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5G行业应用方向及其在测绘行业的应用探索

图 | pixabay

科技革命给人类社会带来新的变革,移动通信技术经过三十多年爆发式的增长,极大地改变了人们的工作、学习和生活方式,不仅推动了经济的增长,也对相关产业产生了深远影响,成为推动社会发展的最重要动力之一。20世纪80年代第一代移动通讯系统诞生,人类把移动通信变成可能,2G时代采用了数字调制技术把人们带入了语音、短信和数据的全业务时代,而3G和4G则分别迎来了移动多媒体和移动互联网的时代,更高的网络速率满足了人们日益增长的图片和视频传输的需要。历代移动通信的发展,都以典型的技术特征为代表,同时诞生出新的业务和应用场景,而5G不再由某项业务能力或者某个典型技术特征所定义,而是一个多业务多技术融合的网络,将人与人之间的通信扩展到万物连接,打造全连接的数字化和智能化的社会。

5G将满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标,提供增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超可靠低时延通信(uRLLC)三大场景的应用(5G三大应用场景)。eMBB(Enhance Mobile Broadband),增强移动宽带,是指在现有的移动宽带业务场景的基础上,对于用户体验等性能的进一步提升,主要追求人与人之间极致的通信体验。uRLLC(Ultra-Reliable and Low-Latency Communication)和mMTC(Massive Machine-Type Communication)主要是在垂直行业和物联网的应用探索,uRLLC,超可靠低时延通信,此种应用对于时延和可靠性的要求非常严格。例如工业自动化制造、远程医疗手术、运输安全、无人驾驶等,需要高可靠性且低时间延迟(毫秒级)的通讯应用。mMTC,海量机器类通信,该应用的特征在于连接大量元件设备,约每平方公里内有100万个装置的机械间通讯需求,其发送数据量较低且对于传输延迟有较低需求,此外,连接的元件设备要求具备超低功耗和超长电池寿命。在未来,所有可能受益与互联互通的对象均可通过无线互联网技术连接,因此未来连接设备的数量会快速增长,并且有望超过人类用户设备的数量。此外,随着越来越多的物体实现连接,使用物体连接能力的各类服务将开始出现。智能能源分配网系统、农业、医疗、车对车和车对路基础设施通信通常被视为物联网进一步发展的潜在领域。

5G行业应用方向

增强移动宽带业务将是5G早期的杀手应用,而基于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)终端的移动沉浸式的业务正逐渐成为增强型移动宽带业务发展的方向。可以预见,从4K/8K高清视频到随时随地的移动漫游沉浸式体验类业务,对通信管道的连接需求强劲,将成为5G的早期杀手应用,并驱动5G的快速发展。虚拟现实应用的典型场景如虚拟游戏、现场体育赛事转播、远程展示、远程设备控制等。增强现实应用的典型场景如智能导航、导游、教育培训等。通过移动漫游沉浸式体验,人们可以在室内或在行驶的途中,随时随地便利、自由和高效地观看电影、体育直播或者进行游戏、购物以及远程移动办公。

5G中后期将通过uRLLC与mMTC两大特性使能垂直行业,未来空间广阔,典型应用场景包括车联网、智能制造、无线医疗和联网无人机等。

车联网系统利用车车通信、车人通信和车网通信以及自动驾驶和大数据分析等技术实现车辆、行人、路面基础设施之间的感知互联,对于保障交通安全、提高城市交通运行效率、降低污染排放都具有重要意义。驱动汽车变革的关键技术——自动驾驶、编队行驶、车辆生命周期维护、传感器数据众包等都需要安全、可靠、低延迟和高宽带的连接,这些连接特性在高速公路和密集城市中至关重要,只有5G可以满足这样的严格的要求。5G网络从标准化定义的初始阶段,已经把车联网行业的通信需求考虑在内,以面向未来的业务需求为中心进行网络架构的设计。借助于5G网络的商用部署,自动驾驶有望在2025年进入市场推广阶段,实现利用技术创新来驱动人、车和环境的和谐统一的目标。

未来的制造业中,以容量、带宽、存储与数据处理能力更强大的通信基础设施作为保障,越来越多的设备将逐渐取代人工干预,实现灵活的人机交互和智能控制。此外,制造业服务化的变革趋势,将产品边界延伸到产品附加的增值服务,需要建立起产品全生命周期的可连接、可控制的数据信息采集与传输,对随时随地的通信连接能力,可以更合理地调配和利用供应链资源,大幅提升生产效率。

无线医疗指借助移动网络技术的应用,实现预防、咨询、诊疗、康复、保健等全流程的医疗健康服务体系。未来将受益于5G网络技术先进的连接能力、整合移动性与大数据分析的平台能力,医生将使用更多的技术手段实现对病人的实时监测和远程诊治。病人也将通过5G网络实现随时随地的可穿戴医疗、远程监控和诊断,方便快捷地传输个体健康体征数据,辅助各项医疗诊治项目的开展。健康监测与诊断无处不在,提高医疗效率的同时,也降低了医疗服务的成本。

无人机能够支持诸多领域的解决方案,可以广泛应用于建筑、石油、天然气、能源、公用事业和农业等领域。接入低空移动通信网络的网联无人机,可以实现设备的监视和管理、航线的规范、效率的提升,促进空域的合理利用,从而极大延展无人机的应用领域,产生巨大经济价值。基于5G为网联无人机赋予的实时超高清图传、远程低时延控制、永远在线等重要能力,全球将形成一个数以千万计的无人机智能网络,7×24小时不间断地提供航拍、送货、勘探等各种各样的个人及行业服务,进而构成一个全新的、丰富多彩的“网联天空”。

5G在测绘行业的应用探索

联网无人机可用于测绘业务应用,除了土地信息外,也包括气候采集,如风速、天气、温度、湿度以及大气压力的数据实时观测。高效、快捷的测绘可用于路径规划和精准作业,即测即洒是未来植保无人机发展的方向。

无人机测绘领域中,通过无人机抓取数据制作实时实景地图的技术方案,可以实现在不同的应用场景基于地图的数据挖掘,在抢险、科研、教育、智慧农业、智慧城市、勘察、场景巡检等领域,提供强大的扩展空间,让行业应用人员根据需求定制理想的飞行平台。

无人机倾斜摄影技术的诞生,颠覆了传统测绘的作业方式,该技术通过无人机低空多位镜头摄影获取高清晰立体影像数据,自动生成三维地理信息模型,快速实现地理信息的获取,具有效率高、成本低、数据精确、操作灵活、侧面信息可用等特点,满足测绘行业的不同需求。极大有助于测绘行业内、外的协同工作,解决了由于天气等外因造成的工作延误,把原来大量的业外工作转变成业内工作,极大地解放了测绘人员的劳动时间和减少劳动强度。

接入到5G网络的网联无人机可以毫秒级速度制作实景矢量地图,相对传统做一张地图需要数天、数周甚至数月的更新时间,无人机完成了从地图数据的抓取、传输、拼接、纠偏、上传至云端更新最新地图的完整流程,并提高了数百倍效率。

测绘场景下,除了典型的飞行状态监控、远程操控以及网络定位业务需求,在需要实时构建测绘模型场景下,实时图像传输、图像处理需要5G网络大宽带的支持。

广州联通在5G行业应用的探索

广州联通在5G行业应用的探索上走在全国前列,早在2018年9月份,在广州国际生物岛区域内,广东联通基于华为技术实现5G实验网络连续覆盖(水墨园等场地室内环境覆盖),通过无人车、无人机、无人船、机械臂、4K/8k高清视频传送、VR、AR等技术产品展示了5G网络在七大领域带来的变革。

在无人驾驶方面,广东联通联合景驰科技展示了基于5G环境下的无人驾驶,在5G环境的大带宽保障下,无需压缩解压,实现海量数据透传,业务处理时延降低至毫秒级,大幅度提高了用户体验;在高清视频方面,8K电视、VR、AR、MR技术的应用让娱乐更加丰富多彩,让人们享受到浸入式的全新体验;在智慧城市方面,通过5G大宽带与边缘计算的结合,推动智慧城市生活建设;在智慧物流方面,展示了基于大宽带的无人机空中便捷投递,为物流业发展变革提供机会;在工业互联网方面,展示了机械臂远程控制、远程维修等行业应用场景,赋能智能制造业;在智慧金融方面,展现了海量数据的交易并发处理场景,为未来创新多元化支付场景创造基础;在智能装备方面,展示沉浸式远程巡检监控和设备远程管理,呈现了更加安全、经济、智能化的应用场景。

此外,广州联通在5G网络部署上也处于领跑阵营。在今年1月24日,广州联通携手广州白云国际机场正式宣布:首个5G信号覆盖机场网络正式开通。

机场作为重要的综合交通枢纽,包含设备、交通、通讯等诸多的5G使用场景。结合5G高速率、低延时、大带宽的技术特点,5G未来将在机场物联网、机场自动化调度、人工智能服务、旅客服务、行李跟踪等方面发挥巨大的作用。

除了白云机场区域外,广州联通已在花城广场、广州塔等标志性城市景观区及白云新城、生物岛、东风日产等产业集聚区实现了5G网络覆盖,为5G赋能智慧城市发展奠定基础,助力5G智慧新羊城发展。

来源 | 《中国测绘》2019年第5期    授权发布

作者 | 黄新波(中国联通广州市分公司) 

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