2017年5月23日，第八届中国卫星导航学术年会在上海召开。作为国际三大卫星导航学术会议之一，本届年会以“定位，万物互联”为主题，分为开幕式、GNSS主管部门报告、特邀报告、分会交流、科学普及、展览展示等环节，全方位体现北斗卫星导航系统以及世界各大卫星导航系统建设发展成果，展现出卫星导航与新兴技术融合发展趋势，高精度时空信息服务已逐步渗透并赋能各行各业和大众民生，成为万物互联、联通共享的时空基础，为人类发展带来无限可能、无限憧憬。澳门太阳娱乐网站官网航空航天工程系教授程承旗">程承旗出席会议并作特邀报告。
程承旗">程承旗教授在报告中阐述了北斗网格码的概念与意义、北斗网格码典型应用方法、北斗网格码未来发展愿景。北斗网格码是为大数据建设和应用发展起来的一项重大基础技术体系，它特别适合作为空间信息和位置服务的大数据入口，不仅能给高精度位置服务、物联网、智慧城市、精准农业、大众消费等各行各业的应用带来显著效益，而且对于国家的信息化建设、一带一路倡议以及国家大数据体系建立都具有十分重要的意义。
（以下内容根据会议现场报告摘录整理）
非常高兴，今天我受大会特约做这么一个报告。首先我想介绍一下这个概念，北斗网格码是一种位置编码，大家马上会想到一个问题，现在我们都在使用经纬度编码，怎么还要提一个北斗网格码？这个问题我想从下面几个方面做一个说明。大数据时代的到来，对空间位置编码体系提出了新要求，这要从经纬度实际应用中遇到的几个问题说起。
第一个问题，大家都特别熟悉，就是全球区位标识的问题，区位就是指区域的位置。大家想过没有，我们家的门牌为什么没有用经纬度来做标识？几百年来人们建立了经纬度位置体系，可以方便地确定地球上每一个点的位置。但长期以来人们想描述一个面或一个体的区域位置，简称区位，却十分复杂，通常要用一串经纬度坐标来描述，既不方便报送，也很难标识索引，所以说大家都用各种代码代替，包括ID码、门牌号、电线杆号、井盖号等等。
第二个问题，大家可能也会想到，信息的整合和共享问题。由于一串经纬度难以做数据库索引的组件，因此空间信息系统中只能采用人为的ID码作为空间对象，与属性之间的连接码，这个大家都非常清楚。ID码是人为赋值的，没有统一的标准，同一个空间对象在各个空间数据库中ID码可能都不一样，这实际上是各个部门之间数据整合与共享困难的主要原因。历史上这十几年来我们怎么处理这个问题呢？是用的源数据来标识，让大家统一，但源数据现在也有十几层之多，很复杂。当然我们也可以人为地给每个数据一个ID码，但是现代社会每天产生近一千万TB的数据，什么概念，一台笔记本1TB的话，就需要有一千万台电脑来存储这些数据，而且是每天都会产生。统一了ID赋值实际是不可想象的。
第三个问题，是怎样快速计算物体之间的相对位置关系，比如对多飞行器进行航路规划，用经纬度串组成的矢量矩阵，需要进行复杂的浮点运算，你体验过等待时间比较长的烦燥吗？等3秒就有点烦，等10秒就开始叫了，等几十秒大家就会感觉很崩溃，诸如此类的问题，都是大数据时代在我们面前常常遇到的。其根本原因来源于经纬度的点特性，对描述空间区域存在一定的局限。
如何解决这些问题呢？这个报告就是探讨发展一种新的区位位置编码体系，支持陆、海、空、天和地下全域空间的区域标识，提升共享交换与计算效能，北斗网格码就是在这一背景下提出和发展起来的。
第二，北斗网格码的概念与意义。它的概念是Beidou Grid Code，简称BGC，又称北斗网格位置码，有时也称北斗导航网格码，是国家北斗系统组织研发的全球区域位置标识编码。北斗网格码和经纬度码的区别是经纬度码用一对坐标代表一个点的位置，北斗网格码用一个整形数代表一个区域位置。
北斗网格码的地球剖分模型是什么样呢？它是采用GeoSOT地球空间剖分模型，上至地球外围6万多公里空间，下至地心，将整个地球空间剖分成数以兆亿个大到全球空间，小到厘米级网格体，由32级剖分体元组成的地球空间剖分模型，当高度为零时，这套模型就是地球表面的网格。
每一个网格以及网络体，充满整个空间，北斗网格码的编制就是在这样一个32级的网格划分体系下，采用的其中第一级是1：100万的图幅划分，在这个图幅下我们形成了一个9级的网格剖分数以及网格的编码，编码结果就是这一串码，第一级是N32G，1：100万地图分幅网格编码，15位数代表了地球上的某一个一米见方的网格。19位数就代表了一个1.5厘米的网格，这个网格都是地球上的客观存在的，它是一个区域位置的坐标，同时我们现在设计了空、天、地、地下、水下三维立体空间的导航定位，表示地球空间的网格体，这个网格体小到1点几厘米，大到整个地球。同时这套网格码以精确、简易的字符形成它的简码，来用于人和人，以及任何计算机之间的通信。我们看到的第一行是2138cn太阳集团古天乐遥感楼的北斗网格码，最下面一行可以简化成2138cn太阳集团古天乐3447，这样的话大家都能记的住，且这是个米级精度。
北斗网格码的基本特点就是多尺度性、计算性、立体性和包容性，它的多尺度性，最小到厘米。它的计算性，这串编码是一个整形的二进制编码，所以可以用二进制位运算进行计算，可以实现空间信息组织、存储、传输、分发、服务等应用的高效“编码化操作”，计算速度是传统经纬度的10到100倍。
立体性，它包含了地球参考椭球面-6356公里以及+64422公里的地球空间范围，涵盖了地球全域空间。所谓全域是指我们主要的地球人类的活动，都在四万公里以内，当然深空探测和月球火星，假设还需要的话，就有专门的北斗码去对应。
它的包容性很重要，是以我国测绘图幅、气象图幅、海图、空图图幅以及世界各国的主要规格地理产品衔接，具有一致性关系，可以方便地绘制地图，通过一个网格就可以报出他的区域了。
北斗网格码采用了地球经纬度的64进制拓展的2的N次方剖分模型，把整分整度整秒的网格都作为他的子级，而所有的图幅绝大部分都采用的是整度、整分、整秒，所以它的天然剖分关系比较好。
它的作用不是替代经纬度，而是作为经纬度的有效补充，重点解决空间大数据时代，数据的区位标识、共享交换、高效计算的问题，有人形象地比喻北斗网格码是空间大数据的集装箱。在这里我简单解释一下，一个网格就是一个空间区域，可能是一个米级网格，也可能是个公里级网格，也可能是个百公里级网格，这个区域上会落有很多信息，也就相当于这个网格或者网格体就是空间的一个集装箱，它能够通过网格码将落在其中的实体对象，以及与该对象相关的事件连接在该网格中，也就相当于把这些零散的数据装入到该集装箱中，从而有效地解决空间大数据集装箱化管理的问题。
咱们在世界上有一个很著名的集装箱效应，它是说世界的运输体系从散装发展到集装，效率提升了几百倍，带动了现代产业革命。北斗网格码的应用，将推动大数据集装箱时代的到来。
第三，北斗网格码典型应用方法。北斗网格码与北斗系统和北斗增强系统相结合，将向用户提供一种全新的空间位置服务模式。北斗网格码的应用范围非常广泛，这里仅就其中一部分典型应用于大家分享。
应用一：信息的查询与索引。大家知道空间信息的属性，现在都可以用北斗网格码来做ID，是唯一的ID。传统上人为的ID，可以用这个来替代，这个意义十分巨大。从而构建起空间对象的关联关系。各种非结构化的数据，采用了这套编码的标识以后，可以无须入库，就可以通过网格码的搜索来建立空间索引大表，这个意义也很大。它的应用效能是将检索速度提高10到100倍。
应用二：数据整合与共享。北斗网格码体现了空间位置的客观存在，不随人的主观意志而改变，这就为万物互联奠定了最佳的技术基础，同时也为全球空间信息的统一和高效组织提供了技术途径。
应用三：为高精度位置服务。它可以并行处理，将现在串行的参数发布变成向每个网格区域发布，综合效率提高10倍以上。这在工业部的实验中已经体现了。
应用四：可以实现无路网路径的规划。对于无矢量路网和道路断了的场景，可以通过地物特征网格数据，自动计算新的可通行路径，对久远等特殊行动及机器人室内导航，包括室内规避都有重要的应用价值。
应用五：指其三维应用。因为北斗网格码是个立体网格体系，充满整个地球空间。
最后我想谈一下北斗网格码未来的发展展望，北斗网格码是为大数据建设和应用发展起来的一项重大基础技术体系，它特别适合作为空间信息和位置服务的大数据入口，不仅能给高精度位置服务、物联网、智慧城市精准农业、大众消费等各行各业的应用带来显著效益，而且对于国家的信息化建设、一带一路发展战略以及国家大数据体系建立都具有十分重要的意义。
我们不妨设想一下，当我们的卫星导航终端都能自动输出北斗网格码的时候，那会是一个什么样的场景呢？
第一个场景：北斗网格码将走进人们的生活，到那时候我们也许每个人都会记住几个常用的北斗网格码，如家庭门牌北斗码，停车位北斗码。
第二个场景：在未来，信息基础设施的位置标识都会采用北斗网格码。在这个状态下，我们可以看到国家的大数据基础工程。在世界范围内，包括一带一路的基础设施工程，以及我们每个城市的基础设施和部件，都能看到北斗网格码。现在，北京朝阳区做的电线杆、消防栓、建筑物包括一个螺栓，上面做北斗网格码的工作也具有很重要的现实意义。公安部在常州在做城市门牌的更换。
第三个场景：北斗网格码作为万物互联的入口，也是未来很重要的一点。北斗网格码将成为互联网新的寻址，进一步发展成万物互联的入口，今后任何人走到任何地方也许就不再需要扫码了，都能通过北斗网格码自动实现万物互联，可以实现自动的智能推送。
第四个场景：它未来的发展可以作为新的计算表达工具，北斗网格码具有超强的计算特性，将成为地球空间计算和表达的新工具，也将推动准三维模拟地球向真三维数字地球转变。现在有些企业已经做了非常好的工作。
第五个场景：这一套体系将助力空间智能技术的发展，人脑是目前已知的最高级智能，其本质是拥有超过50万亿的神经突触的神经元结构，信息通过突触链接形成记忆和产生联想。北斗网格码它的地球剖分框架也有超过50万亿的网格和网格体，可以由这种网格结构探索出空间智能计算模型，产生出新的空间深度学习和智能服务，包括飞行管控、机器人导航、无路径导航、自动驾驶、空间搜索等等。
采用网格技术，现在已经是某些方面的一个主要选择，我相信随着北斗网格码的出现，能为这块形成一种新标准和新规范。
北斗网格码提出了一种大数据信息导航新思想，将助力空间大数据集装箱时代的到来，特别针对今天大会主题——北斗，万物互联，期待通过大家的共同努力，北斗网格码还将成为万物互联的新引擎！
（报告完）
交流互动环节
问题：
首先想说，我不是做信息方面技术的，但是我理解如果你有一个坐标系，为什么还需要一个其他的工具，来进行在地球位置和空间方面的一些定义呢？就是本来已经有了一个坐标系了，如果我们想知道我们所在的位置，可能需要一个标记、一个石头或者一个盘子放在地上告诉我们标记在哪里。但是如果我们已经有了一个坐标系的话，我们就已经可以帮助我们确认自己的位置了，为什么你还需要有一个BGC的码，来代表我们的位置呢？
现在我觉得刚才提到的这个问题，也是我们现在发展这套体系中很重要的一点，它要形成一个非常标准化的，大家能够识别的一种编码，每一个网格上面都负载着各种各样的信息，而且这些信息今后要能够统一地被组织索引管理起来，它和经纬度是一个天然的继承关系。
（转载自微信公众号“北斗时空”）