1、信息查询与整合解决方案
1.1概述
大数据时代，人类活动所涉及的大数据80%以上与地理信息有关，且呈现海量、多源、异构、动态的特点，传统技术体制在信息查询与整合中存在以下问题：对实体对象空间位置的标识不唯一，查询检索效率低；对实体对象的标识不统一，信息的整合与共享困难；对结构化与非结构化数据进行统一组织管理存在重大障碍。以上不足互相关联、互相影响，极大制约了现有信息系统效能的发挥，方案提出基于北斗网格码的信息查询与整合方式，使得数据查询效率更高，数据整合更便捷。
1.2解决方案
在对现有系统不推倒不重来及保护现有数据库独立性的基础上，充分利用数据中的“空间位置”属性，增加北斗网格编码字段，作为ID对各种数据进行统一标识，并以其为纽带构建对象内在的时空关联关系，建立编码动态索引，实现大数据统一组织与高效查询。同时，利用网格编码一维、整型、二进制的特点，实现时空大数据的计算、传输、分发、服务等应用的高效“编码化操作”。
（1）统一标识
图1 空间位置统一标识
（2）数据组织
图2 数据组织与关联
（3）检索与分析
图3 数据检索与统计分析
1.3优势特点
（1）基于网格编码的时空大数据快速整合和自动空间关联；
（2）数据检索由多维时空查询简化为一维数值匹配查询，效率大幅提升；
（3）空间计算由经纬度浮点数运算转化为基于二进制编码的位运算，计算效率提升10倍左右。
2、三维路径规划解决方案
2.1概述
空间管控问题是军航、民航、通航以及无人机航空业界备受关注的问题。随着飞行器数量越来越多，特别是随着低空领域的开放，空管压力越来越大。飞行器运动规律变化复杂，航路规划的计算遇到瓶颈，传统方法普遍以经纬度为基础，通过解算三维曲线方程加安全裕度的方法，来实现对空间对象的航路规划和管控，计算复杂度高，已无法适应飞行器快速增多的变化。方案基于北斗网格码进行三维路径的规划，有效降低计算复杂度，使空间管控更加实时、高效。
2.2解决方案
用静态立体网格承载三维空间信息，时间维作为变量，将空间内有无人机的网格标记为1，没有的标记为0；在三维静止空间中，根据无人机之间安全飞行距离和飞行时间变量，找到任意一条和现有运动目标静止轨迹（时空轨迹）不相交的立体网格直线（曲线）区域，反向转换成无人机在三维立体空间的运动状态，即可规划出任意动态的无人机飞行路径，并能将飞行空域的利用率达到最大。
图4 三维路径规划示意图
图5 计算复杂度对比
2.3优势特点
（1）将复杂的浮点运算问题变成一个空间网格的匹配问题，空间飞行规划计算效率提升10倍以上；
（2）保持空间计算效率的平衡，算法复杂度呈线性变化，不随空间对象的数量、分布及运动规律的变化而变化；
（3）空域利用率提升1倍以上；
（4）具有全空域性，支持整个地球空间的空间管控。
3、高精度位置服务解决方案
3.1概述
目前高精度位置服务，其基本模式是“先请求、后计算、再服务”。这种模式在实际应用中存在着一些明显的不足和短板。主要表现在：
（1） 用户端：
移动终端需要持续消耗流量，使用成本高；
需频繁进行数据交换和运算，耗电量大，待机时间缩短。
（2）服务端：
随着用户数的增加和精度的提高，后台计算压力增大，服务的实时性难以保证；
受通信带宽的影响，同时服务的用户数量受限。
3.2解决方案
将服务区域划分成多个网格，解算每一网格的位置修正数并向外广播。当用户通过卫星导航系统获得自己的经纬度位置后，会自动生成相应的北斗网格编码，自动匹配并提取当前位置的修正数，从而实时获得精确的位置信息。
图6 空间区域网格化
3.3优势特点
采用北斗网格技术，将目前复杂的“先请求、后计算、再服务”的串行、有源服务模式，变为简单的“接收+匹配”的并行、无源服务模式，用户体验明显改善：
（1）可同时服务的用户量不受限制；
（2）几乎不产生流量，大大降低用户的使用成本；
（3）明显降低用户终端的功耗，提高待机时间；
（4）极大缓解服务商的计算压力与通信带宽压力；
（5）后台的计算与发播完全分离，信息单向传输，最大限度提高安全性。
4、无路网路径规划解决方案
4.1概述
现有导航应用软件普遍以传统的经纬度为基础，在地理信息系统上叠加矢量道路网数据，实现为用户导航的服务。如果没有矢量网数据，或矢量网数据不全，则无法提供正常的服务。因此，如何在矢量道路数据缺失的情况下实现路径规划，就成为导航应用领域亟待解决的重大问题。
4.2解决方案
通过天基、空基和地基等多种遥感和测绘手段，获取道路、地形、高程、坡度、植被、河流、草地、耕地、DEM（数据）、三维DTM（数字地面模型）、以及气象水文等数据，形成目标区域的多图层地理信息库。在各图层地理信息库生成的同时，按GeoSOT规则将数据信息剖分成合适尺度的网格，并给每个网格赋予北斗网格编码，对现有的地理信息库同样增加北斗网格编码。根据多图层数据，量化每一个空间网格对于规划对象的可通过性，可将通过的网格标为1，不可通过的网格标为0，利用北斗网格码的高效计算特性，快速得出该对象在目标区域可以通过的网格，进而规划出合理的路线。
图7 数据采集与组织
图8 数据编码
图9 可通过性判别
4.3优势特点
（1）实现在无路网信息情况下的路径规划；
（2）优化路网信息不全情况下的路径规划。
