封面聚焦 | 《智绘中国》第五集 星地织网
《智绘中国》第五集
星地织网
央视CCTV—1《自然中国》栏目组
【解说】
问天、量地、溯时，是人类自古就有的渴求。今天，测绘技术为地球上物体的位置、高度和方向标定总依据和起始标准，构建起统一的时空框架。而北斗系统，正是这个框架中最闪耀的“中国坐标”。
自2020年北斗卫星导航系统全面建成以来，北斗把来自太空的导航定位信号送达地面，自然资源部统筹整合近7000座基准站资源，连点成面，建成全国卫星导航定位基准站一张网，这张地面网络持续观测北斗信号，进行计算和修正，成为北斗高精度应用的重要地基增强节点。
天上的北斗提供统一的时空信号，地上的基准站把信号中的轨道、大气传播等误差进一步校正，二者协同配合。从守护国土安全到优化城市治理，从支撑重大工程到造福百姓生活，高精度定位下的测绘技术上天入地，编织起一张看不见却时刻发挥作用的安全网、服务网。
【解说】
张冬冬和同事正在对城市地下的燃气管网进行泄漏检测。
【采访】
王海龙 中国检验认证集团华北区域公司董事长
有些是管道自然老化，有些是一些施工造成了管道的形变，还有其他原因。随着城市建设不断推进，这些风险源会更多暴露出来。
【解说】
对于天津这样的超大城市而言，燃气管网里程突破5.4万公里，随着城市更新的加速、道路拓宽、建筑更迭，各类地下管线纵横交错，泄漏风险往往隐藏在看不见的地下空间里，要在如此庞大的管网中找到泄漏点，犹如大海捞针。
【采访】
马季林 天津能源集团总工程师
原来去现场我们要靠老师傅带，比如这片泄漏了，我们要去关闭阀门。
【采访】
朱咏梅 天津能源集团天津市热电有限公司董事长
这种方式渐渐地就不能满足管理水平提升的要求了，所以需要借助一些新的测绘技术。
【解说】
搭载北斗高精度定位的检测车，能以每小时90公里的速度、最远150米的探测距离，在城市街道间流动巡检，精准捕捉隐蔽的泄漏风险。
【采访】
张冬冬 中国检验认证集团北京有限公司检验工程事业部经理
我们这个车是北斗燃气泄漏检测车，它是通过车顶上的超声波风速风向检测仪、北斗的定位模块，以及高精度的PPB级别的燃气泄漏检测设备组成，PPB级就是十亿分之一级别的灵敏度，结合风速风向以及定位的信息，就可以快速地计算出行进路线中哪个点位有燃气泄漏的情况。
【解说】
精准定位地下燃气的泄漏点，靠的不只是来自太空的北斗信号，北斗解决了自主可控的米级精度定位，而地面上的卫星导航定位基准站，则把定位精度进一步增强到分米级、厘米级，让泄漏点的位置不再是一个模糊的范围，而是一个可以被精准标定的坐标。
【采访】
施闯 中国科学院院士、北京航空航天大学教授
北斗的定位精度从米级提高到分米级甚至于厘米级，就需要地面有一个增强系统，我们称之为基准站，来实时地进行校准，星地协同的这种联合增强定位，融合起来就实现高精度定位了，可以使定位精度从几米提高到几个厘米，提高两个数量级。
【解说】
北斗燃气泄漏巡检车采集到的精准坐标，通过全国卫星导航定位基准站一张网提供的高精度服务，实时回传到调度系统，第一时间指导燃气公司判断风险位置，组织应急抢修。而如何在错综复杂的地下管网中精准定位漏点位置，实际上早在管网建设阶段，就已经通过测绘技术进行了标定。
【采访】
姜波 天津能源集团津燃华润高压管网分公司巡检队队长
这是一个RTK定位仪，平时我们在工作当中定位的是三通、弯头、闸井、相邻管沟的位置，后期便于我们维修。
【解说】
基准站与北斗协同提供的高精度定位，将地下管网空间信息精准映射在数字地图上，原本埋藏在地下、难以直观看见的管网，变成了调度平台上清晰可查的空间信息。
这意味着，在未来的每一次应急抢修中，工人们不再需要盲目挖掘，而是能直抵病灶。
【采访】
马季林：我们百姓的用气高峰都是很明确的，抢修时间要躲开高峰期，快速反应，确定漏气管闸的位置，及时抢修，这（对）提升百姓用气的安全感是非常重要的。
【采访】
刘杰 天津能源集团津燃华润燃气有限公司调度中心气源管理员
我们大约有500名巡线员，他们每天就是按巡线计划巡视管辖范围内的管线，通过手持终端就能实时地把巡线中发现的问题都及时记录和上报。
【解说】
当风险发生时，抢修人员不再只依赖经验判断，而是可以沿着数字地图快速锁定漏点位置，城市燃气管理由此走向全流程、全空间的精细化管理。
燃气管网依靠北斗实现精准定位，而供热系统的安全稳定，则更依赖于北斗独有的精准授时功能。
【采访】
朱咏梅：如果管网一旦发生泄漏，周边一定会有压力波动，离漏点近的位置一定最先波动，所以我们在进行这种测点精准布设的同时，就要对每一个测点进行同步的授时。
【采访】
刘焕志 天津能源集团供热产业部副经理
如果时间不同步，相差一秒，它的定位精度会相差1000米，所以我们利用了北斗的精准授时技术，让所有的监测点位和时间高度同步，来实现数据的分析处理以及自动检测，大幅度提升泄漏点位的定位精度。
【解说】
从空间定位，到时间同步，北斗授时功能将北斗卫星、地面基准站和用户紧密地同步在一个时间系统里，为整个测绘基准体系赋予了“统一脉搏”，使得动态监测和实时服务得以实现。
【采访】
施闯：北斗在卫星上有个时间系统，这个时间系统是溯源到国家标准时间的。传统的授时是通过地面无线电、电台或者光纤来传递，北斗授时就是用卫星来把这个标准的时间发送给用户，让你在世界各地都能够收到我们国家的标准时间，而且这个时间的精度非常高，北斗的授时精度是20纳秒。它把时间统一起来，我们可以在统一的时空基准下来做各种各样的信息交流和导航定位以及生产实践。
【解说】
为筑牢北斗规模化应用的时空底座，2024年8月，自然资源部集中整合近7000座基准站，建成全国卫星导航定位基准站一张网，实行基准站统一规划、统一标准、统一监管，将过去分散的资源拧成一股绳。
【采访】
武军郦 国家基础地理信息中心正高级工程师
全国基准站有将近3万多座，由于各自的建设目的不同，它们的使用场景也不同。有些站网出现了服务标准、起算坐标基准不一致的情况，迫切需要建设国家法定、权威的“一张网”，保证所有的站网提供统一的基准服务。自然资源、电力、林业、农业、交通、水利、燃气等各个行业的用户，可以通过网站进行注册，就可以在全国无缝漫游地享受到高精度的位置服务。
【解说】
这些分布在全国各地的基准站，24小时不间断地接收和计算卫星导航信号，外表看似普通，却是连接“天上卫星”与“地上应用”的关键基础设施。
【纪实】
王孝青 国家基础地理信息中心正高级工程师
在每个房子的上面都会有一个接收机天线，通过这个天线实时接收卫星信号。国家数据中心接收北斗数据，经过大量处理之后，可以生成能够实时改正大气传播、轨道等误差的各类增强服务产品。
【采访】
王孝青：普通的用户定位精度基本上都是米级以上，甚至10米，非常粗，就是概略位置。在他拿到各种改正数据的时候，定位精度就直接达到厘米级、分米级。
【解说】
各地基准站全天候运行，实时处理北斗信号，在极端环境下也可持续输出精准时空坐标，从而为智能交通、精准农业、应急响应等高时效性应用提供可靠的时空基底。
【采访】
武军郦：“一张网”是全天候24小时不间断地接受卫星信号。如果常规的网络中断，监测设备就可以切换至北斗短报文通信，可以通过北斗卫星进行数据回传。短报文是北斗系统独有的优势，它主要是通过卫星进行数据回传，完全不依靠地面基站，北斗短报文发送的短信还有一个重要的优点，就是携带精准的位置信息。
【解说】
北斗卫星和基准站“一张网”二者协同配合，不仅为各行各业注入精准时空底座，更悄然融入百姓生活，成为日常出行中不可或缺的定位力量。
【解说】
为测试新设备的拍摄性能，短视频博主卡兹克和他的同事，用地图软件的热门榜单，来寻找附近关注度高的烟火小店。
【采访】
卡兹克 媒体人
扫街榜里面的这些数据或者这种排名靠前的商家，不是充值或者刷广告能刷上去的，是这么多的用户一脚一脚走出来的，我会更加相信。
【解说】
在北斗导航信号高精度定位的支撑下，基于用户真实的导航到店行为，庞大的出行数据转化为真实客观的用户喜爱度，附近的美食、景点、热门打卡地以及城市生活指南都随手可得，实现了真正的说走就走。而这些便捷、可靠的电子地图，多年前就已全面实现北斗主导。
【采访】
施闯：现在天上有30颗北斗（三号基础组网星）均匀覆盖地面，世界各地都能够看到北斗卫星。用北斗进行定位，只要能收到4颗以上的卫星信号，就能够定位了。它是一个测距原理，就是无线电从卫星上发射一束无线电波下来，这个时间记录下来，然后到地面、到你的手机上再记录一个时间，这个时间差就是无线电信号在太空里传播的时间，再乘以光速30万公里（每秒）就是距离，那么4个距离就可以交会1个点，并且把卫星的授时误差消除掉，这样实现了精准的定位。
【解说】
日常出行中大家依赖的车载导航，正是依靠北斗卫星与地面基准站协同配合，海量终端持续接收定位信号，构筑起规模庞大的位置服务网络。
【采访】
方兴 地图定位系统专家
我们的北斗调用的次数已经接近万亿次，调用次数可以理解为用户在导航的过程中，其实基本上每一秒钟都会收到一次北斗的信号。
【解说】
在开阔道路上，能够较稳定地接收到北斗卫星信号，但进入室内、地下停车场或行驶的隧道后，来自太空的信号容易被建筑结构遮挡、衰减甚至中断。
那么，如何才能使人们无论身处室外还是室内，都能够获得连续、稳定的位置服务呢？
方兴和他的团队正在攻克北斗技术在高精度导航中的难题。
【解说】
高质量的车辆导航，不止于卫星信号“不断线”，更在于定位精度“不模糊”。
手机接收北斗卫星信号，能够完成基本的定位服务，精度大约在10米。但在高速运行、高楼林立、信号复杂的环境下，要让导航从道路级进入车道级、车位级，还需要地面基准站网络继续把位置校得更准。
【采访】
方兴：卫星信号从卫星发射到地面，这个过程其实有2万公里，特别是卫星信号经过大气电离层时，会出现比较大的干扰，会造成手机或者地面设备接收到卫星信号的时间出现一个延迟，如果我们能够消除延迟，就能使地面精度得到大幅提升。
【采访】
秘金钟 中国测绘科学研究院大地测量与导航定位研究所所长
自然资源部北斗基准站“一张网”会生成一系列高精度的增强信息，就是把北斗的10米级精度提升为厘米级、毫米级。
我们要研究的是北斗轨道中的差值，以及传播路径上的电离层误差、对流层的误差等，把可以量化的那部分误差改正过来，通过基准站汇集、计算之后再播发给需要高精度定位的用户。这种高精度的车道级导航，还有车辆精准停放，都是通过基准站“一张网”增强信息来实现的。
【解说】
来自太空的信号，因此在复杂城市空间里变得更准、更稳，也让精细化导航真正进入日常出行。
【解说】
北斗的高精度正从细微之处，逐步完善着人们的出行轨迹。从宏观的道路级，延伸至微观的车道级，乃至道路行驶的最后一站——车位级。
【解说】
为破解用户到目的地却找不到车位的出行痛点，地图软件打造了车位级导航功能，如今已在全国多个城市核心区域落地应用。
【采访】
单广荻 地图研发工程师
基于北斗卫星的信号，再加上我们自己的高精度卫星定位解算算法和传感器加视觉等等融合的定位算法，结合大数据的高精轨迹，我们就可以做到越来越准确的亚米级甚至厘米级的高精定位，去挖掘出每一个车位到底是在哪个位置。
【解说】
要将这样精准的算法与高精定位能力，转化为高精地图上翔实的地理信息，离不开专业数据采集车，它们搭载北斗组合导航设备，依托基准站“一张网”提供的高精度定位，在实地采集过程中实时记录每一条道路的精准坐标。
【纪实】
李金盼 地图数据采集员
我们前后有3个相机，它们就是用于这种连续多视角、高频高精采集，可以对车上所有的传感器进行一个联调、同步和精准控制。我一拍摄，所有的数据全部开始记录。
【采访】
李金盼：这个时间和精度都是依靠北斗传输的信息来确定的，包括我们采集的数据，它跟时间空间是绑定的。在这个传感器的设备端，还可以直接进行车端建图，快速精准地获取你周边的道路环境要素的三维信息空间坐标，用来生产高精地图和模型。
【解说】
地图数据采集员李金盼所在的采集车队，全年90%时间在外奔波，深入城市、郊区乃至偏远地区，车上搭载的北斗组合导航设备，全方位记录和更新着路面信息。
【采访】
王艳艳 中国卫星导航定位协会副秘书长
现在一些大型行业领域都非常重视卫星导航和北斗的应用，市政管线、市政交通、共享出行、快递外卖，再到未来的低空经济、商业航天、无人驾驶这些领域，北斗都会提供时空智能的基础，而且它对于安全管理的作用也进一步提升了。
【解说】
一颗颗远在太空的北斗卫星，正在从宏观的出行轨迹，逐步渗透到田间地头的行业升级。
【字幕】
江苏省南京市
【解说】
在南京市江北新区葛塘街道无人农场，大田种植户邵名文和智能装备工程师张舒森，正在探讨无人农场智能控制的操作要领，科技的不断融入正在改变着他们种田的方式。
【采访】
邵名文 江苏省南京市江北新区葛塘街道无人农场大田种植户
我种地30年，从以前的镰刀、大锹、锄头到现在的全程机械化，从（上世纪）90年代开始到现在，整个农业发生了翻天覆地的变化，从人工到全程机械化，再到现在的无人化，都是一步一步发展，参与者和经历者也是使用者。
【采访】
张舒森 北斗农机应用智能装备工程师
农户的经验很丰富，他对现场的地况是最了解的，比如说有没有坑洼起伏，这块庄稼密或者稀，我们就会设置不同的宽度以及作业速度来进行作业。
【采访】
何春健 北斗农机应用专家
无人农场里每块农田的边界在平台里的精度能达到两厘米，在路径规划的时候，要留出它的安全位置，这样就能够保证无人农机安全运行。
无人农机是无人农场机械化作业的核心，作业状态的监测、农机高精度行驶，都需要北斗的高精度定位。机器上面有两个北斗天线，北斗的定位数据主要是天线得到的，确保无人收割机在实施作业过程中，只要看到位置偏离了线路就会去矫正，把方向调回到线路上，这样就可以精准地去执行作业。
【解说】
北斗无人农机通过高精度的定位信息，借助可视化的数字孪生高精地图，实现自动行进、转弯、掉头和避障等精准作业，成为无人农场得以实现、智慧农业得以落地的关键技术基石。
【采访】
安艳辉 江苏省测绘工程院正高级工程师
我们在全省建立了168座基准站，经过全国基准站“一张网”的统筹共享，全部实现了北斗规模应用。当它的精度达到两厘米时，就可以保证农机作业的轨迹跟之前预设的是一致的，而且不会偏航或者漏航。
【解说】
无人农场管控平台从多维度多视角，将整个农场的运行数据一览无余地展示给管理员和农户。
【采访】
许松林 北斗农机应用专家
我们在地里装上了各种传感器，天上无人机去进行遥感监测，哪里缺水了，哪里有虫了，需要施什么肥，我们在大数据管理平台上会实时进行数据计算，给出一个最优的方案。
【解说】
从镰刀锄头到全程机械化，再到如今的无人农场，北斗精准定位，结合通信、遥感、红外等高新技术，融合算法，让农机自主完成田间全环节作业，推动现代农业真正步入了无人之境。
【采访】
邵名文：劳动强度在不断地下降，用人成本在不断地减少，无人化就是农业的发展方向，就是年轻人加入农业的底气。
【采访】
许松林：无人化农场的核心是把人的经验和体力，转变成数据的洞察和机器的执行，它带来的是效率、成本和可持续性的三重革命。
【解说】
科技不仅革新了千年农耕的传统模式，更点亮了现代化农业高效、绿色、可持续的未来蓝图。
如今，以北斗卫星和基准站“一张网”为核心的星地协同模式，深度融合卫星遥感、无人机航测及地面物联网感知等多维测绘手段，构建起空天地一体化监测网络，支撑起覆盖全国的时空智能基础设施。
测绘地理信息已跃升为国家战略性、基础性核心信息资源——它既是发展的“先行者”，也是安全的“守门人”，在国家现代化进程中发挥着不可替代的关键支撑作用。未来，时空智能还将深度融入国家治理的每一寸肌理，测绘的先行之力与守护之责，也必将行稳而致远。
原标题：《封面聚焦 | 《智绘中国》第五集 星地织网》