亚运中国星：赋能亚运智慧出行

文 | 张景熙

浙江时空道宇科技有限公司

一、前言

2023 年10 月8 日、10 月28 日，第19 届亚运会与第4 届亚残运会在杭州市先后圆满闭幕。中国商业航天企业时空道宇以航天科技护“杭”亚运，提供高精定位、卫星通信、遥感AI 技术支持，助力杭州亚运出行更智能。

时空道宇为服务亚运自主研发的“亚运中国星高精度车辆监管系统”，自2023 年9 月3 日正式启动至杭州亚残运会闭幕，全天候保障近2000 辆亚运会官方指定用车出行安全。依托高精定位产品及服务，每一辆亚运会官方指定用车的位置信息实时、准确地显示在亚组委交通指挥中心的地图上，实现车辆精准管理与调度。行车路线覆盖主办城市杭州，以及宁波、温州、湖州、绍兴、金华5 个协办城市，亚运期间，累计保障里程超202 万千米。时空道宇持续保障赛时出行安全，提供稳定、安全、不间断的卫星应用服务，助力杭州举办智慧亚运、科技亚运。

二、亚运史上首颗专属卫星—亚运中国星

2021 年初，时空道宇启动“吉利未来出行”星座项目，一期规划部署72 颗卫星，并于2022 年6 月通过“一箭九星”方式完成星座第一个轨道面部署，经杭州亚组委及亚奥理事会授权，其中一颗卫星被命名为“亚运中国星”（图1），以航天科技赋能“智慧亚运”，开启亚运会历史上首次采用专属卫星赋能赛事的新篇章。

图1 亚运中国星

亚运中国星是由时空道宇自主研制，从旗下台州卫星超级工厂出厂的高可靠、高性能、量产低轨卫星，设计寿命5 年，轨道高度约600km，卫星质量约100kg。截至2023 年10 月28 日亚残运会闭幕，“亚运中国星”稳定在轨运行513 天，在轨运行里程约4429 万千米，绕地球圈数1399 圈次。

三、高精定位技术解决方案服务亚运

1.亚组委车辆管理需求

杭州第19 届亚运会组委会对亚运会官方指定用车的车辆智能管理提出如下需求：要求所有车辆位置信息实时记录并上传、车辆画面实时调取、定位设备具备碰撞报警功能、定位准确度达到0.5～1m。传统GNSS 定位技术只能实现数米的定位精度，难以满足该性能指标要求。

浙江时空道宇科技有限公司采用卫星导航实时精密单点定位技术（PPP-RTK），构建了PPPRTK 高精定位服务系统，建设一张覆盖全国陆地范围的星座地基数据站网，生成高精定位数据产品，用户借助终端接收到改正数据，自主实现高精定位，定位精度可达车道级，优于亚组委的需求。

2.GNSS 定位主要误差源

GNSS 定位的本质是距离测量，若要实现高精度定位，必须具备3 个条件：一是要知道各颗GNSS 卫星高精度位置信息；二是要测量接收机至GNSS 卫星的精确空间几何距离；三是要有足够的可见GNSS 卫星数，满足空间三维解算需求。

但在GNSS 真实测量中，GNSS 信号传输会受到各类误差干扰，若忽略这些测距误差将导致用户端定位结果出现较大偏差。

（1）卫星轨道误差

由卫星星历所给出的卫星轨道与实际卫星轨道之间的差异称为卫星轨道误差。该误差具有很强的空间相关性，地理区域相近的测站该误差相近，站间差分可大幅削弱乃至消除；对于PPP-RTK 技术，该项误差需精确改正。

（2）卫星钟差

虽然GNSS 卫星搭载有高精度原子钟，但其不可避免仍存在时间误差，GNSS 测距实际测量的是信号传播时延，因此时间误差将引起测距误差；对于PPP-RTK 技术，该项误差需精确改正。

（3）电离层、对流层延迟误差

GNSS 信号在传播时受到电离层、对流层等大气延迟作用，其真实传播路径发生折射并非几何直线，而GNSS 定位需要测定站-星几何距离，因此该误差会严重影响定位精度。但大气误差具有很强的空间、时间相关性，地理区域相近的测站，传输路径差异很小，站间差分也可以大幅削弱该类误差影响。

（4）硬件延迟

硬件延迟主要是硬件部分对信号传输造成的时延，这部分误差会影响相位模糊度整周特性，在PPP-RTK定位时需精确改正，才能实现模糊度固定。

通俗地讲，GNSS 测量可以理解为用一把“测距尺”来丈量卫星与测站间的直线距离，但是受限于上述各类误差存在，这把“测距尺”并不准确，直接利用无法获得精确位置信息，必须对其进行修正。

3.时空道宇高精定位服务解决方案

为了保证用户定位时能实时获取高精度“测距尺”，时空道宇针对上述制约高精度定位的各类误差源，进行严密建模，经过数据解算后，给出了各类误差源高精度改正数产品（如图2 所示）并播发给车载用户，用户终端基于该产品对自身测量误差进行实时改正（如图3 所示），进而实时获取高精度位置信息。

图2 服务产品生成流程图

图3 时空道宇车载终端高精度定位示意图

高精度定位技术方案包含以下几个方面。

1）框架站网。生成精密卫星轨道/钟差，码偏差产品，相位硬件延迟产品。

2）区域大气建模站网。主要用于生成区域对流层、区域电离层产品；时空道宇在亚运城市周边布设20 个大气建模站点。经过监测评估，该站网分布可保证该区域PPP-RTK 服务大气产品精度优于10cm。

3）终端设备。时空道宇高精定位终端，1 个：实时采集GNSS 观测值；支持BDS（B1I/B2a）/GPS（L1/L5）/GALILEO（E1/E5a）；行车记录仪，1 个：搭载时空道宇PPP-RTK 服务SDK、端算法进行实时定位解算，并将定位结果反馈至亚运会官方用车车辆监控系统；终端设备选用时空道宇高精定位终端作为GNSS 数据采集端，利用行车记录仪搭载时空道宇自研终端PPP-RTK 算法进行高精度定位解算，并将结果反馈至亚运交通指挥中心。

四、保障亚运车辆出行安全

1.系统开发测试

2023 年3 月，时空道宇完成了亚运中国星高精度车辆监管系统的研发工作。35 天内，完成该系统车辆监管功能的稳定性、可靠性测试，测试结果显示系统运行正常，充分满足亚运会官方指定用车监管需求。

系统基于高精定位技术，依托高精定位服务产品、智能终端，以及高精度车辆监管平台，为亚组委提供完整的亚运会官方指定用车一站式车辆管理与调度系统解决方案（图4）。

图4 时空道宇亚运中国星高精度车辆监管系统

2.上车安装与赛前演练

7 月中旬，时空道宇开启高精定位产品大批量上车安装计划。近2000 辆亚运会官方指定用车分散在杭州、台州、宁波、贵阳4 个城市，涉及吉利旗下9 个不同汽车品牌的13 个汽车型号，针对不同车型采取不同的安装方式，充分保障了设备的性能运行稳定性（图5）。

图5 时空道宇车规级高精度融合定位终端——涟漪智行

赛前，时空道宇配合亚组委指挥中心和杭州交警，进行了多次亚运会全要素演练，全部335辆测试车定位信息实时在线。在模拟定位设备出现问题的情形时，时空道宇亚运会保障工作小组可在1 小时内快速响应，前往故障点，完成设备检修或更换。

3.提供稳定、实时、精确车辆位置服务

9 月3 日，所有亚运会官方指定用车正式交付。比赛期间，亚运会官方指定用车运行于杭州及5 个协办城市，穿梭于56 个场馆之间，涉及到城市道路、隧道、高速、森林道路等不同路况。

每日7 点至22 点为重点保障时间段，时空道宇亚运会保障工作小组日常工作包括确保车辆定位设备、卫星通信设备、云服务器、软件平台、数据链路正常工作，7×24 小时监控网络异常。与亚运车辆调度小组协作，每日对相关车辆进行数据信息巡检，确保车载设备工作正常；与亚运车辆管理小组、保险小组协作，记录每日车辆行驶里程数、轨迹图等信息，确保每一辆车的出行安全有保障。

4.克服网络拥塞，稳定保障重点行程、核心场景

9 月23 日亚运会开幕式现场，由于主场馆人流量大，可能造成网络拥塞影响数据上传的时效性。时空道宇高精定位服务采用互联网分布式服务器方案，设置主服务器+备份服务器，确保服务稳定性和可靠性。此外，通过对高精定位设备所用流量卡设置QoS 保障方案，车辆位置信息数据均及时上传平台。23 日当晚，所有服务中的亚运会官方指定用车位置信息均实时在线，顺利完成开幕式出行保障任务。

9 月24 日，在保障重要来宾的行程任务中，车辆行驶路线涉及多个隧道，而长隧道出口容易丢失定位数据，依托时空道宇高精定位服务，通过提高设备定位数据上传频率，持续优化数据，保证车辆定位数据实时上报，精准同步。当日，该车辆位置信息实时在线，定位信息未发生漂移，车辆行驶周围情况实时可查看，行程变化调整实时同步，保障来宾在既定时间内抵达目的地，实现智能、安全出行。

五、结语

时空道宇是国内首家同时拥有自研低轨卫星系统与地基网络的商业航天企业。依托自有“吉利未来出行”星座及星座地基数据站网构建的智能时空底座，结合自研高精度定位产品，研发的一整套车辆监管系统解决方案，融合时空道宇高精定位服务，定位精度可达车道级，在杭州第19届亚运会为亚运会官方指定用车提供了实时、可靠、精准的位置服务，满足亚组委对车辆定位准确度的需求，保障了杭州亚运会官方指定用车的智慧出行。