用群策群力方法创新提供GNSS校正

使用GNSS接收机实时收集太阳和太空天气观测网络早已经建立起来。在过去20年中，GNSS接收机的许许多多中小型网络收集了GNSS多个信号测量值，并且在重要的产业领域和科学研究中得到广泛应用。然而尽管这些网络的优点已被证明，目前还没有开放接入的全球密集型的GNSS接收机网络。此外，GNSS接收机信号很容易被干扰和欺骗，但没有公开的、加密安全（用区块链技术）的、空间密集的GNSS接收机网络，以帮助保护数以千亿美元计算的位置感知应用市场。

GEODNET（全球对地观测去中心化网络，取名乔达网）是一个基于区块链和代币激励的公共网络。旨在全面应对目前存在于GNSS高精度应用领域迫切需要可靠可信的校正的这些挑战。当马克·霍顿 在 2021 年 ION GNSS+ 会议上介绍 GEODNET（乔达网） 时，他认识到这是一个激进的想法，可能会遭到怀疑——但他也知道它为常见的挫败感提供了一种解决方案，那就是利用社区化群策群力获得厘米级精度GNSS 校正的低成本方法。他说，虽然有低成本甚至免费的校正提供商，但他们要么没有真正的实时运动学（RTK）校正所需的观测站密度，要么观测站没有现代化，无法提供相应的数据。乔达网拥有基于区块链的高精度多频段 GNSS 基站去中心化网络，提供了一种任何人都可以访问的不同的、经济实惠的方法。霍顿在看到另一个类似的成功区块链项目后，产生了创建这个密集的地理空间网络的想法，这个想法在业内得到了热烈的响应。自 2022 年正式启动以来，Web3 GNSS 基站网络已在全球发展到 3，000 多个，成为 RTK 应用的可靠解决方案。目标是到2026年拥有5000个至10000个基站。乔达网的技术介绍发表在《航海杂志（Navigation）》2023 年冬季刊上。

霍顿说，关键是乔达网是去中心化的。每个站主建立了一个卫星数据观测采集站，并获得该项目的原生多边形代币 GEOD 奖励。当新站点加入区块链时，它们使用已发布的算法证明其位置。设置它们的人将获得代币奖励。“这是区块链在现实世界中的良好用途”， 乔达网项目经理霍顿说。“这不仅仅是人们来回交易图片，这是很多人用加密货币做的事情。这是一种高效、公平地为无法以其他方式建造的基础设施提供资金的方式。

霍顿说，这种代币每天都在交易，并为人们提供激励，无论他们住在哪里，都可以建立观测站。由于来自网络的数据被最终用户支付和使用，这“烧毁”了开采的代币。代币用现金买回，并发送到区块链上的单向保险箱。这种回购和销毁机制是网络经济运作的核心。“我们为使用校正网络的所有应用程序提供对全球数据的开放访问”，霍顿说。“人们在家里或办公室设置电台，然后根据质量有多好，会因为在线站而获得奖励。它允许人们参与网络，建立站点，然后赚取他们可以在加密交易所出售的代币。

工作原理。霍顿说，任何想成为网络一部分的人都可以建立一个电台，使用网络或在网络之上建立。它是“一个非常开放、灵活的系统”，用户交易赚取的代币来访问他们应用程序所需的数据。而且由于它们都是由区块链绑定在一起的，因此幕后没有一家公司控制。霍顿说，这是一种真正的社区方法，所有东西都通过所有系统都遵守的协议连接起来。用户可以将电台添加到没有任何或太多覆盖范围的区域，或者通过订阅访问其区域中的现有电台。

“代币是人们在生态系统中交换价值的方式，这是激进的部分，”霍顿说。“但这是一种创建独立运营的方式，并允许企业通过贡献来利用乔达网数据。这就像一个循环。建立站点的人越多，网络就越成功，就越有人希望将时间和精力投入到生态系统中。霍顿说，重要的是要记住，乔达网并不是一家真正的公司，而是一个社区。非营利性乔达网络基金会管理开放网络协议，并促进传统 GNSS 和物联网行业的服务使用。它“致力于使矿工社区的利益与客户社区保持一致，目标是不断提高 GEOD 代币的效用和价值。”

对精度的要求。当然，乔达网台站提供的数据必须是高质量的，霍顿说，确实如此。有两层站点：可靠性大于99%的骨干站和可靠性目标为98%的更实惠的站点。而且因为有这么多的台站，随着数量的不断增长，也有冗余。霍顿说，信号的精度和欺骗性受到监控，每个设备都有一个唯一的ID，因此很容易发现是否有人建立了一个站点并试图将虚假的GNSS数据放入网络。“通常，如果你设置了一个接收机，你知道它很好，”霍顿说。“在这里，你必须信任别人，需要证明电台是有效的。我们在每个站点放置一个独特的加密芯片，用于识别来自哪些设备数据。

罗马尼亚的良好开端。乔达网定位服务为许多不同的应用提供厘米级定位精度，包括无人机、机器人车辆、农业、增强现实和物联网/移动设备。霍顿说，第一批基站是在罗马尼亚建立的，现在有200多个在线基站。农业是受益于那里服务的主要产业之一。在乔达网之前，罗马尼亚的用户主要使用一个网络，即罗马尼亚位置确定系统 （ROMPOS）。ROMPOS归政府所有，只有大约50个台站，罗马尼亚分销商EuGeo的所有者之一Marius Negreanu说。还有一些由小公司建立的站点，但它们没有乔达网提供的密度。有些人使用这些更昂贵的服务作为 ROMPOS 的备份，导致解决方案更加复杂。Negreanu 喜欢 GEODNET 为世界各地的用户提供订阅，无论您身在何处，都可以使用相同的订阅。Negreanu向农民出售负担得起的自动拖拉机套件，并利用这些套件作为推广网络的桥梁。连接到最近的 GEODNET 站的天线是使手动拖拉机自动驾驶的套件的一部分。罗马尼亚越来越多的农民对此持开放态度，因为他们意识到这种套件提供的厘米精度可以带来更大的收成和更少的田地消耗。

Negreanu最近与一位最初使用没有良好GNSS网络的套件的客户合作，因此精度得到提升。事实证明，客户正在使用大约 100 公里外的虚拟站。将套件连接到乔达网解决了他们的定位问题。Negreanu有一份潜在的大客户名单，随着网络的发展，他将与他们联系。Negreanu预计它的业务将继续增长。该商业模式与他参与过的其他项目相似（他是罗马尼亚一个投资加密项目的社区的一员），但与其他项目不同的是，乔达网是第一个他认为将“演变成更大，真正有用的东西，而不仅仅是一个“采矿工”兑现并忘记它的项目。“它有很大的潜力”，他说。“这是我们找到的最经济的台站之一。它很简单，不像其他台站那样有很多额外费用”。

寻找更多用途。GNSS跟踪公司Lonestar Tracking在他们开始与需要更高精度的炼油厂客户合作之前，从未需要高精度GNSS，联合创始人兼首席技术官Thomas Remmert说。为了满足这一需求，他们开始淘汰现成的消费级跟踪设备，并通过在外部天线上添加不同的GNSS卫星来改进它们。但他们仍然无法达到必要的精度。Remmert 在他们俩的网络研讨会上遇到了霍顿，在听说乔达网 后，他意识到 RTK 可能是解决方案。该团队致力于开发一种低成本的消费级硬件跟踪解决方案，并提供基于订阅的更正服务。起初进展顺利，但很明显，这些客户宁愿不依赖公共基础设施，而是希望访问位于其物业上的基站。乔达网提供了一种经济实惠的解决方案来做到这一点，Remmert 说。“我们建立了一个测试单元来了解性能，看看它是否可靠，而且确实可靠，”他说。“我们最终把他的电子设备放在一个坚固的户外外壳里，我们可以部署在这些设施中。这为我们提供了校正数据，这些数据就在那里，在使用它的位置”。Remmert说，高精度GNSS通常与高价格标签相关，因此他能够以更低的价格使用乔达网这一事实是他决定选择基于订阅的服务的一个重要原因。“随着网络的发展，我们很容易看地图并说好吧，我们这里有一个客户，这是一个我们可以以实惠的价格订阅的台站”，他说。“很容易弄清楚我们是否需要为客户部署一个站点，或者我们是否可以订阅另一个站点。我真的很喜欢这个模型。它为我们提供了选择”。Remmert说，Lonestar有一位客户在卢西亚纳的一家炼油厂使用乔达网进行资产跟踪。第二个客户是科罗拉多州的一家滑雪胜地，他们有一个试点项目，看看Lonestar安装在雪地净化器上的跟踪设备和乔达网校正是否可用于准确测量积雪深度。雪地整容机在晚上穿过山地进行测量。定位和位置数据显示在雪地整容机中，并传输回山下到操作中心。数据可以直接导入滑雪场的运营软件，以提供设备位置和积雪深度，从而告诉他们需要在哪里送雪。“对于滑雪胜地来说，这不是新技术，但差异化因素是价格，”雷默特说。“他们可以出去购买 10，000 多个 RTK 单元用于雪地整容设备。这很好，但我们进来的地方是我们能够以一小部分成本提供类似的设备，并且随着设备在山上移动，通过空中推送相同数量的更新”。

为无人机提供校正。创建去中心化的GNSS校正网络为ROCK机器人客户解决了许多核心问题，包括资产使用。因此，当首席执行官哈里森·诺尔（Harrison Knoll）听说乔达网时，他知道自己想参与其中。ROCK 使用 乔达网作为其 LiDAR 无人机扫描解决方案的一部分，客户范围从土地测量师到无人机测量提供商再到公用事业。该公司今年早些时候推出了ROCK BASE，这是一家有资格获得GEOD代币的矿工。

ROCK Base 是一个三频段多星座 RTK/GNSS 基站，使客户能够访问乔达网基站网络，对 ROCK 机器人 的 3D 数据产品进行地理参考，以获得毫米绝对位置精度。而且它这样做没有建立地面控制点带来的成本和信号恶化。该解决方案将支持土木测量、高清测绘和数字孪生创建方面的应用。诺尔正在与当前的客户（如DOTS和市政当局）联系，以使他们在RTK网络上建立起业务往来。

ROCK Base跟踪GPS、GLONASS、伽利略、北斗、QZSS和IRNSS导航卫星星座传输的所有主要信号。它包括建立永久连续运行参考站 （CORS） 所需的勘测级天线、电缆和天线安装设备。用户现在可以对通过无人机收集的照片进行厘米级的地理定位，这正在成为一个重要的用例。这项服务为用户提供了更多的控制权，诺尔说。他们可以将基站放在办公室外并获得真正准确的数据，而不必担心政府机构或大公司参与其中。“无人机操作员将不再需要基站”，他说。“他们只需走出去，就可以在世界任何地方获得RTK和PPK的准确数据。他们不需要拖着第二个 GNSS 接收机;他们可以通过网络实时运行这一切，也可以在后处理中计算。这对无人机测量员和地图制作者来说很重要。

亚历山大·科蒂尔（Alexandre Cottier）最近在瑞士创办了自己的无人机公司Tiercot Drone Cottier，他决定最好拥有自己的RTK网络，因为在他的国家订阅并不便宜。他最初购买了乔达网的双波段矿机，但最终转向了三波段升级卡，这使他可以访问 NTRIP 信息。他现在将这项服务用于各种任务，包括3D测绘和搜救。科蒂尔用4G调制解调器将天线安装到他的汽车上，一切都设置在电池上以确保供电。他用他的无人机连接到天线，并且无论他去哪里工作，这种设置都有一个 RTK 连接。科蒂尔也是一名农民，并计划使用拖拉机和收割机对农业应用进行测试，因为“高精度定位正在迅速进入农业领域”。与其他人一样，科蒂尔预计该网络将继续增长，并对需要高精度GNSS的人产生巨大影响。“打造国际RTK提供商是我所知道的最雄心勃勃的概念，”他说。“它削减了所有政府流程和本地RTK提供商，他们对网络连接的要求如此之高”。

发展展望。霍顿说，未来几个月的计划是更广泛地引入这项服务。设置站点相当容易（有视频可以引导新用户完成它），挖矿也非常简单。通过在网站上填写表格，您可以访问数据;除了一些批量使用它的关键客户之外，他们还没有为此收费。随着该服务的推出，该团队将继续努力在世界各地增加更多站点，使其更加强大。霍顿说，任何人都可以访问这些数据，虽然有费用，但你不必获得使用数据来构建自己的定制服务的许可。大多数公司不会让您使用他们的台站数据，但这是乔达网的另一个区别。它是完全开放和可用的。这个新想法有很大的潜力，早期用户期待大事，尤其是在自动驾驶汽车和自主无人机等新兴行业需要RTK的情况下。“如果许可证不是太贵，它可以成为世界上主要的RTK提供商”， 科蒂尔说。“社区发展非常迅速，乔达网团队的心态似乎非常适合在不久的将来发生重大变化”。