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全球空间信息产业概述

供稿人:丁培  供稿时间:2018-4-8   关键字:全球  空间信息产业  

本文摘编自CRCSI 2017年出版的《global outlook 2016: spatial information industry》一文,介绍了全球空间信息产业基础设施的情况。

 

1.1互联网

 

思科估计,全球互联网市场规模在未来10年内将会达到19万亿美元(私营部门的14万亿美元,公共部门的5万亿美元)。

 

预计到2020年,互联网将拥有50亿个连接设备,而这些设备又将拥有多个传感器,从而创造了数以万亿个传感器,也被称为“物联网”。 实际上,将可能建立一个“行星神经系统”,一个集体智慧,这将有助于人们的决策。

 

几家公司旨在成为物联网的标准平台,从AGT公司到“SmartThings Hub”,后者最近被三星收购。

 

成熟的科技公司,如思科、通用电气和IBM以及专业的物联网公司,如贾斯珀、塞拉和PTC,都很了解物联网市场。谷歌和苹果已经建成了拥有500万个开发商的平台。在Q1开发商调查中,4000多名开发者表示,苹果和谷歌的新兴平台是最受欢迎的。因此谷歌和苹果在即将到来的物联网平台竞争中处于绝对优势地位。

 

位于澳大利亚阿德莱德的公司Myriota正在将南澳大学开发的技术商业化,将使用低地球轨道卫星进行远程传感和双向数据连接。

 

微软的研究发现,全部48%的澳大利亚企业都没有意识到或者没有计划部署物联网技术。据统计,物联网可以帮助企业平均节省了28%的成本,并提高29%的生产力和效率。约38%的企业表示部署互联网后的收入有所上升(平均为33%)。

 

大多数物联网应用仍处于早期阶段,许多物联网尚未完全实现商业化。然而,物联网预计在未来几年内将迅速发展。

 

1.2可穿戴设备

 

迄今为止最常用的可穿戴设备应用在健身、医疗和安全领域,而其他领域的可穿戴设备也正在出现。

 

Vandrico关于可穿戴设备的综合数据库显示,2014年技术兴趣的增长速度有所增加。

 

来自英特尔“使其可穿戴”的最新挑战项目(MIW)由Nixie赢得,Nixie公司为自助冒险者设计了手腕式拍照相机。

 

1600多名专家被问及有关嵌入式设备和互联网/物联网的以下问题:“随着数十亿台设备接入物联网,物联网是否会将会对公众的日常生活产生影响?大约17%的人回应“不”,但大部分(83%)回应“是”。

 

医疗器械巨头美敦力(Medtronic)认为,传感器将被用于远程监控生命体征。Newdeal Design正在开展Underskin项目,开发植入皮肤数字的纹身,这些数字纹身将会监控人体的健康指标,并支持数字身份认证。

 

市场研究员Gartner还预计到2017年,30%的可穿戴设备在肉眼上不会被识别。Google的项目JacquardATAP团队)与牛仔裤制造商Levi Strauss合作,将导电线织成织物,以创建交互式纺织品。使面料变得触摸敏感(实际上是触摸屏)。

 

然而,不经常问的问题是:“我们如何感觉到每天24小时在我们的身体上活动的技术?”最近有一项对200位女性Fitbit佩戴者的研究表明,他们将该设备视为自己身体的一部分,而不是外部技术。研究发现,89%的人几乎一直穿着这个装置,除了拿掉电池充电外。

 

值得注意的是,可穿戴设备还能用做其他用途,20148月在加利福尼亚州南部的纳帕谷进行的6.0级地震是一个例子。由于地震,在震中不到15英里的城市中,有93%的Jawbone Up(健身监护仪)穿戴者被唤醒,45%的人全夜醒来。

 

头饰和眼镜

 

TechNavio的分析师称,全球智能眼镜市场预计将在20142019年之间的以年均复合增长率为194.2%的速度增长。

 

Telsyte2015年澳大利亚数字消费研究发现,由于价格高昂,缺乏本地可用性以及缺乏有用的应用程序,购买智能眼镜的消费者比预期的要少。

 

Laurie Rothman博士是美国第一家使用Augmedix基于Google Glass的创业公司)软件的产品,Laurie Rothman博士协助Google Glass进行医疗记录。20164月,Augmedix被报道已经筹集了4000万美元,重点是Google Glass的业务应用。Google Glass的另一个医疗应用是MedRef,它通过面部识别可以访问患者的文件夹,这些文件夹里通常储存着患者的语音和照片。

 

值得注意的微软开发的全息软件。软件套件自20163月起发货,费用为每套件3000美元。这些软件应用范围超越游戏软件。美国航空航天局正在使用Hololens来查看火星数据,建筑师可以在建筑工地上全景构建建筑景观。

 

此外,Google正在开发具有内置摄像功能的智能隐形眼镜。应用包括作为盲人仿生眼系统的一部分,并且具备以下功能,例如夜视、红外视觉、数字变焦、碰撞物体警报等。谷歌还拥有专利,其中可以通过“智能隐形眼镜”监测血糖水平。此外,三星也拥有内置相机的隐形眼镜专利。

 

此外,Innovega正在开发由DARPA和主要电子制造商赞助的智能眼镜。 Innovega目前的显示屏是Google Glass的屏幕面积的40倍,是Google Glass分辨率的六倍。

 

拓普康正与DAQRI合作,为测量、建筑、工程和采矿专业人士创造可穿戴技术(智能头盔)。

 

大众汽车推出的“Skully”,这是一款具有单机(HU)显示屏的摩托车头盔,具备,道路布局、GPS地图显示、速度和距离测量以及180度后置摄像视图这些功能。

 

智能眼镜目前处于过渡阶段,似乎正在从消费者的好奇心转向专业工具。Google Glass的消费者版本于2015年停产, 部分原因是Google Glass的佩戴者在公开场合的使用遇到的争议。主要的反对意见是由于内置相机的隐私问题。

 

虚拟现实

 

虚拟现实(VR)耳机为穿戴者提供完全身临其境的体验。预计2015年至2020年,市场的年复合增长率将达到99%。对于VR耳机来说,主流设备必须与游戏机连接,如索尼Morpheus PlayStationMicrosoft Xbox。索尼将于201610月发售PlayStation游戏VR耳机,售价399美元。成本显着低于Oculus Rift版本,后者的售价为599美元。

 

智能手机

 

穿戴式设备通常仅在连接到智能手机时才能工作。智能手机作为中心枢纽,作为在我们的口袋里的移动计算设备,现在只有40美元的售价。

 

越来越多的传感器现可以连接到智能手机,降低了以前昂贵的仪器成本。示例包括FLIR ONE,它允许用户使用智能手机来生成红外热成像图。

 

GoogleATAP项目 Tango开发了一种移动设备,通过先进的计算机视角、图像处理和特殊传感器生成周边环境的准确3D模型。ATAP团队正在开发一种具备组合功能的手机Project Ara,用户可以从该手机中的各种传感器、显示屏和电池中进行选择。交换故障部件,而不是丢弃整个移动设备。

 

智能手机将越来越多地用于付款。据Forrester Research的报道,2014年美国的个人移动支付交易额达37亿美元。手机上的简单指纹功能便于快速交易(仅限iPhone 6用户)。 

 

1.3网络/连接

 

数字化服务的经济和社会影响巨大。数字经济每年增长10%。然而,需要解决的制约因素,例如采用慢速长期演进技术,特别是在欧洲,优化移动设备的速度和功能显得很棘手。待解决的因素还包括:频谱稀缺、互联网协议争议、接入新兴和农村市场的成本。

 

 

今天有大约34亿人使用互联网(几乎占世界人口的一半)。2005年至2013年,平均移动用户每兆字节成本下降了99%,而移动数据传输速度却飞速攀升:4G网络现在比2G网络快12000倍。

 

2020年底,亚太地区将产生45%的数据流量

 

2020年,北美每个主动订阅的智能手机数据消费量(14GB)将是西欧(9.5GB)的1.5倍,是亚太地区(4GB)的3.5倍,但亚太地区将产生最大数据流量——全球45%的数据流量。

 

在没有传统网络的地区,卫星电话能够进行通信,尽管数据连接通常很慢。铱星! 是一个便携式热点(小,重量295g),将大多数智能手机变成卫星电话(速度:高达2.4kbps)。

 

现有的卫星通信解决方案包括InmarsatBGANBGAN M2M)、铱星和全球之星。

 

在传统网络可用的情况下,全球平均网络速度(IPv4)为6.3 Mbps,韩国在29.0 Mbps,位居首位。

 

澳大利亚统计局(ABS)发现,2015年第四季度,澳大利亚98%的数据下载是通过宽带互联网下载的。下载的数据量(167万亿字节)在短短一年内就上升了50.4%。

 

澳大利亚目前采用的是“光纤到节点”(FTTN)的NBN技术方法,而不是“光纤到户”(FTTP)的技术,可能无法满足未来网络速度的要求,从而可能导致澳大利亚在世界排名中地位的下降。

 

宽带网络速度和普及率与国内生产总值密切相关,如Czernich等人所述。(宽带普及率增长10%等于GDP增长1%)。此外,Kongaut等人也阐述了经济增长规模和宽带速度之间的关系。

 

全球电信业已宣布将世界其余三分之二的人口连接到移动互联网是一个很好的机会,也是最迫切的问题之一。主要集中在非洲大陆,涉及11亿人口。

 

传统的互联网传输,例如铺设地下光缆,通常是不切实际的和昂贵的,通常使用卫星宽带作为首选。诸如FacebookAvantiGoogleO3BSpace XOneWeb等公司正在参与第二场“太空竞赛”。比如,Facebook参与的internet.org的项目。最近,Facebook连接实验室报道了他们的原型Aquila的飞行准备—— 一架高空飞行的太阳能波音737型无人机,能够保持空中长达90天的时间 - 横扫互联网信号。正在开发的替代方法包括覆盖非洲大部分地区的Avanti卫星,覆盖范围包括南非、津巴布韦、肯尼亚、坦桑尼亚和布隆迪。

 

理查德·布兰森爵士正在支持OneWeb倡议(由格雷格·威勒创立)。将648个通信微型卫星投入轨道。在2015年的巴黎航空展上,OneWeb宣布与空中客车公司合作,共建造900颗卫星。OneWeb从空中客车集团、Bharti企业、休斯网络系统、Intelsat、可口可乐公司和Totalplay等投资者筹集了5亿美元的资金。

 

为了通过卫星传送互联网,Google已经与O3BElon MuskSpaceX合作。Google正在开发替代解决方案,例如携带小型基站的太阳能无人机(Project Titan)和在同温层(Project Loon)上漂流的高空气球网。 Loon已在多个国家进行测试,并于20163月在斯里兰卡开始推出。从而使斯里兰卡成为第一个通过氦气气球进行互联网访问的国家。此外,GoogleProject Link正在乌干达坎帕拉兴建纤维骨干网络,这也将在其他非洲国家实施。同时,三星发布了题为“移动互联网从天空”的报告(Khan2015),提出了一个约4600个低轨道卫星机队的想法,以确保全球互联网覆盖,具有足够的速度和数据量功能,以满足预期的需求到2028年。

 

1.4卫星

 

2014年,全球空间活动总价值达3300亿美元,全球空间经济增长了9%。经合组织的出版物“空间经济一览2014”指出,空间制造供应链在全球保守约850亿美元。这个数字可能相对低估了,因为许多数据的来源是保密性质的(例如国防活动)。

 

在澳大利亚,EOS卫星在2015年的经济利益为4.96亿澳元,预计到2025年将达到16.94亿澳元。ACIL Allen Consulting(一家咨询机构)发现EOS卫星在2015年为澳大利亚创造了大约9000个新的就业机会。

 

根据有关科学家联合会(UCS)的数据,截至2016630日,目前有1419颗有轨卫星在运行。

 

直到最近,卫星图像中最好的商业像素分辨率为50厘米,但美国政府在2015221日放宽了限制,现在也有30厘米的图像。

 

私人公司运营的卫星舰队正在迅速扩大,因为建造和发射的成本下降。201411月,轨道科学在美国弗吉尼亚州(美属弗吉尼亚州)发射了29颗卫星(当时的记录),几天后由俄罗斯合资的Kosmostras部署了32颗卫星进入类似的轨道。

 

1.5位置

 

全球实时定位系统市场预计在2015-2019年之间以37.41%的年均复合增长率增长。在美国,GPS2013年为经济贡献了680亿美元(保守估计)。 超过260亿美元涉及车辆定位服务,137亿美元用于精准农业,119亿美元用于车队远程信息处理,116亿美元用于测量。

 

全球和区域导航系统(包括GPS)由多个国家经营。

 

空间信息CRCCRCSI)、科廷科技大学、RMIT大学、新南威尔士大学和澳大利亚地质科学研究团队,近年来在使用GNSS能力方面取得了一些有益的进展。这些包括在机器人控制的拖拉机上成功测试JAXA QZSS信号。其试验达到了5cm左右的定位精度。

 

美国国土安全部将空间定位、导航和定时(PNT)视为关键基础设施。DARPA的“竞争环境”计划(STOIC)正在开发一种全新的全球定位、导航和定时系统。

 

受到北韩的卫星信号干扰之后,韩国于201510月签署了一项合同,实施增强的国家罗兰系统(eLoran),确保不间断的定位导航和定时服务,综合的eLoran / GPS系统也在开发中。

 

LocataLeica Geosystems合作开发了LocataLiteGNSS接收器,用地质勘探。

 

Locata技术可能会随着时间的推移而变得更加实惠。预计在五年的时间里,GNSS接收器将是芯片尺寸,成本约为10澳元。在美国白沙导弹测试中,该公司的V-Ray天线以5公里/小时的速度向飞行高度为25000英尺的飞机提供了水平6厘米的位置信息和15厘米的垂直精度。 因此,Locata已经被选为在美国弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心进行RPAS研究的核心定位技术,并且在20168月,该系统已被宣布运行。

 

来自Radionavigation实验室的一个团队与德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员合作,通过快速构建的全球3D地图,加上智能手机摄像机来提高GPS定位到厘米的精度。使用专用接收机(GRID)从移动设备中发现低成本天线,提取载波相位测量。该方法具有众多的潜在应用,例如交通避撞、准确的RPAS包裹传送。

 

1.6 RPASREMOTELY PILOTED AERIAL SYSTEMS

 

ABI Research估计,到2018年,小型RPAS市场规模将超过84亿美元。仅在商业RPAS行业,2014-2019年的年均复合增长率估计为51%,到2019年的市场规模超过51亿美元。最显着的RPAS公司是Sensefly(由Parrot拥有)、AeryonCybAeroDJIGryphon

 

RPAS有很多用途,例如像“Nixie”(MIW挑战的获奖者),或者在20148月提交Google X Lab的无人机项目“Google Project Project Wing”等订单。

 

卧龙岗大学的两名学生开发了一种可以为潜水游泳者提供浮游设备的救生艇四足直升机。浮选装置由RPAS上的磁体承载并由陆上救生员远程释放。

 

RPAS用于危险工作(例如高空作业、风力涡轮机检查或在紧急情况下倒塌建筑物的施工)有很大的优点。风险资本家现在有兴趣资助RPAS公司,而WoolpertMerrick等大型地理空间公司正在提供RPAS服务。

 

APPS RPAS记录器和Airmap Beta是新兴的应用程序,帮助用户找到合法无人驾驶飞行的空间。小型RPAS与现有空中交通管制系统的整合仍然需要解决。

 

2002年,澳大利亚推出了世界首个RPAS法规。航空服务运营RPAS概念指南于20165月发布。

 

现在可以预订飞行车和悬停摩托车(Aero-X),后者于2017年交付,价格为85000美元。另外由澳大利亚克里斯·马洛洛(Hawton)公司的徘徊者项目由Kickstarter资助,但他现在与美国陆军研究机构合作,进一步发展自己的徘徊者。中国无人机公司EhangCES 2106提供了自主的个人运输无人机。 

 

参考文献:

 

global outlook 2016: spatial information industry

https://www.crcsi.com.au/assets/Resources/CRCSI-Global-Outlook-Report-November-2016.pdf


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