澳门北斗时空服务平台应用实践
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，明确提出实施“北斗产业化等重大工程”“深化北斗系统推广应用，推动北斗产业高质量发展”。《澳门经济和社会发展第二个五年规划（2021—2025年）》也提出支持“重点布局及升级城市信息基础设施”，“为城市数据化治理、提升城市整体反应效率及数字经济发展等提供基础”的发展目标。澳门长期繁荣稳定发展对“一国两制”的成功实践具有重要意义。澳门是粤港澳大湾区重要的组成部分，对北斗规模应用“走出去”有示范作用。澳门位于中国内地与南海的水陆交汇处，南部珠江口西侧，毗邻广东省，与香港相距60km，与广州市相距145km。根据2023年统计资料，澳门土地总面积为33.3km2，海域面积为85km2。陆地南北最长约12km，东西最宽约7km；居民约57万人，总人口约68万人；主要产业为博彩、教育医疗服务、不动产、金融保险、批发零售及酒店等。在较小的土地面积，有着高度活跃的民生和工商活动，特别是水、电、燃气、燃油能源、交通、物流等商业需求强度较大。
南光（集团）有限公司（以下简称“南光集团”），是唯一总部在澳门的中央企业，业务涵盖能源保障、民生贸易、酒店旅游、城市建设、综合物流、文创会展、公共交通、现代金融等板块，在澳门基础民生领域占据重要地位。其中在北斗时空规模应用方面业务线条多，分布区域广，“北斗+”和“+北斗”应用场景较为丰富，技术要求较高。在澳门，原有的卫星定位系统多数依赖于GPS，缺少商用北斗时空服务的支持，定位精度不高。原有的车辆监控租赁第三方云服务，保障能力弱，缺失远程监控能力，事后回溯信息也不完整，缺少动态、实时在线监控能力。灾害紧急情况下，可能发生通信中断，失去远端导航定位信息的追踪。而北斗卫星导航系统以其高质量、高精度和高可靠性，特别是其独特的短报文能力，是解决上述痛点问题的有效路径，为澳门提供了一个更优的选择。南光集团通过北斗时空数据服务平台建设，在澳门开展境外北斗综合应用领域的示范工作，有力支持澳门智慧城市、基础民生的相关应用。北斗时空基础设施和规模应用是数字化智慧城市建设的重要支撑和保障，可助力并带动相关经济多元化发展。现代网络通信技术、云计算、智能传感、卫星定位使得智慧城市的建设成为可能。综合运用现代技术，可以动态实现对目标的识别、定位、跟踪、监控与管理，结合大数据、人工智能（AI）技术，实现智慧化应用和服务，从而保障城市综合管理和安全运营。其中北斗时空服务是智慧城市建设不可缺少的重要基石，北斗规模应用的发展空间广阔，在民用市场方面具有很大潜力。主要应用主要包括以下几方面：
1.城市交通领域卫星导航在城市交通领域的作用越来越重要。城市基础交通设施日渐复杂化，通过定位导航可以实时监测交通流量、交通拥堵情况，指引交通导航，减轻驾驶员负担，规避拥堵，优化交通效率，减少事故。水上船舶交通、港口自动化、车辆自动驾驶和低空经济发展等都离不开卫星导航定位。
2.公共安全保障领域卫星导航在公共安全保障领域也可起到重要作用。使用定位导航可以为人们提供准确的地理信息，一方面可以有效管控基础民生相关的安全风险，另一方面可及时应对突发问题，辅助有关权责机构协调管控救援行动，助力安全保障。
3.环境监测领域在环境监测方面，可透过导航定位的地理信息，有效组织分散监测地点的信息，从局部到整体双向全面监测实时情况，协助权责机构更好地掌握情况，例如：城市空气质量监测、水质状况监测、桥梁监测、山体边坡监测、大地测量、地籍测量、工程测量等。任何行业的活动，本质上都是关于人、物及其相互作用，离不开人、物相关联的时间、空间信息。智慧城市主要是通过整合应用机器智能、物联网、大数据、现代网络、边缘计算及云计算、北斗时空服务等高新技术才能实现。随着北斗卫星导航技术的不断发展，与智慧城市的融合将会更加紧密。
未来，北斗卫星导航系统将更好地与人工智能、大数据等新兴技术结合，实现更智能、更高效的智慧城市管理。同时，北斗系统的应用场景也将不断扩展，为居民提供更便捷、更舒适的城市生活体验。北斗卫星导航系统与智慧城市的融合是未来科技发展的重要方向。通过将北斗系统的定位、导航能力与智慧城市建设相结合，可以实现城市交通的优化、环境监测的精细化以及公共安全的提升，推动城市发展进入一个全新的时代。为加强澳门地区的北斗时空服务，促进北斗时空规模应用的发展，配合政府智慧城市建设，切实解决实际应用场景需求中的问题，南光集团在基站、时空服务平台和应用场景方面进行了一些探索和实践。1.增强北斗时空基础设施要保证智慧城市相关的各项应用的质量和性能，离不开地基增强站提供的高精定位服务，南光集团在澳门建立了一套地基增强站网，包括在澳门半岛、氹仔岛和路环岛各一个地基增强站点，共三个站组成澳门区域北斗地基增强站网，提供实时厘米级定位，以及事后毫米级定位服务（图1、图2）。
地基增强站网的各子站通过交换机/路由器建立本地局域网互联，通过防火墙/路由器等设备实现站间联通。对各站的观测数据实时统一数据处理，形成高精度的定位改正数据，用于提供北斗高精度地基增强导航定位服务。
北斗地基增强站网的建成，实现了为澳门全域提供实时厘米级导航定位的能力。地基增强站主要技术性能指标为：无人值守运行，年可靠率95%以上；自动轮检发现问题时报警；数据采样间隔1s，采集成功率>95%，传输成功率>95%；数据传输延迟小于2s；UPS能保证30h工作；GNSS数据双备份；接收机可保存30×24的1Hz原始观测数据，平台服务器保存一年的数据；RMS信号接收灵敏度-133dBm，伪码测距精度为6～15cm，载波相位测量精度为0.01周。北斗地基增强站网有力提升了澳门地区的商业化北斗时空基础服务能力，提高了北斗时空服务质量，是对各项北斗规模应用的有力保障。2.打造北斗时空服务平台澳门南光集团北斗时空服务平台是开展北斗规模应用的核心，它通过接收澳门北斗地基区域增强站网提供的参考站观测数据和控制点坐标信息，经过网格化解算处理和并向需求终端播发差分改正数据，面向澳门地区提供安全、稳定、可靠、统一的高精度北斗时空服务。北斗时空服务平台由接入网关、控制台、播发网关和开放接口四部分提供相关服务（图3）。
平台的主要功能为：①通过Ntrip协议对外播发差分数据；②支持差分账号的地图大、缩小、平移、居中、实时位置、轨迹等；③支持差分账号管理，创建、删除、编辑、查询账号等；④支持里程、时长等统计报表；⑤支持网关日志、交互日志等。⑥支持用户管理，增、删、改、查、登录、验证等安全操作。⑦支持按照角色分配权限、修改密码、安全连接等。图4为北斗时空服务平台界面。主要技术指标：①支持RTCM1074、1084、1094、1114、1124、1005、1033等数据消息类型；②RTK精度、数据完整性、频点等符合要求；③日常业务操作响应时间应不超过2s，简单查询响应时间应不超过4s，复杂和组合查询响应时间不超过10s；④支持集群架构部署；⑤提供7×24h的连续运行。澳门南光北斗时空服务平台应用管理界面如图5所示。面向澳门智慧城市，以城市基础民生数字化、智能化为目标，利用现代通信网络、云计算、大数据、物联网等技术，采用分层式服务体系，以北斗地基增强站的高精定位能力为核心打造的北斗时空服务平台，分别采用“北斗＋”“＋北斗”的方式，实现各规模应用场景数据的采集、存储、计算处理、信息交换、共享和分发功能，采用标准数据接口协议，为澳门城市各类应用的研发、建设、运营、管理提供支撑。3.开展行业应用（1）油气运输车辆北斗监控城市内燃油、燃气等燃料的运输除管网外，主要依靠陆路车辆运输，这些危险品车辆安全运营的监控工作是城市安全的重点之一。原有传统的监控方法不具有实时性，欠缺监控能力，效率低。采用北斗时空服务监控系统，可有效解决这些痛点问题。通过在油气运输车辆、飞机加油车辆上安装高精定位北斗监控终端，依托北斗时空服务平台，实现了在线智能监控，从而提高了监控水平和时效，同时也减轻了司机操作负担。车载安装的设备以高精北斗定位视像终端为核心，并在车辆周边四个方向、控制面板及平台处安装防爆摄像机，驾驶室内安装普通摄像机（图6）。车辆监控系统实现的主要功能为：北斗高精度定位(亚米级)、视频监控、智能视像分析算法、双向对讲等功能，用于车辆的北斗位置实时监控、实时视频监控、司机行为状态监控、车辆行驶状态记录及实时状态上报等远程监控。通过高精定位，实现超速报警、电子围栏报警等，强化了线路和站点的管理。通过视频监控，引入人工智能分析，实现了高级驾驶辅助系统（ADAS）：碰撞、车距近、车道偏离、倒车视像，以及驾驶员状态监视系统（DSM）：疲劳、分神、抽烟、打电话、单手驾驶、红外阻断墨镜、驾驶员异常、遮挡、驾驶员对比等报警。上述功能的实现，帮助司机减轻了劳动强度，使得管理者能够及时掌握车辆运行情况，可预防违章作业，降低了风险。不仅记录可追溯性好，还能实时在线进行调度管理。（2）公交巴士北斗监控公交巴士是城市民生的重要领域，安全运营监控十分重要。基于北斗时空智能服务，通过在澳门公交车辆上安装或升级智能车载终端，综合运用北斗导航定位、现代网络通信、地理信息技术，实现大巴营运生产调度信息化、自动化、智能化的高科技管理系统，实现车辆运营调度的智能化、实时化、科学化、无纸化，大巴车辆运行信息的可视化，实现面向乘客的完善的信息服务（图7）。公交监控系统已经实现的功能有：车道定位、实时位置/视频监控、轨迹/历史视频回放、电子围栏、超速告警、路线规划、运营排班、考勤管理、报表统计等。通过公交车辆智能联网调度监控系统，实现了高效运营和便捷服务，安全辅助驾驶监控以及语音报站等。减轻了驾驶员劳动强度，提高了安全监控水平，能够更好地为市民服务。（3）油气线路巡检北斗监控油气线路巡检的对象主要为：澳门油库的相关设备和管线、澳门国际机场输油管线、城市燃气输配管网、加油站、中央石油气供应站等。通过配备手持北斗高精度定位终端，在北斗服务平台的支持下，实现实时显示行动轨迹位置，支持巡检过程中动态、静态记录并做视频取证（图8），实现实时视频传输功能、音频对讲，便利指挥与协调，提升综合管理水平。彻底改变了原来需要事后手工记录、离线不能实时掌握巡检状况，以及容易发生线路偏离、漏掉重要检查点等情况。（4）油驳船北斗监控和短报文应用油驳船用于从澳门油库将油品运到主要专业用户。通过配置安装船载高精度视像终端，实现了智能监控。并且为油驳船安装了短报文终端，在发生大型灾害导致常规通信失效的情况下，仍然能够通过短报文，掌握油驳船的位置线路等信息（图9），解决了失去定位和联系的风险。澳门原有导航定位应用，以GPS多模为主，已先期占领市场，北斗时空数据服务平台的建立，有助于增强用户采用北斗时空服务的意愿。一方面，在油气运输车辆、公交巴士、巡检人员、油驳船等应用场景方面，可进一步扩大覆盖范围。例如专业运输车辆、的士、需要被监管实体的车辆、船舶等。另一方面，还有很多需要开拓的北斗应用场景，例如：重要设备设施变形监测、应急救援支援、建筑工地安全监管、管网沉降监测和重要封闭场所的人员管理等应用场景。澳门智慧城市的建设发展，将催生更多的新技术、新产品、新应用和新服务，在公共安全、国土资源、交通运输、金融电力、地震气象、现代农业、大众应用等领域发展广泛和深入的应用，为澳门数字经济发展注入新动力的同时，逐步实现北斗时空智能服务的东南亚覆盖，并扩展至服务全球。北斗卫星导航系统作为我国重要的时空基础设施，其服务正在为越来越多的国家和人民所共享。智慧城市是北斗规模应用的重要领域，对时空服务的需求广泛而迫切，将北斗导航与智慧城市基础设施融合应用，也是推进智慧城市建设、落实国家和澳门相关政策要求的重要举措。当前，已经初步建成北斗技术的基础设备，将逐步扩展到智慧城市建设更大的应用范围。南光集团北斗时空服务平台系统将以时空服务为纽带，结合多源传感终端、物联网、时空地理信息大数据等融合应用，助力智慧城市建设，推动北斗规模应用更大的发展。北斗卫星导航系统在澳门的应用和发展，将为澳门的数字化转型注入新动力，为澳门乃至全球的用户提供更精准、更可靠的服务。来源：《卫星应用》2025年第3期作者：赵明 孙礼编辑：刘维德责编：曲向芳本刊聚焦国内外卫星应用产业的政策、技术进展、应用成果和市场动态等；来稿应客观准确、结构严谨。
