidou-3 y brindó servicios globales. El sistema Beidou entró en una nueva etapa de promoción y aplicación integral.
Sin embargo, el sistema Beidou resuelve principalmente necesidades de posicionamiento en exteriores, y se ha utilizado básicamente en transporte, agricultura, silvicultura y pesca, monitoreo hidrológico, pronóstico meteorológico, alivio y reducción de desastres, seguridad pública y otros aspectos. Su precisión de posicionamiento en exteriores es de unos 10 metros, su precisión de medición de velocidad es de 0,2 metros por segundo y su precisión de sincronización es de unos 20 nanosegundos. Sin embargo, debido a que las señales satelitales no pueden cubrir interiores y tienen poca inmunidad al medio ambiente, no pueden cumplir con las condiciones necesarias para el posicionamiento en áreas complejas, como el posicionamiento en interiores y la oclusión en exteriores, y sus aplicaciones en interiores también han sido muy limitadas.
La red 5G se implementa utilizando estaciones base y tiene condiciones favorables para el posicionamiento, como redes densas, gran ancho de banda y múltiples antenas. Su retraso de interfaz aérea es tan bajo como 1 ms y su movilidad admite altas velocidades de 500 km/. h. La tecnología de posicionamiento móvil, etc. basada en la red de comunicación 5G puede lograr una precisión de posicionamiento submétrica o incluso decimétrica en interiores.
En entornos subterráneos de alta velocidad, como el metro, la profunda integración de Beidou 5G puede construir un sistema de posicionamiento de cobertura interior y exterior, combinando las ventajas del gran ancho de banda, la baja latencia y la amplia conectividad de 5G con la navegación. y capacidades de posicionamiento del sistema Beidou, mejorando enormemente la precisión del posicionamiento en entornos interiores complejos.
El sistema de posicionamiento Beidou del metro es la primera solución Beidou 5G aplicada en el metro, pero de hecho esta tecnología de posicionamiento integrada ya ha aparecido en el mercado. En abril de 2021, China Mobile desarrolló el sistema de navegación de precisión 5G Beidou y realizó pruebas en la carretera de circunvalación subterránea de Jiefangbei en Chongqing.
El posicionamiento en interiores es ahora una necesidad
Tecnología RFID (Identificación por radiofrecuencia): utilizando radiofrecuencia, una antena fija forma un campo electromagnético. La etiqueta adherida al artículo pasa a través del campo magnético. campo e induce una corriente para generar y transmitir los datos, realizando así comunicación bidireccional sin contacto e intercambiando datos para lograr el propósito de identificación y posicionamiento del dispositivo móvil. Puede obtener información de posicionamiento a nivel de centímetros en unos pocos milisegundos, y el campo electromagnético tiene la ventaja de que la tecnología de posicionamiento en interiores RFID no tiene línea de visión y también tiene las características de un gran rango de transmisión y un bajo costo.
Sin embargo, no tiene capacidades de comunicación, tiene poca capacidad antiinterferencias y no es fácil de integrar en otros sistemas. Además, la seguridad y la protección de la privacidad del usuario y la estandarización internacional no son lo suficientemente perfectas, por lo que generalmente se usa en logística y almacén. posicionamiento.
Tecnología WiFi: el posicionamiento WiFi en interiores se divide en dos tipos. Uno consiste en utilizar una red de área local inalámbrica compuesta por dispositivos móviles y puntos de acceso a la red inalámbrica para posicionar con mayor precisión a personas y vehículos mediante algoritmos de seguimiento de ubicación diferencial. . La otra es registrar de antemano la intensidad de la señal de una gran cantidad de puntos de ubicación determinados y luego completar el seguimiento de posicionamiento comparando la intensidad de la señal del nuevo dispositivo con una enorme base de datos. La precisión más alta del posicionamiento WiFi está entre 1 metro y 20 metros, pero los puntos de acceso Wi-Fi generalmente solo pueden cubrir un área con un radio de aproximadamente 90 metros y son fácilmente interferidos por otras señales, y el consumo de energía del localizador es también relativamente bajo.
Tecnología ZigBee: ZigBee es una tecnología de red inalámbrica de corto alcance y baja velocidad. Utiliza principalmente ondas de radio para transmitir datos de un sensor a otro y posiciona el dispositivo mediante comunicación coordinada entre sensores. Por lo tanto, la característica más importante de ZigBee es el bajo consumo de energía y el bajo costo, pero su limitación es que la transmisión de la señal se ve muy afectada por los efectos y el movimiento de trayectorias múltiples, y su capacidad de difracción es débil y su capacidad de penetración en la pared es débil. Se utiliza ampliamente en sistemas de gestión de personal de servicio en grandes fábricas y talleres.
Tecnología Bluetooth: como tecnología de transmisión inalámbrica de corto alcance y baja potencia, utiliza puntos de acceso Bluetooth para conectarse con los usuarios, y la información de ubicación del usuario se puede obtener detectando la intensidad de la señal. Las mayores ventajas de Bluetooth son su pequeño tamaño, corto alcance, bajo consumo de energía y fácil integración en dispositivos móviles como teléfonos móviles. Sin embargo, para entornos espaciales complejos, la estabilidad del sistema de posicionamiento Bluetooth es ligeramente pobre y se ve muy afectada por las señales de ruido. Sin embargo, el AOA Bluetooth que se ha vuelto popular en los últimos años se basa en un receptor y un transmisor. Puede medir la señal de la baliza a través de múltiples antenas en un área confirmada y utilizar el método de posicionamiento triangular para calcular la posición precisa del dispositivo de baliza. con una precisión de hasta 0,1, pero la mayoría de los entornos de implementación de Bluetooth AOA requieren una precisión de 1 a 3 metros.
Tecnología UWB (banda ultraancha): UWB es una tecnología de comunicación inalámbrica que ha surgido en los últimos años con alta velocidad de transmisión, baja potencia de transmisión, fuerte capacidad de penetración y no se basa en pulsos extremadamente estrechos. Es necesario utilizar la onda portadora en el sistema de comunicación tradicional, pero para transmitir datos enviando y recibiendo pulsos extremadamente estrechos con niveles de nanosegundos o microsegundos, teniendo así un ancho de banda de 3,1~10,6GHz. La precisión del posicionamiento UWB puede alcanzar un nivel inferior al metro y se utiliza principalmente para el posicionamiento en interiores y el seguimiento de objetos vivos estacionarios o en movimiento. Sin embargo, todavía existen problemas de consumo de energía y costos que deben optimizarse.
El posicionamiento integrado es la tendencia del futuro
Las seis tecnologías comunes de posicionamiento en interiores se han mencionado anteriormente, pero la fragmentación del Internet de las cosas hace que una sola tecnología no pueda satisfacer las necesidades del escena bien. La aplicación, por lo tanto, el posicionamiento integrado se ha convertido en una tendencia de la demanda de la industria.
En el "Libro blanco sobre el desarrollo de la industria de servicios de localización y navegación por satélite de China 2021" publicado por la Asociación de posicionamiento y navegación por satélite de China el año pasado, se señaló que el valor de producción total de la industria en 2020 aumentó en 16,9% interanual, alcanzando 403,3 mil millones de yuanes. Entre ellos, la tasa de crecimiento del mercado de posicionamiento de alta precisión supera con creces la de toda la industria, con un crecimiento interanual del 47,5 en 2020, y el valor de producción total alcanzó los 11.040 millones de yuanes. En los 11 años transcurridos entre 2010 y 2020, los ingresos por ventas anuales de productos de posicionamiento de alta precisión se han multiplicado por 10, con una tasa de crecimiento compuesta anual promedio de hasta 26.
La tecnología de posicionamiento única no puede satisfacer las necesidades diferenciadas del mercado masivo. Por lo tanto, se están lanzando gradualmente tecnologías de posicionamiento integradas como "Beidou", "5G" y "UWB" para mejorar gradualmente la cadena industrial.
En la rápida etapa de evolución tecnológica de la conducción autónoma y el transporte inteligente, la tecnología "Beidou 5G" se ha convertido en una nueva solución en el sistema de posicionamiento de personal de las minas inteligentes, la tecnología "UWB ZigBee" es más flexible que usar solo UWB, etc. El posicionamiento fusionado puede complementar las deficiencias de una tecnología de posicionamiento única y puede optimizar el consumo de energía, el costo y la precisión del posicionamiento en aplicaciones de escena para crear soluciones de posicionamiento refinadas.
En el futuro brillará el posicionamiento integrado.