隧道北斗卫星定位系统解决方案，助力高德、百度、腾讯地图及“两客一危一校”车辆高精定位

1. 背景介绍

卫星导航覆盖全球，是技术创新最为活跃、增长潜力最为广阔、发展动能最 为强劲的战略高技术领域，已成为大国博弈的焦点。世界主要国家都在加强战略 布局，围绕卫星导航系统的卫星星座和增强系统等空间信息基础设施的竞争日趋 激烈。

公路隧道建设对于交通运输能力的提升具备显著性作用，隧道安全管理就成 为交通运输行业安全监管的重中之重。隧道区域的安全管理如不到位，会给人们 出行和生命财产造成极大的安全隐患。近年发生了多起隧道内重大交通事故。例 如，2017 年 8 月 10 日秦岭隧道 36 死 13 伤，2024 年 3 月 19 日 G59 呼北高速西 家塔隧道客车碰撞事故造成 14 死 37 伤。

公路隧道建设对于提升交通运输能力的意义重大，但由于隧道环境相对封闭， 隧道内卫星定位导航信号被完全遮蔽，成为卫星定位导航信号盲区，造成车辆实 时导航定位中断，严重影响驾驶者隧道通行体验感和安全需求；尤其“两客一危”  等重点营运车辆进入隧道后，全国重点营运车辆联网联控系统和高速公路监控系统不能及时感知车辆行驶状态，存在重大安全隐患。

同时，北斗导航技术已成为日常生活中不可或缺的一部分，公众驾驶出行习 惯依赖互联网地图导航，隧道内卫星导航信号中断，极大影响公众出行驾驶感受。

1. 系统概述

对于公路隧道（市政公路和高速公路），我司针对性推出了隧道北斗卫星实时定位系统，该系统预留有5G接入端口，可实现5G+北斗融合方案，系统同时满足实时定位和授时功能，让所有的卫星导航终端（手机、安全帽、工作牌、车载终端等）实现在隧道内的定位导航，并能无缝衔接室外卫星导航系统，实现隧道内外─体化高精度定位导航。

 该系统方案由接收天线、时钟同步主机、星历管理主机、传输链路、卫星主控单元、卫星发射单元等组成。所服务对象主要面向装有车载终端的重点车辆、智能手机用户等，在导航接收机终端不做任何更改的前提下实现隧道车辆/人员的精准定位，完善隧道安全监管与应急救援保障体系。 

 

1. 系统组成

隧道北斗定位系统分为三个部分组成：

1、系统前端（管理机房）是本系统的核心设备层，主要为接收天线、时钟同步主机、星历管理主机、5G CPE单元和传输链路组成，完成系统的信号仿真与系统组网

2、系统主体（隧道内）是本系统的中继层，主要有卫星主控单元、卫星发射单元等组成负责将卫星信号播发传递至隧道内各车载、手持终端。

3、监控后台主要为云服务器程序与客户端，可以对系统主要设备的当前状态实时监控与升级维护，以及与大系统集成。

系统原理图：

一台卫星主控单元可发覆盖450米。

1. 系统功能

1)    定位精度

北斗卫星定位系统模拟真实导航卫星信号，让所有的卫星导航终端实现在导航卫星信号盲区（室内、室外、隧道、地下空间）的定位导航，在同源信号下实现无缝衔接室内外导航系统，实现室内外一体化高精度定位导航。

   定位精度：

             静态定位精度：≤5米；

             动态定位精度：≤10米，隧道内限定速度小于60公里/小时；

             动态定位精度：≤12米，隧道内限定速度小于100公里/小时；

2)    扩展能力

系统还能进一步实现定位导航授时、轨迹追踪、电子围栏、区域报警及大数据分析等多种应用。支持基于定位导航平台的二次开发服务，满足多类型系统集成商的定位导航等业务开发需求。

   授时精度：优于20ns；

 

3)    助力重点营运车辆隧道安全

隧道内卫星导航信号被完全遮蔽，无法为“两客一危一货”等重点营运车辆监 管部门提供有效实时位置信息。

4)    提升隧道管理部门辅助决策能力

由于隧道空间小，密闭性强，一旦发生交通拥堵、事故、火灾，隧道内环境 会急剧恶化，极易引发更严重的交通阻塞和次生交通事故，直接影响司乘人员的 健康和生命安全。依托隧道北斗定位导航系统，隧道管理部门可在第一时间掌握 事故位置信息，及时开展应急救援，避免因事故位置不明确而贻误救援最佳时间。

5)    切实保障隧道运维人员安全

目前在隧道内巡检、作业人员无法将实时位置信息上传到控制中心，紧急情 况下可能延误救援。通过隧道北斗定位导航系统实时定位功能，可将巡检、作业 人员的位置信息自动实时上传至控制中心，监控监管率提升至 100%。

6)    提升公众出行导航体验感

北斗导航技术已成为日常生活中不可或缺的一部分，公众驾驶出行习惯依赖 高德、百度及腾讯等互联网地图导航，隧道内卫星导航信号中断，极大影响公众 出行驾驶感受。

7)    强化国防交通指挥调度保障能力

高速公路同时承担国防运输职能，隧道内卫星定位信号中断直接影响军事资 源调度效率。隧道北斗定位导航系统支撑军事车辆在隧道内实时定位与路径优化， 实时监控隧道内军事车辆、人员位置，满足国防交通“快速响应、精准指挥”需求， 提升交通运输全域全时空指挥调度能力，提高交通运输国防安全支撑保障能力。