无人机按照程序设定喷洒农药作业。
北斗在冰城（下）
“我们都知道五常大米好吃，可没有几个人知道，每一粒五常大米的背后，都有北斗卫星的一份功劳。”在哈尔滨松北区创新路上的哈尔滨航天恒星数据系统科技公司产品展示厅里，一排排屏幕上显示着北斗卫星导航系统在各个领域的应用情况。
“这是黑龙江大田天空地感知数据图，通过卫星传回来的图片我们可以得到全天候、大范围、立体的农田综合数据；这段视频是在五常稻田上无人机进行农药喷洒，它的效率是人工的10倍。”哈尔滨航天恒星数据系统科技有限公司副总经理张朋永说，目前省内多家农场依托北斗卫星导航系统，已经实现自动播种、撒药、收割，作业精准度可以达到厘米级。无人农场等面向农业的卫星产业应用产品线已经具备实践能力。
精准植保
无人机喷洒效率比人工高10倍
装上北斗定位系统的无人机。图片由哈尔滨航天恒星提供
早在2017年，五常就开始应用北斗导航的无人机进行田间管理。记者在展示厅的视频中看到，一架安装了北斗定位终端的无人机装满农药后从地头出发，按照程序设定的线路喷洒作业。当作业完毕，无人机再飞回指定位置。整个过程只有几十分钟。
张朋永说，在无人机上安装北斗定位系统，可以使无人机实现精准定位。也就是说，无人机在出发前规划航迹，如果中途药物用完，无人机会自动返回出发位置，补充药物后，再回到刚才停止喷洒的位置，不会漏喷也不会重复喷，因此植保的精度非常高，而且它的效率是人力的10倍以上。
无人机喷洒不仅提高效率，还降低了成本。过去，人力喷洒农药，耗费大量的人力不说，使用的农药量也很大。而无人机喷洒，完全按照比例科学喷洒，农药量相应减少。如今在五常、建三江等大片农田都已使用上北斗定位的无人机应用系统。
应用北斗卫星的拖拉机可实现无人驾驶。每年春播期间，在黑龙江北大荒农垦集团总公司九三分公司嫩江农场，基于北斗系统的无人驾驶技术，大型农机精准地进行起垄、播种等作业，提高作业精度和效率。张朋永说：“拖拉机上安装北斗的高精度定位装置，不需要驾驶员的干预，就能实现拖拉机直线作业，误差小到2.5厘米以内。”
北斗产业精准农业还可以融合应用北斗卫星导航、卫星遥感、5G和物联网等技术，对土壤墒情、农作物长势等进行综合测评。“你看，这张卫星监测图上，大片红色的区域是玉米，黄色区域是大豆。”张朋永说，通过卫星遥感可以监测地面种植的农作物种类和长势。卫星的千里眼之所以能看清哪个位置地面种的哪种作物，是根据作物不同的光谱特性，再通过不同的智能算法，对数据进行提取。如今，监测的精度达到95%以上。此外，通过卫星云图可以真实准确地计算出某一地区农作物种植面积及产量，这在农作物补贴发放、受灾理赔方面提供了真实可靠的数据保障，不用再靠人工实地核查。
实时处理
最高作业精度达到厘米级
驾驶员在看北斗导航系统显示器。
7月31日，张朋永和100多名同事在位于哈尔滨松北区的公司观看了北斗三号全球导航系统建成暨开通仪式。作为一名“北斗人”，张朋永显得异常激动，这一刻，和张朋永一样的“北斗人”等了许多年。“从2000年北斗一代，到2012年北斗二代，再到今年的北斗三代，北斗已经与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略卫星导航系统并称世界四大卫星导航系统。虽然建设时间最晚，但发展速度却是最快，而且许多方面比发达国家还先进。”
比如说，在“北斗，北斗，收到请回答”小程序中，用户发送定位请求后，系统会自动发送用户所在位置和请求时间。其中，时间精确到纳秒。“其实，北斗卫星导航系统除了导航定位功能，还有授时、短报文通信、位置报告等功能。”张朋永说，所谓授时，就是能精准告知时间。这一功能在金融市场十分重要，因为股票交易等金融领域时间同步要求非常精准，市场行情瞬息万变，每一秒的时间差可能造成数亿元资金的偏差。在北斗卫星导航系统的授时下，保证了全球时间的精准统一。
张朋永说，短报文通信是中国北斗卫星导航系统独有，GPS、格洛纳斯和伽利略其他三大卫星导航系统所没有的功能。所谓短报文通信，就是在特殊情况下，能通过卫星信号实现通信。比如，汶川地震时，所有通信中断，工作人员就是通过卫星信号，用短报文接收机，实现短信通信。我省在短报文通信上应用广泛，在边防、森林防火、人员搜救等特殊情况下发挥了巨大作用。
目前，北斗三号的短报文服务提升到单次14000比特（1000个汉字），可以传图像、发语音，还借助全球的星间链路，拓展实现了全球短报文。同时，依靠北斗系统，地面建了一张高精度增强网，中国境内接近3000个地面站，最高作业精度能够实时处理到厘米级，事后处理可以到毫米级的高精度。
实地研发
符合操作人应用习惯
今年37岁的张朋永是石家庄人，2010年从北京航空航天大学毕业后进入中国航天科技集团五院工作。2017年，他从北京总部调到哈尔滨，专注研究北斗在民用方面的应用。
张朋永说，让技术人员与应用领域密切结合是干好工作的第一步。因此，每次研发项目，张朋永都会要求技术人员先到各领域熟悉工作流程，了解客户需求，再回到办公室研发项目。
每年春耕和秋收时节，张朋永会和工作人员一起下到田间地头，跟着农机手一起作业，实地观察农机手作业流程。“只有这样，设计出的系统才能更符合操作人的应用习惯，把卫星资源优势和使用人具体的应用需求结合到一起。”
在2019年黑龙江省“百千万”工程科技重大专项中，哈尔滨航天恒星联合东北农大和农垦科学院共同承担的“天空地立体化农业大数据精准采集与智能决策平台开发”项目入选，结合对黑土地的保护，研制成功集北斗导航、卫星遥感、无人机和地面传感器的天空地立体化指导变量施肥作业终端产品。精准化施肥，不仅节省成本，还保护了土壤环境，提高了农作物产量。为了让大部分农民看懂、会用北斗导航操作系统，张朋永要求：“只要农民开拖拉机进大田，卫星就会实时把分析结果显示在屏幕上。”
未来发展
发挥1 1＞2的聚合效应
依托哈尔滨自贸片区和对俄跨境贸易，北斗应用系统已经走出国门。在跨境物流运输方面，利用北斗定位系统，对跨境班列实时监测车辆行程、运输车厢内农产品状态等。
2018年6月，中俄双方签署了《中华人民共和国政府与俄罗斯联邦政府国际道路运输协定》。协定中明确要求未来中俄跨境客货运车辆均要安装北斗/格洛纳斯兼容车载终端，实现对两国跨境运输车辆的全面管理。
今年，张朋永团队正在与俄罗斯远东地区农场主洽谈合作事宜。张朋永说，由于境外种植监管难度大，因此种植户想利用远程视频和卫星定位监测农场动态。张朋永团队给其提供的解决方案不仅包括监控，还包括利用北斗系统实现无人农场。
据统计，北斗产品已出口120余个国家和地区，向亿级以上用户提供服务，基于北斗的国土测绘、精准农业、数字施工、智慧港口等已在南亚、东欧、西亚、非洲成功应用。
“北斗应用未来的发展方向，是与5G、遥感等各种信号结合，将空间数据与地面采集数据有机融合，发挥1 1＞2的聚合效应。”张朋永说，北斗定位系统应用产品的趋势是更智能、更泛在、更融合。简单来讲，这将是从室内到室外、深海到深空的立体服务覆盖更强、更安全、更可靠的系统。
来源：哈尔滨新闻网-哈尔滨日报
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