時(shí)空智能：數(shù)字時(shí)代關(guān)鍵基礎(chǔ)能力
——時(shí)空智能與人工智能、在線新經(jīng)濟(jì)和“新基建”

文｜史睿 汪陶勝

1.千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司2.中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心

近年來(lái)，傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，終端接入、感知和計(jì)算能力不斷提升，特別是人工智能開始引領(lǐng)新一輪技術(shù)革命以來(lái)，高精度時(shí)空信息已經(jīng)成為智能化進(jìn)程的重要推動(dòng)力。處于數(shù)字時(shí)代的人類對(duì)于導(dǎo)航定位的需求，正從事后走向?qū)崟r(shí)和瞬間，從靜態(tài)走向動(dòng)態(tài)和高速，從粗略走向精準(zhǔn)和完備。通過(guò)將位置點(diǎn)、位置關(guān)系、統(tǒng)一時(shí)間和時(shí)空分析這些時(shí)空元素與互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，形成各種不同類型的智能化應(yīng)用服務(wù)，正在不斷推進(jìn)著社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和人民生活質(zhì)量提升。

一、時(shí)空智能的概念及特點(diǎn)

時(shí)空智能是指通過(guò)將時(shí)間和空間信息有效打通，實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行更細(xì)顆粒度的時(shí)空感知，從而進(jìn)行自主決策。隨著數(shù)字時(shí)代的不斷演進(jìn)發(fā)展，時(shí)空智能將會(huì)成為人工智能、在線新經(jīng)濟(jì)和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)最為核心的基礎(chǔ)支撐能力。

時(shí)空智能依托全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的地基及星基增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)構(gòu)建基于精準(zhǔn)位置、可信時(shí)間、數(shù)字孿生三大基礎(chǔ)服務(wù)的時(shí)空智能引擎，采集和更新三維數(shù)字地圖，通過(guò)部署物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端，為地理環(huán)境及其中的物聯(lián)要素提供精準(zhǔn)時(shí)空信息的能力。

時(shí)空智能的特點(diǎn)就是“精準(zhǔn)”，通過(guò)提供厘米級(jí)定位、毫米級(jí)感知、納秒級(jí)授時(shí)的服務(wù)，讓時(shí)空信息更加準(zhǔn)確，可以為數(shù)字化提供更加精準(zhǔn)的信息源，使得智能裝備（汽車、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等）能夠更好地感知現(xiàn)實(shí)環(huán)境、理解現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)更加智能的自主決策。同時(shí)，可以通過(guò)將現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界進(jìn)行“全域、全量、高精度、動(dòng)態(tài)”的精準(zhǔn)映射，為數(shù)字孿生提供核心支撐，讓人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)充分發(fā)揮作用，為社會(huì)治理和城市建設(shè)提供直觀的、基礎(chǔ)的支撐，并通過(guò)各類應(yīng)用優(yōu)化和自我學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行的自我完善和驅(qū)動(dòng)。

二、時(shí)空智能為人工智能提供精準(zhǔn)感知能力

如果說(shuō)人工智能是人的“大腦”，提供識(shí)別、決策和處理等重要機(jī)能，那么由高精度導(dǎo)航定位提供的時(shí)空智能就是人的“小腦”，進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和精細(xì)的運(yùn)動(dòng)控制，時(shí)空智能通過(guò)向人工智能提供精準(zhǔn)的時(shí)間和空間信息，讓人工智能知道“它”自己“何時(shí)”在“何地”，從而實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的決策。

以智能汽車為例，隨著城市道路系統(tǒng)日趨復(fù)雜，高架、地面和地下組成的立體交通網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能汽車的自動(dòng)駕駛提出了極大挑戰(zhàn)。通過(guò)時(shí)空智能提供的實(shí)時(shí)厘米級(jí)高精度定位，并融合雙目視覺(jué)、慣性導(dǎo)航單元（IMU）等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精確到車道的導(dǎo)航，從而精準(zhǔn)地識(shí)別車輛定位和道路的車道數(shù)量、地面標(biāo)識(shí)標(biāo)線、出入口、特殊車道等情況，進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)雜路口的變道引導(dǎo)，輔助自動(dòng)駕駛定位、感知、控制決策、人機(jī)交互等，為自動(dòng)駕駛提供行駛建議和導(dǎo)航服務(wù)，全面提升用戶體驗(yàn)。智能汽車已經(jīng)成為人工智能與時(shí)空智能結(jié)合的典型場(chǎng)景，目前國(guó)內(nèi)多家汽車廠商陸續(xù)量產(chǎn)上市了多款搭載高精度時(shí)空智能服務(wù)的車型，時(shí)空智能將會(huì)成為智能汽車未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)配置。

除了智能汽車外，未來(lái)各行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、自動(dòng)裝備等，通過(guò)時(shí)空智能提供的精準(zhǔn)時(shí)空感知能力，在人工智能的控制下將會(huì)實(shí)現(xiàn)更加精密、準(zhǔn)確和復(fù)雜的操作。時(shí)空智能提供的厘米級(jí)定位、毫米級(jí)感知、納秒級(jí)授時(shí)，將為人工智能提供更加精準(zhǔn)的時(shí)間和空間信息輸入，從而支持人工智能更好地進(jìn)行決策，更好地服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)和人民生活。

三、時(shí)空智能為在線新經(jīng)濟(jì)提供融合基礎(chǔ)能力

在線新經(jīng)濟(jì)是生產(chǎn)服務(wù)消費(fèi)深度融合、線上線下應(yīng)用場(chǎng)景深度融合、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)深度融合的新重構(gòu)，不僅是生產(chǎn)和消費(fèi)的模式創(chuàng)新，更是生產(chǎn)關(guān)系、生活方式的深刻變化；不僅是行業(yè)和領(lǐng)域的拓展創(chuàng)新，更是生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率的革命性提升。時(shí)空智能通過(guò)提供統(tǒng)一、精準(zhǔn)的時(shí)空信息，促進(jìn)在線新經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。

1.時(shí)空智能促進(jìn)生產(chǎn)服務(wù)消費(fèi)深度融合

時(shí)空智能通過(guò)提供統(tǒng)一、精準(zhǔn)的時(shí)空服務(wù)，可以將生產(chǎn)、服務(wù)、消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)有效地融合到一起。以外賣餐飲為例，通過(guò)高精度的時(shí)間同步和位置服務(wù)，使得食品從原材料生產(chǎn)加工（生產(chǎn)）到飯店制作（服務(wù)）再到用戶用餐（消費(fèi)）的全流程實(shí)現(xiàn)深度融合、有效聯(lián)動(dòng)，同時(shí)對(duì)原料運(yùn)輸和外賣配送等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度和統(tǒng)一管理。未來(lái)，生產(chǎn)、服務(wù)、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)，將會(huì)在統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)下不斷融合，從而大幅度提升生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高用戶感受，進(jìn)一步促進(jìn)全鏈條的快速發(fā)展。

2.時(shí)空智能帶動(dòng)線上線下應(yīng)用場(chǎng)景深度融合

在時(shí)空智能提供的統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)上，線上線下將會(huì)實(shí)現(xiàn)高度同步，從而促進(jìn)更加有效地互動(dòng)。以在線展覽展示為例，通過(guò)時(shí)空智能可以讓線上用戶更加主動(dòng)直觀地與現(xiàn)場(chǎng)展示產(chǎn)品進(jìn)行互動(dòng)，更好地遠(yuǎn)距離感受產(chǎn)品形態(tài)及性能；線下展品則可以將現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給線上用戶，精準(zhǔn)響應(yīng)線上用戶的展示需求，使得線上線下能夠有效聯(lián)動(dòng)。未來(lái)，隨著時(shí)空智能與VR/AR技術(shù)融合，將會(huì)真正打造出沉浸式線上線下應(yīng)用場(chǎng)景，從而帶動(dòng)在線經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。

3.時(shí)空智能幫助傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)深度融合

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)融合的痛點(diǎn)很大一部分在于如何將業(yè)務(wù)更加有效地?cái)?shù)字化，從而更好地利用新興技術(shù)，融入新興產(chǎn)業(yè)。時(shí)空智能提供的精準(zhǔn)時(shí)空服務(wù)，可以通過(guò)將業(yè)務(wù)的時(shí)空信息數(shù)字化有效引導(dǎo)業(yè)務(wù)信息的數(shù)字化。以畜牧業(yè)為例，通過(guò)時(shí)空智能服務(wù)，精準(zhǔn)掌握牲畜的實(shí)時(shí)位置信息，加以其他傳感器技術(shù)獲得的牲畜自身生物信息，就可以將牲畜單體和群體進(jìn)行數(shù)字化。通過(guò)針對(duì)數(shù)字化的牲畜實(shí)體進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，就可以與電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)金融等新興產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在線銷售和牲畜抵押貸款，從而進(jìn)一步促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。未來(lái)通過(guò)提供高精度、統(tǒng)一的時(shí)空信息，時(shí)空智能將會(huì)把傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)更加緊密聯(lián)系到一起，實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的有利態(tài)勢(shì)。

四、時(shí)空智能為新型基礎(chǔ)設(shè)施提供時(shí)空基礎(chǔ)能力

新型基礎(chǔ)設(shè)施主要包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，而時(shí)空智能作為時(shí)空基礎(chǔ)能力的提供者，將會(huì)為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供牢固支撐。時(shí)空智能可以提供數(shù)字時(shí)代最為核心的關(guān)鍵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是構(gòu)建數(shù)字社會(huì)必不可少的信息來(lái)源，隨著全球數(shù)字化發(fā)展日益加快，時(shí)空智能也必將成為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施。

1.是信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心數(shù)據(jù)提供設(shè)施

時(shí)空智能提供的精準(zhǔn)時(shí)間和位置信息，是信息資源的核心組成，一條或一組信息如果不能準(zhǔn)確、高精度地表述這些內(nèi)容，那么就不能稱其為完整的信息，其可用性和價(jià)值也就受到了極大限制，缺少時(shí)空智能的信息基礎(chǔ)設(shè)施是不完整且有缺陷的。因此，時(shí)空智能是信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心數(shù)據(jù)提供設(shè)施。

2.是融合基礎(chǔ)設(shè)施的核心服務(wù)提供設(shè)施

時(shí)空智能通過(guò)深度結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，全面提供統(tǒng)一、精準(zhǔn)的授信服務(wù)、位置服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐交通、應(yīng)急、公安、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及重大市政工程等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型升級(jí)，并推動(dòng)其成為融合基礎(chǔ)設(shè)施。因此，時(shí)空智能是融合基礎(chǔ)設(shè)施的核心服務(wù)提供設(shè)施。

3.是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施中的創(chuàng)新帶動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施

隨著時(shí)空智能提供的服務(wù)精度不斷提升，將會(huì)為智能汽車、智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)無(wú)限可能。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，智能汽車實(shí)現(xiàn)車道級(jí)定位導(dǎo)航等無(wú)人駕駛技術(shù)、智能手機(jī)和穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確精準(zhǔn)定位、機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)高精度操作、無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)真正的窗口快遞，都將通過(guò)時(shí)空智能的不斷提升逐一達(dá)成。因此，時(shí)空智能是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施中的創(chuàng)新帶動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施。

五、未來(lái)發(fā)展建議

1.推動(dòng)支持基于北斗的時(shí)空智能終端應(yīng)用

建議充分發(fā)揮我國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算網(wǎng)和時(shí)空網(wǎng)等數(shù)字時(shí)代三大基礎(chǔ)設(shè)施方面的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，加大支持融合北斗、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的智慧城市、智能交通、智能公交、網(wǎng)約車、智能電單車、智能無(wú)人機(jī)、智能攝像頭、道路物聯(lián)網(wǎng)端、可穿戴設(shè)備等時(shí)空智能終端創(chuàng)新研發(fā)，并引導(dǎo)進(jìn)一步推廣，推進(jìn)時(shí)空智能終端研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

2.強(qiáng)化和擴(kuò)展北斗時(shí)空智能服務(wù)平臺(tái)能力和范圍

北斗時(shí)空智能是重要的核心基礎(chǔ)服務(wù)，針對(duì)其信息采集、整理、分析、處理、輸出等關(guān)節(jié)需要強(qiáng)有力的平臺(tái)支撐。同時(shí)，時(shí)空信息數(shù)據(jù)安全是網(wǎng)絡(luò)安全重要的組成部分，對(duì)于確保國(guó)家安全具有重大意義。建議在公共安全、民生保障和社會(huì)管理等重點(diǎn)領(lǐng)域，強(qiáng)化北斗時(shí)空智能服務(wù)平臺(tái)的政府采購(gòu)，并引導(dǎo)服務(wù)更多領(lǐng)域。同時(shí)，鼓勵(lì)北斗高精度時(shí)空服務(wù)平臺(tái)技術(shù)能力和安全能力的提升，支持專項(xiàng)技術(shù)的預(yù)研與示范應(yīng)用。

3.推動(dòng)應(yīng)用軟件廣泛使用北斗時(shí)空智能

強(qiáng)化地圖導(dǎo)航、物流、外賣、網(wǎng)約車、共享單車、社交等應(yīng)用廣泛使用北斗時(shí)空智能服務(wù)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)大眾消費(fèi)領(lǐng)域北斗的優(yōu)先應(yīng)用，有效提升人民生活滿意度，不斷擴(kuò)大北斗時(shí)空智能的應(yīng)用場(chǎng)景。

4.研制北斗時(shí)空智能服務(wù)和終端標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)北斗時(shí)空智能的實(shí)際應(yīng)用需求，建議加快技術(shù)架構(gòu)、性能指標(biāo)、運(yùn)行機(jī)制、服務(wù)能力和終端產(chǎn)品等方面標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，著力推進(jìn)應(yīng)用急需、共性和基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)的制修訂，提高市場(chǎng)監(jiān)督管理能力，不斷提升時(shí)空智能服務(wù)水平和產(chǎn)品性能，有力支持北斗時(shí)空智能服務(wù)和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；蛧?guó)際化發(fā)展。