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曹冲: 高精度地图受绝对坐标系所困, 呼吁四重思考
新闻来源: 泰伯网    发布时间:2017-11-24

高精度地图作为无人驾驶的核心技术之一,精度上的提升是它跟传统电子地图最大的区别。而如今,精度却正阻碍着高精度地图的发展和应用。

“地图精度到什么程度会影响到安全?依据是什么?”近日,泰伯研究院顾问、中国卫星导航定位协会首席科学家曹冲在媒体上公开发问。

他认为,如今高精度地理信息数据在应用和服务中,又遇到了当年电子地图的精度困局。现在约定俗成的电子地图版本审查和加偏移措施,都将遇到根本性的挑战。此前泰伯网也曾报道过一篇《李书福炮轰测绘资质不够开放,地图偏转拉中国汽车后腿》的长文,直指高精度地图与地图加密手段之间的矛盾。

作为北斗卫星导航系统领域资深专家的曹冲呼吁,产业要对高精度地图怀有创新性思维,进而突破原有困局,可以尝试用相对坐标系解决定位精度安全问题。


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分享曹冲题为《历史如此惊人地相似,又这样的大不相同》的全文如下:

在差不多二十年前发生在电子地图上的事情,如今又在高精度地理信息数据应用上出现了。

二十年的轮回,历史如此惊人地相似。2000年5月1日,美国GPS宣布取消可用性选择(SA)功能,放开了人为地恶化定位精度的政策,并且声明永不再用此措施。当初采用SA政策,是因为美国人在做GPS信号与体制试验中发现,GPS定位精度出奇的高,出于安全的担心,所以采取了SA/AS政策举措,其中SA就是可用性选择,人为地在GPS星载原子时钟上,加上人为扰动,将GPS本可以做到的10米精度(GPSIII可以达到1米),故意人为恶化到数十米,甚至最大误差达到300米。这一举措实际上与GPS采用双频体制和差分方法等技术措施是背道而驰的。

卫星导航产业发展,需要稳定工作的高精度系统,而SA又严重地影响了对于GPS的广泛应用,人们不得不又要花巨资去建设相应的差分等基础设施,以及研发相应的软件算法,来保障高精度的应用,浪费了很多的人力物力与时间代价。

终于等到2000年,基于美国GPS自身发展的迫于需要,和外界的压力,美国政府决定解除多此一举的SA政策。这一放开,使得GPS应用产业出现了蓬勃增长的局面。

也正是在2000年后,我国卫星导航产业发展,提出了需要放开电子地图的市场的迫切需求。当时胡启立同志等在两会上提出相关提案;在国家测绘局(现在的国家测绘地理信息局)指导下,中国全球定位系统应用协会(现在的中国卫星导航定位协会)专门开展电子地图的相关政策研究;国家计委(现在的发改委)通过卫星导航应用产业化项目推进电子地图进入市场。通过许多部门、机构、行业和各界人士共同努力,2002年终于迎来了导航电子地图进入市场的那一天,实际上在一定程度上是突破了原先在地图比例尺是的限制,这一解放,一下子也涌现了若干具有竞争力的地图公司,如四维图新、高德软件……。

电子地图的市场开放,证明政策释放一缕阳光,产业还你满园春色,为中国的卫星导航产业发展做出了重大贡献。


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如今,在高精度地理信息数据应用和服务中,又遇到了类似的难题,特别是在自动驾驶系统和无人驾驶汽车、室内外高精度定位服务的国际竞争中,三维场景的实时动态应用,云端和终端的联动,以及更高的精度和可靠性要求,早已不是普通的静态条件下的地图所胜任的了。现在约定俗成的电子地图版本审查和加偏移措施,都将遇到根本性的挑战。这些瓶颈和壁垒性的问题,应该怎样处理?

在两会提案中,已经有吉利等汽车厂家联合各方人士把问题提出来了,而且客观需求非常迫切,应该采取积极有效的措施,开展相关政策研究,需要及时采取合理对策,化解产业发展与地理信息数据资源有效管理之间存在的矛盾。


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群众是创造历史的真正英雄,实践是检验真理的标准。我们面临新的科技和产业革命,需要创新性的思维,才能摆脱所遇到的困境。

我们不妨思考一下:第一是精度到什么程度会影响到安全?依据是什么?有没有可能性突破原有的框框?会带来什么样的后果?

第二是说来说去就是一个绝对坐标系,把大家拿住了。我们能不能甩开这一大包袱,用我们真正实际应用的相对坐标来解套,因为卫星导航定位是全球性的,必须用全球坐标系,而我们的实际应用的导航定位服务都是局部的,是相对坐标系,或者相对的参照物,这下可能我们同时又为室内外融合导航定位打开了一扇窗;

第三是地图只是地理信息的表达方式,而且是个静态表达方式,是测绘范畴的事情。而实时动态多维条件下定位导航,完全是场景数据库的事情,时空形态复杂的多,早已不是测绘地图的事情,应该由导航定位领域去找到出路,找到安全可靠的表达方式;

第四是精度也是相对而言的,十年前与现在相比,精度的含义不可同日而语,而且再过三年五载精度可能已经不是人们关心的事情,高精度是平常事。实际上如新兴的视觉导航完全是图形匹配的问题,与精度基本无关。而纳入不了地图的时间才是决定可靠性等参数的关键,对此地图已经鞭长莫及了。

以上只是个人的真知灼见,也只是一种思考方法,目的是抛砖引玉,让大家的讨论有靶可击。