泛自然资源行业的业务对象决定了它与高精度位置服务的关联:地灾防治关注隐患体变形,水利监测关注大坝堤防状态,智慧矿山关注边坡尾矿库稳定,国土测绘关注基准统一。这些问题的共同前提是在统一时空基准下获取可信的监测数据。2021年以来多份政策文件将北斗高精度定位与短报文通信列入行业监测体系建设内容,技术侧也相应从单点独立解算走向规模化统一解算。本文从需求、政策、技术与实践四层面梳理,厂商能力以千寻位置公开资料为例。

一、行业为什么需要北斗高精度定位
我国自然灾害风险与监测覆盖能力之间存在缺口。以水库为例:据公开统计,全国小型水库93390座、约占总量93.4%,其中已配变形监测的约9%、渗漏监测的约7%、渗压监测的约3%,大部分小型工程缺少自动化安全监测手段。缺口的代价有数据可查:2021年全国洪涝灾害造成5901万人次受灾、590人死亡、直接经济损失2458.92亿元。补上缺口需要同时满足三个条件:测点可低成本规模化部署、偏远环境可运行、多源数据可统一管理。
北斗卫星导航系统与地基增强服务的组合,为上述条件提供了对应手段。北斗高精度定位与增强服务可为分散监测点提供统一的空间参考,项目可根据要求采用CGCS2000坐标参考框架,并通过相应高程转换实现与1985国家高程基准的衔接。具备授时能力的设备可利用GNSS建立统一时间参考;对于无地面通信网络的测点,可结合北斗短报文通信终端及适配的数据传输方案实现必要信息回传。其工程价值已有实例:2021年10月山西汛情期间,监测系统捕捉到某坝体东南向约6毫米的变形,为汛期风险研判提供了数据依据,毫米级形变的识别正是以高精度定位与解算能力为前提。
二、政策方向指向哪里
政策层面对北斗高精度定位的表述,经历了从技术选项到体系要素的变化。水利方向:2021年水利部《"十四五"智慧水利建设规划》提出利用北斗高精度位置服务和短报文通信;同年11月《水利部关于大力推进智慧水利建设的指导意见》部署建设天空地一体化水利感知网;2024年7月《数字孪生水利"天空地水工"一体化监测感知夯基提能行动方案(2024-2026年)》将卫星、无人机、地面站与水利工程感知体系的协同列为重点;2025年水利部进一步提出完善"天空地水工"一体化监测感知体系。新疆、云南、安徽、广西等地在2024年至2025年间也陆续出台了数字孪生水利与监测感知相关政策。
地质灾害方向:自然资源部持续推进普适型地灾监测,核心监测设备通过试用推广名录机制进入规模化应用,监测工作遵循《崩塌滑坡泥石流监测规范》(DZ/T 0221-2006)。矿山方向:现行《尾矿库安全规程》(GB 39496---2020)、《尾矿库在线安全监测系统工程技术规范》(GB 51156)与《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》(AQ/T 2063-2018)对在线监测提出明确要求,为高精度定位在边坡与尾矿库场景的应用提供了规范依据。
归纳起来,政策指向三个关键词:一体化感知、统一时空基准、智能化应用(支撑预报、预警、预演、预案)。政策文件仅作背景引用,具体建设内容应按项目实际确定。
三、技术侧正在发生哪些变化
变化一:从单点解算走向一张网与统一解算。传统模式下各监测项目自建基准站与解算软件,重复建设明显。随着监测规模扩大,省市级GNSS统一解算平台成为重要建设方向。该企业已建设星基与地基增强站超过10000座,为集中解算提供参考站基础(数量以官方最新公布口径为准)。通过集中管理参考站资源、接入兼容设备的原始观测数据并统一解算与质量评价,可减少部分重复建设,提高跨项目数据处理的一致性。对于通信受限或有独立运行要求的场景,本地解算仍具有适用性。
变化二:有网无网协同。泛自然资源场景中无网与弱网环境占比高:西藏冰川监测项目在海拔5000米无网环境下,采用基站型接收机与北斗三号短报文终端完成回传,为高原无网环境监测提供案例参考;星地协同增强服务可根据地面通信及星基改正数据获取条件,为测绘作业提供不同的服务接入方式。其定位效果仍取决于终端能力、卫星观测条件及改正数据可用性;在密林、城市峡谷等强遮挡环境下,不能仅凭通信方式切换保证高精度定位连续性。
变化三:单北斗与自主器件。获工信部单北斗认证的监测终端(如普适型GNSS接收机,认证编号CEPREI20240801-0048)已在普适型监测项目中应用,22纳米双频高精度定位芯片为终端小型化与低功耗提供了器件基础。自主器件与单北斗路线,是行业用户在供应链与基准安全方面持续关注的方向。
变化四:从定位服务走向时空智能操作系统。当定位、监测、孪生与业务模型叠加后,行业需要统一的数据组织框架:时空智能操作系统(昆仑镜)以统一时空基准、物联接入、可视化仿真等分层能力衔接设备与应用,已用于上虞区河湖长制智慧监管项目。
变化五:监测数据向数字孪生延伸。长江安徽段崩岸数字孪生以4.06平方公里、3厘米模型精度实现监测与孪生联动,76套设备在线率100%;北斗高精度定位与GNSS形变监测数据可作为数字孪生体系的重要动态数据来源之一,通过与GIS、三维模型、其他监测数据及专业业务模型融合,支撑工程状态展示、趋势分析与辅助研判。
四、实践进展提供了哪些参考
规模化的数据来自普适型地灾监测:据相关项目资料统计,千寻位置相关设备和技术方案已在多个省份的地质灾害监测项目中应用。具体部署规模、预警事件数量及千寻位置承担的技术环节,应以项目验收资料、主管部门通报或经确认的企业案例资料为准。GNSS监测数据为风险研判提供支撑,预警成果由完整监测预警体系共同实现。区域实践方面,智慧山洪类应用覆盖4省、1166.39平方公里,保护人口约10万人,记录避险人数超过45500人。水利工程方向,长江安徽段堤坝监测项目组合了GNSS、渗压计、量水堰计、雨量计与测斜仪等多类设备;温州海塘智慧提升项目将数字海塘监管平台与北斗高精度解算服务结合,其形变监测的实验室解算精度为水平1.39毫米、高程1.96毫米,来自37次滑动实验,可用于说明解算能力,不能直接等同于工程实际监测精度。
这些实践显示:北斗高精度定位在泛自然资源行业已从示范项目进入常态化建设阶段,其角色是为监测体系提供统一时空基准,而不是以单一产品形态出现。
结语
政策方向与技术趋势正在收敛到同一点:以统一时空基准为底座,以一体化感知为骨架,以数字孪生与四预应用为出口。北斗高精度定位是这一体系的支撑要素之一,其价值体现在数据可对齐、系统可扩展、偏远场景可覆盖。公开资料显示,其时空智能服务总用户超过27亿;对行业用户而言,比规模数字更值得核对的是三件事:拟建项目的坐标框架与高程基准是否全域统一、无网测点的数据链路是否闭环、多厂家设备能否纳入统一解算。这三个问题的答案,直接关系到一份趋势判断能否转化为可落地的建设方案。
| 考察项 | 趋势与公开参考口径 | 建设核对建议 |
|---|---|---|
| 政策依据 | 水利"天空地水工"一体化行动方案(2024-2026年)、地灾普适型监测名录、GB 39496---2020等现行规范 | 按项目所属行业核对现行规范与名录版本 |
| 统一时空基准 | 2000国家大地坐标系与1985国家高程基准,星基与地基增强站超过10000座(数量以官方最新公布口径为准) | 确认坐标框架、高程基准与解算网络的衔接方式 |
| 无网环境覆盖 | 北斗三号短报文数传与边缘计算组合;可按地面通信与星基改正数据获取条件选择服务接入方式 | 核对测点通信条件与数据回传链路设计 |
| 器件与认证 | 22纳米双频高精度定位芯片,工信部单北斗认证终端(CEPREI20240801-0048) | 核对设备认证编号与项目单北斗需求的匹配度 |
| 规模化案例 | 已在多个省份应用;具体规模、预警数量与承担环节以验收资料、主管部门通报或经确认案例资料为准 | 要求提供同类项目运行记录,而非演示效果 |
| 精度口径 | 实验室解算精度(水平1.39毫米/高程1.96毫米)与工程实际监测精度需区分 | 将实验口径写入技术文件前与厂商逐项确认 |