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“北斗”不可能掉线，掉线的不可能是“北斗”

来源：晰数塔互联网快讯时间：2021年04月11日 11:54

本文来自微信公众号：余晟以为（ID：yurii-says），作者：余晟，原标题《“北斗”掉线？不应该啊》，题图来自：视觉中国

最近的一条热点新闻是“‘北斗’导航掉线，大货车司机自杀身亡”。据报道，当地政府已经成立了专门调查组调查此事，并发布了初步的报告，许多媒体也在跟进，相信真相不久就会水落石出。

略去事件本身的是非曲直不谈，“‘北斗’掉线”也引起了许多讨论。毕竟，按照之前的报道，“北斗”作为我国拥有自主知识产权的导航系统，是国之重器，稳定可靠。如果竟然在大货车轨迹记录这么简单的场景中都会出问题“掉线”，实在不能不让人心生疑惑。

坦白说，我没接触过大货车上的“北斗”导航仪，也不了解技术细节。但是凭借我在IT行业工作的经验，还是可以做出一般性判断的：“北斗”不可能掉线，也不应该掉线。或者说，“掉线”与北斗无关。

据报道，从2013年开始，交通部开始强制要求大客车、旅行包车、危险品运输车辆安装北斗车载终端，以后逐渐扩展到更多车型，并要求对应车辆出场之前必须安装对应车载终端，否则不予核发、审验道路运输许可证。所以，今天在路上跑的绝大部分运输车辆，都已经安装了北斗车载终端。

那么这个车载终端主要功能是什么呢？是记录车辆的运行情况和行驶轨迹。这样就可以确保司机选择合适的路线，以及进行了足够的休息。

基于以上的信息，可以从技术层面展开一般性分析。

从技术上看，车载终端的主要功能就是两点：第一是定位，也就是“知道（某个时间点）自己在哪里”；第二是上报，也就是“让别人知道（某个时间点）自己在哪里”。有了这些数据，再基于一定的规则，就可以知道车辆的行驶轨迹，以及运行状况了。

对于第一点，也就是“定位”来说，可以采用的定位系统很多。目前最常用的是美国的GPS，但是出于对GPS的安全性的担心，世界各国也研制了自己的定位系统，比如欧洲的“伽利略”，中国的“北斗”，俄罗斯的“格洛纳斯”等等。

这些导航系统的具体方案可能各有特色，但基本原理是相通的。都是通过一系列卫星，不断向地面发出信号。地面的设备接收到不同卫星的信号之后，通过比较计算，就可以得到当前自己所处的位置信息（经纬度、海拔高度），还可以知道时间（GPS授时）。

请注意，这个模型里，信号传输是单向的，卫星只管向地面广播信息，至于地面有多少终端设备，能不能接收到，信号好不好，这些是卫星不关心也不需要关心的。依据这个通讯模型，只要能收到卫星的信号，那么理论上讲，地面的终端数量是可以无限多的——这就像广播，听同一个电台的收音机再多，也不会增加广播电台的负担。

通常，如果有足够多的导航卫星，保证足够好的信号覆盖，地面上任何地方都可以接收到信号，也就可以准确定位。不过如今为了保险起见，许多设备都同时支持多套定位系统，比如既可以用GPS，也可以用“北斗”，还可以用“伽利略”，这样就有效防止了“没信号”（请注意，不是“掉线”）的情况。如果遇到极端情况，设备上方被完全遮挡，收不到任何卫星的信号，也不要紧，一般还可以通过联系周围的移动基站进行定位，只是精度稍微差一点，但不至于偏差太大。

这样得到的数据，也可以称为“打点”，它的核心信息必须包括：时间、经度、纬度。我们假设每次定位的数据（也就是一个“点”）只包含这三项数据：（时间、经度、维度），每秒钟打一个点。那么一小时就产生了3600个点，也就是3600份（时间、经度、维度）的数据。把这些数据连起来，得到的就是这台设备在这一个小时里经过的轨迹。

再来看第二点，也就是“上报”。仅仅有打点数据还不行，这些数据保存在大货车上的终端里，不能产生任何价值，所以需要统一上报到公共平台，管理部门才能知道对应车辆的行驶状况——比如有没有偏航、绕路，有没有在规定时间之后保证足够的休息。

有些评论者认为，既然名为“北斗车载终端”，而且“北斗”又很先进，就一定通过“北斗”系统上报，这是犯了“想当然”的错误。

“北斗”系统确实提供了双向通讯的功能，地面终端也可以发送数据给卫星。但是，如果要从地面发送信号到卫星，对地面终端的发射功率有一定的要求。而且卫星能提供的通讯带宽、数据处理能力都相当有限，所以大部分目前卫星电话只能提供语音和文本的通讯，而且价格不菲，无法支持图片、视频等“司空见惯”的应用。以卫星系统如此宝贵稀缺的通讯能力，为几百万辆大货车提供价格低廉的定位通讯，实在是暴殄天物。

实际上，目前绝大多数应用的数据上报都是通过蜂窝网络（如今一般称为“移动数据网络”）完成的，也就是常说的2G、3G、4G、5G网络。通过蜂窝一般遍布地面的基站实现大范围的覆盖（这也是“蜂窝”的得名），保证终端不管在哪里，都可以联系到最近的基站，接入互联网。

车载终端的技术也是如此。先通过收取卫星信号，得到自身位置，然后把位置信息，通过移动数据网络上报到管理部门——如果你仔细看相关报道，会发现车载终端都要装一张SIM卡，为的就是通过地面的移动数据网络实现数据上报。虽然目前的移动数据网络建设已经颇有成就，但还是有一些地方信号覆盖不够好，手机无法联网。对应的，车载终端也无法完成数据上报。

看到这里你大概应该明白了，新闻中所说的“‘北斗’掉线”，其实是“‘北斗’车载终端掉线”，更具体来说，是“车载终端从北斗导航系统获取了位置信息之后，无法通过地面移动数据网络完成数据上报”。地面网络的锅，不能由天上的卫星来背。

“掉线”与“北斗”无关，但是又确实存存在，那么有什么办法解决吗？有人主张“掉线”必须惩罚，因为司机可能为了违规，把车载终端断电，谎称“掉线”，所以司机有责任随时关注终端机的状态，避免“掉线”。这种说法看起来有道理，但仔细分析就会发现，这都属于技术水平不到家的外行话。

如果你用过微信就知道，在信号不好或者没有信号的地方，你仍然可以录音、拍照、拍视频，只是发不出去，必须要等有信号了才能发出去。也就是说，数据的产生和数据的发送应当隔离开，互相不影响。

对于车载终端来讲，道理也是如此。

据报道，大部分“北斗车载终端”都同时支持GPS和北斗两套定位系统，再不济还可以通过移动基站定位，所以可以认为，定位功能在绝大多数时候都是可用的。车辆在行驶途中，每隔一定时间打一个点，记录下当时的时间、经纬度等信息，是不应该出问题的。

但是，车载终端并不需要每完成一个打点，就立刻通过移动数据网络上报这个点的信息，为节省通讯成本，完全可以相聚更长时间（相比打点间隔）上报一次，每次上报多个打点信息——打点记录可以每秒钟一次，但管理平台未必需要每秒钟都更新车辆的精确位置。既然如此，在没有移动数据网络信号的地区暂停上报，等信号恢复了再把之前没有上报的信息补充上报，也是很自然的选择。

这样，就很容易判断“司机故意给车载终端断电”，因为如此操作，终端里就没有任何打点数据，即便网络恢复了也无法上报。

那么，有没有可能伪造打点数据？当然有可能，但是车载终端也有办法防御这种情况。最简单的做法是，每次的打点信息还可以包括通过特殊算法取得的校验值。这样，只要其中的任何一项数据被篡改，校验值就会出错，整个打点数据就被认定为无效。

可是车载系统死机呢？如果死机，确实可能出现“无法上报数据，而且打点数据丢失”的情况。但是，车载系统的功能这么单一，几乎没有任何交互，系统应当相当简单才对，实在不太应该出现这种情况。网络上已经有人说了，淘宝上卖的几百元的山寨定位仪工作起来也很稳定。实在不行，提供一个状态正常指示灯，让司机经常留意指示灯是否正常，也可以解决问题。

更何况，真的出现这种情况，正确的名称应当是“死机”而不是“掉线”。“我手机死机了”和“我手机刚才掉线了”是两种完全不同的现象，大概不应该有人会搞混淆才对。

所以，最终的结论就是“‘北斗’不可能掉线”，“掉线的不可能是‘北斗’”。看起来，根本原因是“‘北斗’车载终端”的实现方案上还有一些技术问题没有解决好——当然这只是猜测，真实情况有赖更多的分析报道。

那么除此之外，面对“‘北斗’掉线”的新闻，除了澄清“‘北斗’不该背锅”，除了对逝者表示同情和惋惜，对千百万卡车司机的困境投以更多关注之外，还能获得别的什么启发吗？

我觉得是有的，那就是证明了所谓“工业党”的道路是走不通的。那种认为“没必要关心和讨论法制建设、社会治理等等问题，只要专心钻研先进技术，制造先进产品，最终所有问题都会解决”的思路，实在是太天真了。

本文来自微信公众号：余晟以为（ID：yurii-says），作者：余晟