北斗+与AI+、Python+与北斗+的产业生态思路

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北斗+与AI+、Python+与北斗+的产业生态思路

作者： TOP开源组 星语

近日，由于众所周知的原因，北斗在社会人群中被广泛关注和议论。众人及其眼光和看北斗的角度多种多样，因而观点不一。

在就事儿论事儿之前，我们先把"北斗″与"后北斗″的概念说清。北斗，业界是指我国北斗卫星组网系统，地面运控系统(包括基站)两大部分；后北斗，是指与北斗相关的产品产业极其延伸。比如大家现在正议论关注的大卡车司机应用的那个"卡″，以及我们的汽车导航仪、手机等接收终端，统称作后北斗。北斗是北斗，后北斗是后北斗，乃两码事。

如果是因为北斗组网系统出现疏漏或不稳定状态，抑或是地面儿运维差错，是属于北斗的问题。但是，如果因与北斗相关而延伸的产业及产品也即后北斗(包括产业园及导航定位终端设备等等)出现故障及问题，就与北斗无关了。

实事求是的说，北斗产业生态链当中，从技术角度而言，很多产品，都存在细节方面的疏漏，或不稳定状态，用专业术语来说，就是系统的鲁棒性（Robust）还需要强化。

北斗作为后来者，在技术应用、产业生态方面，要超越GPS生态圈，采用传统的商务竞争模式，至少需要数十年的持续投入和沉淀，很多产品，在细节方面需要不断的用户回馈，迭代升级。

北斗产业链，简单而言，就是北斗+模式，就是北斗卫星导航系统，与各种相关的传统产业进行整合，特别是深度整合。

麦肯锡专家近年反复强调：后Internet时代，AI人工智能才是第一生产力。

北斗产业生态链，如果能够紧密结合AI人工智能，通过先进的神经网络智能模型，快速完成各种应用终端产品的模拟和样板设计，并通过AI智能模型，模拟各种应用场景，对产品快速进行压力测试。

这种北斗+和AI+的产业整合，可以十倍，百倍，甚至千倍、万倍地提高研发、生产效率，也是AI智能时代的唯一正确产业生态模式。

近期，谷歌发布DeepVariant智能DNA基因组序列工具，几分钟，就可以完成传统耗时数月甚至数年的DNA序列模型，准确率高达99.9587%，超过了目前各种传统手段。

从技术角度而言，北斗产业生态链的各种应用，例如无人加速，AI智能电商精确配送，底层都是各种应用生成的导航数据，或者说海量的地理信息大数据。

这种海量的地理信息大数据，信息量比金融市场的Tick数据还要高n个数量级，必须借助专业AI智能系统进行分析评估。

换句话说，北斗+，原本AI+产业生态的一部分，或者北斗+ ，是说AI人工智能技术，在卫星导航、地理定位领域的应用。

AI人工智能，完全是基于神经网络模型，其核心思路，就是通过向AI神经网络模型，“喂取”各种海量的大数据，从中提炼出相关的模式特征，再应用到相关的产业领域。

目前各种AI人工智能框架系统，起步是基于Python编程语言，如：谷歌的TenseoFlow、FaceBook的PyTorch等。

由此，从技术手段而言，北斗+和AI+，本质上，是北斗+和Python+。

Python除了是AI人工智能领域的标准编程语言，同样也是大数据分析、GPS卫星导航、GIS地理信息、天文学等大部分专业领域的行业标准编程语言。

此外，Python也是FPGA芯片设计的标准语言之一，可以通过Python编程，直接把北斗+产品，快速设计成FPGA硬件芯片原型。

在北斗数据可视化过程中，我们常常需要将数据根据其采集的地理位置在地图上显示出来。Python也是数据可视化的行业标准语言，可以快速简洁在地图上画出城市，飞机的航线，乃至于军事基地等等。通常来说，一个地理信息系统都会带有这样的功能。

GIS/GPS/BDS（北斗）世界已经或将要把Python作为一种相对简单的脚本语言引入，随着时间的推移，它们变得无所不在，而其应用也为许多不同的用户提供了解决方案。

Python：一种跨平台的计算机程序设计语言，其高层次地结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。Python非常适合系统操作，数据管理，分析和可视化。

现阶段，GIS已经采用了Python 3, 这使刚接触到GIS等地理信息系统的python开发人员更容易使用和学习它，这也有助于ESRI吸引更多非GIS开发人员使用其平台和工具。

Python对于GPS/GIS/BDS在地理信息数据的采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述等方面是一个很好的工具。

GIS/GPS/BDS的基础都是地图，而其拔高就像高德地图和百度地图等衍生应用，对于北斗，我们也可以衍生出“后北斗”应用。

后北斗应用基于北斗系统，由各科技创新型公司调研、分析用户需求、采集相关数据、前期研发&后期维护相辅相成，形成有活力的产业动态链。

细细分析，对于大众而言，目前基于卫星导航系统的最可行的应用，即是动态地理坐标的可视化及与之配套衍生的服务型应用功能。

现阶段，如我们直接用浏览器打开生成的HTML文件（超文本标记，一种组织信息的方式，它通过超级链接方法将文本中的文字、图表与其他信息媒体相关联，为人们检索信息提供方便）。

大多数时间下，我们会发现：网络访问非常缓慢，其需要加载大概1分钟才能看到地图显现。

这是因为：现阶段生成的HTML文件调用的很多资源都是访问的国外资源，所以在国内打开可能会比较慢。（基于BDS的应用尚未全面配套）

但在特殊情况下，这一延时性会为应用者的主观能动性带来极大不便。

目前开发者们多是通过：把包含地理信息系统的静态资源下载到本地，然后采用Python读取HTML，修改静态资源路径的方式，把HTML中的css和js路径修改成本地路径，

这样就能够极大程度的提高速度。

但过去多是基于与国外资源对接，下载再编译的静态资源，在特殊情况下也会有一定延时性，这就需要后北斗应用跟进国产项目了。

【附录】【北斗卫星导航系统】简介

中国北斗卫星导航系统（英文名称：Bei DouNavigation Satellite System，简称BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒

2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。全球范围内已经有137个国家与北斗卫星导航系统签下了合作协议。随着全球组网的成功，北斗卫星导航系统未来的国际应用空间将会不断扩展。

2020年12月15日，北斗导航装备与时空信息技术铁路行业工程研究中心成立。

Web GIS 简介

通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和互操作，如GIS信息的在线查询和业务处理等。

WebGIS客户端多采用Web浏览器，如IE，Fire Fox。

WebGIS是利用Internet技术来扩展和完善GIS的一项新技术，其核心是在GIS中嵌入HTTP标准的应用体系，实现Internet环境下的空间信息管理和发布。

WebGIS可采用多主机、多数据库进行分布式部署，通过Internet/Intranet实现互联，是一种浏览器/服务器（B/S）结构，服务器端向客户端提供信息和服务，浏览器（客户端）具有获得各种空间信息和应用的功能。

Web GIS特性：全球化、大众化。

GPS和GIS 简介

GPS和GIS主要有定义、特点和功能这三方面的区别：

一、从两者的定义区分

1、GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。

2、GIS（地理信息系统）有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

二、从两者的特点区分

1、GPS的特点：

（1）全球全天候定位

GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务（除打雷闪电不宜观测外）。

（2）定位精度高

应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m，100-500km可达10-7m，1000km可达10-9m。

（3）观测时间短

随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟；采取实时动态定位模式时，每站观测仅需几秒钟。

（4）测站间无需通视

GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因而不再需要建造觇标。这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间，同时也使选点工作变得非常灵活，也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。

（5）仪器操作简便

随着GPS接收机的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。在观测中测量员只需安置仪器，连接电缆线，量取天线高，监视仪器的工作状态，而其它观测工作，如卫星的捕获，跟踪观测和记录等均由仪器自动完成。

（6）可提供全球统一的三维地心坐标

GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。另外，GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的，因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。

2、GIS的特点

（1）具有公共的地理定位基础

（2）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力

（3）系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息

（4）以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统

三、从两者的功能区分

1、GPS主要功能有导航，测量和授时。并且还可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。

2、GIS主要功能是集中、存储、操作、和显示地理参考信息，能够应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划、绘图和路线规划。例如，一个地理信息系统(GIS)能使应急计划者在自然灾害的情况下较易地计算出应急反应时间，或利用GIS系统来发现那些需要保护不受污染的湿地。

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