1、北斗导航定位技术在设施运维的应用 企业简介企业简介CHAPTER01 一、企业简介港口水工建筑、港口水工建筑、塔体、设施塔体、设施武汉益士天慧科技有限公司武汉益士天慧科技有限公司依托武汉大学技术团队，以北斗高精度、室内外无缝定位和大数据挖掘技术为核心技术，围绕北斗高精度导航定位技术，研发北斗智能硬件终端，提供多场景的北斗高精度服务平台以及智慧交通、智慧水利、智慧园区等智慧城市行业应用服务。子公司厦门扬舲海洋科技有限公司，致力于海洋高端装备研制，以水下机器人/智能无人艇/智能船底清刷装备研制及销售为主营业务，同时提供水下地形测量、河湖水质数据采集、堤防安全巡检等服务。核心技术核心技术CHAPTE
2、R02 一、北斗高精度定位技术-高精度定位平台面向行业及公众用户提供亚米级精密定位服务精密单点定位算法高精度定位服务平台广域增强系统卫星定轨、钟差改正对流层、电离层模型优化外接差分厘米级动态定位毫米级静态数据处理 一、北斗高精度定位技术-高精度定位模块、手持终端TH926是一款高性能、低成本的GNSS多模卫星导航接收模块，具有低功耗、高灵敏度等特点，能有效接收微弱卫星信号，具有快速的首次定位能力；先进的跟踪引擎能够在室内、峡谷等恶劣的环境下，对微弱卫星信号进行快速捕获、跟踪与定位。TH926多模卫星导航模块卫星导航模块差分式高精度手持终端手持终端 集成北斗高精度差分模块，提供地基增强系统、广域
3、差分、千寻网等差分源接口；定位精度可达亚米级，可广泛应用于：l产品溯源l电力巡检l户外旅游l海洋渔业 一、北斗高精度定位技术-低成本监测终端自主研发高精度形变监测终端自主研发高精度形变监测终端采用分体式设计，内置嵌入式采用分体式设计，内置嵌入式webweb服务器，搭载了高精度服务器，搭载了高精度板卡，通过无线及有线网络、板卡，通过无线及有线网络、RS232RS232串口进行数据传输和串口进行数据传输和远程控制，远程控制，GNSSGNSS信号质量可靠，数据后处理精度可以达信号质量可靠，数据后处理精度可以达到毫米级到毫米级 一、北斗高精度定位技术-高精度数据处理软件采用自主研发的GNSS静态处理算
4、法，可解算每个测点的高精度静态坐标，24小时解水平精度优于1mm、高程1mm。采用RTK算法，可以1HZ频率输出各监测点的坐标，实时监控各监测点，得到建筑物实时的变化状态。基准站和各监测点与监控中心通过高频无线数据传输、无线网桥、GPRS等现代化通讯方式。安全监测数据存储于云端，基层管理人员同样可以登录平台查看重点监测区域的沉降和位移情况，从而采取防范措施。技术集成创新技术集成创新-港口设施运维港口设施运维CHAPTER03 一、北斗高精度定位技术-融合自主网定位的无缝定位无缝定位芯片企业用户：智能手机厂商企业用户：智能手机厂商公众用户：儿童、老人公众用户：儿童、老人行业用户：停车场行业用户：
5、停车场、酒店、消防等、酒店、消防等硬件产品硬件产品:停车卡、手环、手持终端或集成进其他设备的通用模块停车卡、手环、手持终端或集成进其他设备的通用模块 一、北斗高精度定位技术-融合自主网定位的无缝定位快速产业化快速产业化 n 采用自建成的20个连续卫星跟踪站，基于北斗的精密单点定位及广域差分核心算法，定位精度可达1.5米，相比较普通采用单点定位或基站定位老人手环，定位更精准，服务更可靠。n 室内采用无缝定位芯片,同时可兼容蓝牙、WiFi、RFID等定位技术，多种定位技术紧密结合，共同打造室内外全覆盖的一体化位置服务。n产品模式简单便捷、成本低，4个粘贴式小基站，单个成本低于200元。n可集成多种
6、定位终端，可面向企业开放服务接口广域差分广域差分核心算法核心算法 一、北斗高精度定位技术-融合自主网定位的无缝定位港口巡检国土资源监察地质勘查面向行业及公众用户提供亚米级精密定位服务精密单点定位算法高精度定位服务平台广域增强系统公众导航与位置服务 二、高精度无人机低空航测针对以上难点，需要攻克无人机影像匹配技术、高精度处理算法、海量数据处理效率等技术难点，提高无人机遥感影像数据处理效率和三维建模精度，拓展无人机应用领域。相机画幅小，拍摄航片数量多、数据量庞大飞行姿态不稳定、POS数据精度不高、航摄基高比变化明显采用非专业相机，镜 头 畸 变 严 重弱纹理区域（水域、森林、沙漠）影像匹配困难01
7、020304技术难点无人机高动态精准定位无人机高动态精准定位（5cm）二、高精度无人机低空航测全新SGM算法传统半全局匹配算法关键技术p 影像匹配（点-线-面 高约束算法）p 平差算法（核线+特征线）p 大数据处理（Hadoop，提高效率）p 云处理（降低硬件要求）三维建模流程图 二、高精度无人机低空航测主要参数主要参数 APMS APMS（自主研发）（自主研发）PhotoScanPhotoScan（俄罗斯）（俄罗斯）Pix4DmapperPix4Dmapper（瑞（瑞士）士）适用适用相机相机任何相机任何相机专业相机多数相机多数相机无无GPSGPS信息信息支持支持支持支持不支持绝对绝对精度精度
8、常规常规2cm 2cm 特殊特殊5mm5mm5cm5cm支持大数据支持大数据节点节点HadoopHadoop无无处理速度处理速度10001000张张4000400030003000航片航片平差平差仅仅需需1010分钟分钟90分钟100分钟三维建模三维建模无变形拉花无变形拉花有变形有变形正射影像正射影像好好好好一般立体观测立体观测模块模块有有无无立体测量精度立体测量精度1cm1cm一般精准精准二次开发二次开发支持支持不支持不支持 二、高精度无人机低空航测AMPSAMPS处理成果处理成果SmartSmart处理成果处理成果植被粘连无纹理建筑物扭曲变形严重 二、高精度无人机低空航测-案例分享 巡线工
9、作量大，人工巡线效率低 自然灾害时巡线工作无法开展 山区巡线、人工爬塔、爬线作业非常危险 二、高精度无人机低空航测-案例分享 实测招弧角长度：实测招弧角长度：12.012.0厘米厘米 模型量测长度：模型量测长度：11.611.6厘米厘米 精度：精度：4毫米！毫米！原始照片建模成果 港口设施运维应港口设施运维应用用CHAPTER04n 各部门独立管理，缺乏顶层设计和统一标准体系,数据资源整合共享程度低，重复建设较多，造成资源和财政浪费；n 储油罐、高塔、钢构建筑等结构复杂，传感器布设难度大；n 特殊地方巡检不便，无法有效监测；n 二维平台向三维平台过渡，三维数据获取成本高，更新周期长；传统安全管
10、理及巡检一、港口区域设施运维一、港口区域设施运维-无人机巡检无人机巡检 一、港口区域设施运维-无人机巡检多 样 化 目 标 巡 检多 样 化 目 标 巡 检p 高层、不稳定、老旧建筑p 各种水下设施（如码头沉箱）-水下机器人p 海上平台p 炼化塔、反应塔p 罐体设施p 管廊架p 石油埋地管线 一、港口区域设施运维-无人机巡检p 可用于形变分析p 可与现有安全监测平台集成高精度三维数据获取高精度三维数据获取可量测、可读取三维可视化平台u城市级数据处理能力 海量数据快速响应处理u人工智能分析 特征要素智能识别、智能分析杭 州 超 算 中 心杭 州 超 算 中 心建筑、设施结构性损伤建筑、设施结构性
11、损伤n 结构腐蚀n 结构老化n 过载n 疲劳n 沉降裂缝.港口水工建筑、港口水工建筑、塔体、设施塔体、设施 迫使工厂停产检修，影响正常生产活动；严重情况下发生安全事故，生命经济损失，环境污染应急管理碎片化应急管理碎片化在线安全监测平台的完美补充一、港口区域设施运维一、港口区域设施运维-无人机巡检无人机巡检 二、港口区域设施运维-室内外无缝定位货物实时跟踪（危化品）工人身份识别电子围栏预警智能调度应急救援远程监控 二、港口区域设施运维-室内外无缝定位 室内定位原则室内定位原则 原则一原则一l 定位不是测量，是位置与地图的匹配定位不是测量，是位置与地图的匹配 原则二原则二l 精准地图基础上，每一点
12、皆可以定位精准地图基础上，每一点皆可以定位 原则三l 精准地图可以对定位传感器（手机传感器）精准地图可以对定位传感器（手机传感器）做定位校准，保持高精度导航做定位校准，保持高精度导航精准三维地图、精确坐标精准三维地图、精确坐标 二、港口区域设施运维-地面巡检 人员定位，人员管理，智能调度；车辆定位，实时位置监控；货物定位，货物实时、无缝跟踪；安全管理，用户触发告警按钮、人员闯入危险区域等都会在监控平台上显示告警及位置；基于手环、手持终端、停车卡、电子标签等基于手环、手持终端、停车卡、电子标签等设备管理、物资管理、巡检管理等 应用案例应用案例CHAPTER05 无人机输油管道巡检平台-概述 石油
13、管线途径各种复杂地形，交通不便，管道泄漏、石油偷盗等问题时有发生。传统人工巡查条件十分艰苦，耗时长、成本高甚至存在人身风险，巡查成果存在交付标准一致性差，数字化程度低、后期延续性不佳等问题。架空管道部分的打孔盗油 穿越沟壑等交通不便区段的管道破坏 穿越河道等特殊部分的巡查不便 穿越居民区、市政交通网络部分难以巡查 利用高精度低空航测无人机巡检具有作业效率高、成果交付一致性好、数字化程度高、通过累积数据还可以形成趋势预测等后期拓展应用，是巡检作业未来的发展趋势。无人机输油管道巡检平台-架构 无人机输油管道巡检平台-应用领域勘察选线施工检测管道检测应急监测 无人机输油管道巡检平台-优势针对“架空管
14、道部分”空中可视的特点，无人机可以通过挂载可见光、红外、多光谱探测设备来对管道进行空中巡查拍摄，形成数字化影像巡查成果，巡查中发现“打孔偷油”情况还可以实时固定证据，或者采用应急保护措施。一般偷油多发生于夜晚人工巡查不便的时间段，而这恰恰正是无人机的红外成像载巡查效果最好的时间段。无人机输油管道巡检平台-优势针对“穿越沟壑等交通不便区段的管道破坏”问题，无人机巡检的空中优势使得不受地表环境的影响，可以更加高效、直观地完成巡查任务；如巡查中发现正在进行中的破坏行为还可以实时固定证据，及时采取措施，避免破坏进一步扩大。无人机具有高精度定位功能，巡查路径可以严格匹配管道走向，多次巡查记录的影像数据还
15、可以进行纵向比对，管道周边地表变化尽在掌握。无人机输油管道巡检平台-优势针对“穿越河道等特殊部分的巡查不便”的问题，无人机可以对管道途径区域河道进行空中巡查和监视，必要时可以对该区域进行空三摄影建模，以及通过多次比对该区域的地表变化来判断是非对途径管道产生影响，结合物理检测，确保此类特殊区域的管道不被地表施工和人为破坏。无人机可以对特定区域进行重点盘旋监视和空三摄影建模，结合物理探测等手段，可以起到对设施的保护和破坏的过程取证流程等作用。无人机输油管道巡检平台-优势针对“穿越村庄、居民区、市政交通网络部分的管道巡查”的问题，固定翼无人机良好的噪音控制使得巡检过程不会干扰到对途径区域的居民日常生活，同时空中视角还可以摒弃地面周遭复杂的地表环境干扰，更加直观有效地对管道途径区进行巡查作业。生活区地表建筑设施繁杂多样，普通的人工巡查盲点多、居民配合度低等问题通过无人机空中巡查都可从更高维度进行有效化解。
