北斗：在應(yīng)用中成長

在今年春耕春播中，寧夏吳忠市利通區(qū)金積鎮(zhèn)塔灣村村民通過北斗導(dǎo)航信號基站定位，實現(xiàn)拖拉機(jī)自動駕駛播種、起壟、接行等精準(zhǔn)化、智能化田間作業(yè)。北斗導(dǎo)航的農(nóng)業(yè)化應(yīng)用在提升春耕、春播效率與質(zhì)量的同時降低了成本，據(jù)測算每畝可節(jié)約農(nóng)機(jī)成本100元。         

圖為村民在田間利用北斗導(dǎo)航在自動駕駛狀態(tài)下播種蔬菜6月21日，在第十三屆中國重慶高新技術(shù)成果交易會暨第九屆軍博會沙坪壩區(qū)展示區(qū)，一款基于北斗衛(wèi)星定位技術(shù)的安全巡邏機(jī)器人亮相展場，該機(jī)器人可實現(xiàn)人臉識別和煙霧、溫度、貨物的自動監(jiān)控，吸引了眾多參展嘉賓和市民駐足體驗。
 
　　1999年，在印巴卡吉爾戰(zhàn)爭期間，美國一度關(guān)停了印巴戰(zhàn)區(qū)所有的GPS服務(wù)，導(dǎo)致雙方依賴GPS的設(shè)備無法使用，給雙方造成巨大損失。自此印度痛定思痛，決心自己做一套導(dǎo)航定位系統(tǒng)。而此時的中國，已在自主建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)道路上探索多年。2000年，中國接連把第一、第二顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星送上了天，成為繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
 
　　今年11月19日，在第一顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星發(fā)射18年后，中國成功發(fā)射第42、43顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。18歲對于一個人來說意味著成年，而此次成功發(fā)射也標(biāo)志著北斗三號系統(tǒng)基本組網(wǎng)完成，將在今年年底前向“一帶一路”沿線國家和地區(qū)提供基本導(dǎo)航服務(wù)，邁出從區(qū)域走向全球的“關(guān)鍵一步”。
 
　　應(yīng)用是北斗系統(tǒng)建設(shè)的生命線。許多業(yè)內(nèi)人士都表示，北斗系統(tǒng)在技術(shù)上足以與GPS等主流導(dǎo)航系統(tǒng)相媲美，接下來的關(guān)鍵就是做好系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣。那么，如今北斗系統(tǒng)在我們生活中有哪些應(yīng)用？北斗如何與GPS等系統(tǒng)在競爭中合作？記者就此采訪了相關(guān)機(jī)構(gòu)和專家。
 
　　兼容三大系統(tǒng) 保留獨(dú)門絕活
 
　　北斗在競爭中合作
 
　　目前世界上有四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略以及中國的北斗，而美國GPS“獨(dú)步武林”，以至于人們常常把美國的GPS（全球定位系統(tǒng)），當(dāng)做GNSS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）的代名詞。
 
　　據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會會長于賢成介紹，這是由于美國起步較早，具有技術(shù)、資本雙重優(yōu)勢，加上GPS系統(tǒng)從投入運(yùn)行的那天起就采取民用開放和免費(fèi)的政策，使得GPS一度壟斷了全球GNSS市場。
 
　　面對這種格局，作為后來者的北斗采用了既競爭又合作的策略。一方面，積極推動與三大系統(tǒng)的兼容與互操作，鞏固被GPS等系統(tǒng)“先入為主”的存量市場。據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其介紹，目前中國北斗已分別與俄羅斯格洛納斯和美國GPS達(dá)成兼容與互操作協(xié)議，與歐洲伽利略系統(tǒng)也正在協(xié)調(diào)之中。
 
　　另一方面，立足于北斗短報文通信、高精度服務(wù)等技術(shù)特色，進(jìn)入GPS等系統(tǒng)尚未覆蓋的增量市場。所有導(dǎo)航系統(tǒng)都有兩項基本功能——定位和授時，也就是告訴用戶當(dāng)下的位置和時間。而北斗在此基礎(chǔ)上，還有一個自己的獨(dú)門絕活：短報文通信功能。
 
　　什么是短報文？簡而言之就是通過北斗衛(wèi)星實現(xiàn)雙向通信。用戶可以在沒有通訊信號覆蓋的地區(qū)，如海洋、沙漠中，發(fā)送140個字的信息和自己的定位。有人將其比喻為“用衛(wèi)星傳播的定位微博”，這是其他三大系統(tǒng)所不具備的特色功能。冉承其曾表示：“北斗是第一個也是目前唯一把通信和導(dǎo)航很好融合起來的系統(tǒng)?！?br> 
　　北斗的另一大特色是高精度服務(wù)。傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)精度都是“米級”甚至“10米級”，更高精度的服務(wù)并不開放給民用市場。而中國研制建設(shè)了北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”，借助超過2200個增強(qiáng)站，北斗系統(tǒng)具備了為用戶提供分米級、厘米級甚至是毫米級定位精度的能力。據(jù)國家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)總設(shè)計師、中國兵器工業(yè)集團(tuán)首席科學(xué)家蔡毅介紹，地基增強(qiáng)系統(tǒng)一期已驗收完畢，二期建設(shè)任務(wù)也即將完成。
 
　　以上這些因素綜合起來，使得北斗系統(tǒng)具有了后發(fā)優(yōu)勢。于賢成對此表示認(rèn)同，在他看來，中國是世界上最大的衛(wèi)星導(dǎo)航市場，擁有全球最多的衛(wèi)星導(dǎo)航定位用戶，中國北斗將成為GNSS系統(tǒng)的主要組成部分，讓全世界人民分享中國北斗的紅利。“當(dāng)然我們也要清醒地認(rèn)識到，在技術(shù)、經(jīng)驗和市場化水平上與美國GPS尚有不小的差距，這是我們努力的方向?！庇谫t成說。
 
　　行業(yè)、大眾、特殊市場齊頭并進(jìn)
 
　　北斗就在我們身邊
 
　　對于普通人來說，最常見的一個問題或許就是：我們什么時候能用上北斗？
 
　　事實上，北斗早已來到我們身邊，不知不覺中我們早就用上了北斗。今年5月，中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會發(fā)布了《2018中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》（下稱《白皮書》），其中的數(shù)據(jù)顯示，2017年，中國申請入網(wǎng)檢測的智能手機(jī)中，支持北斗定位功能的4G手機(jī)款型占比高達(dá)99％。目前除蘋果手機(jī)外，其他主流智能手機(jī)基本都支持北斗系統(tǒng)。也就是說，只要打開定位功能，絕大部分手機(jī)都有北斗系統(tǒng)提供的服務(wù)。只不過由于手機(jī)定位采用的幾乎都是多模式衛(wèi)星定位，并不會顯示哪一刻的服務(wù)是由北斗提供的，哪一刻是其他系統(tǒng)提供的。
 
　　除了手機(jī)定位，北斗還在其他領(lǐng)域起著更為重要的作用?！栋灼房偨Y(jié)了北斗系統(tǒng)的三大應(yīng)用市場：特殊市場、大眾市場、行業(yè)市場。
 
　　特殊市場涉及軍用、警用、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援、公共安全等領(lǐng)域。2008年汶川地震救災(zāi)時，正是北斗一代設(shè)備的短報文系統(tǒng)，發(fā)出了來自震區(qū)的第一條消息。
 
　　在大眾市場，北斗的高精度服務(wù)有著廣闊前景。對于經(jīng)常使用導(dǎo)航的人來說，想必都經(jīng)歷過主路輔路難分辨、高架地面不識別的困擾。這樣的錯誤識別，對于自動駕駛汽車來說更為致命。北斗的高精度定位則能帶來車道級別的導(dǎo)航，用戶不需要自己操心，即使是一個“路癡”，也可以精準(zhǔn)抵達(dá)目的地。而當(dāng)定位精度達(dá)到厘米級時，自動駕駛、自動停車技術(shù)也就不再遙遠(yuǎn)。
 
　　在行業(yè)市場，北斗系統(tǒng)在交通運(yùn)輸行業(yè)和漁業(yè)得到了很好的應(yīng)用。11月22日，交通部新聞發(fā)言人吳春耕表示，全國已有超過617萬輛道路營運(yùn)車輛、3.5萬輛郵政和快遞運(yùn)輸車輛、36個中心城市約8萬輛公交車、370艘交通運(yùn)輸公務(wù)船舶安裝使用或兼容北斗系統(tǒng)，國產(chǎn)民航運(yùn)輸飛機(jī)首次搭載北斗系統(tǒng)。
 
　　另據(jù)于賢成介紹，目前北斗導(dǎo)航與短報文服務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋我國渤海、黃海、東海和南海20余萬條漁船，在沒有移動通信信號的海域，使用北斗系統(tǒng)短報文功能，漁民能夠向家人報平安，向外界發(fā)送求救信號，北斗被譽(yù)為“漁民的海上保護(hù)神”。于賢成告訴記者，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)投入民用市場不到十年的時間，已經(jīng)產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，拉動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造，催生出一批新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，為大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供了基礎(chǔ)性的中國時空體系框架，為正在崛起的智能信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著奠基鋪路和引領(lǐng)作用。 他給記者算了一筆賬：“通常，建設(shè)和運(yùn)行一個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)耗資巨大。以美國GPS為例，70年代中期開始策劃建造，到90年代中期投入完全服務(wù)，前后共花費(fèi)100多億美元。其后的技術(shù)升級和每年運(yùn)維費(fèi)用一般要10多億美元。國際上四大全球系統(tǒng)的資金投入數(shù)量，也都達(dá)到這樣的水平。2017年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總值達(dá)到2550億元，預(yù)計到2020年達(dá)到4000億元，屆時一年的利稅，就能夠把前期系統(tǒng)建設(shè)的投入收回來?！?　　

突破核心技術(shù) 占據(jù)半壁江山 　　北斗產(chǎn)業(yè)鏈完全打通 　　

如果從應(yīng)用層面向上溯源，作為一個整體的北斗產(chǎn)業(yè)鏈，該如何劃分呢？ 于賢成向記者介紹，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)在我國經(jīng)濟(jì)體系中形成了一個相對獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈。通常將其分為元件組件制造、系統(tǒng)集成提供和運(yùn)營增值服務(wù)三大環(huán)節(jié)?！熬唧w來說，位于產(chǎn)業(yè)鏈上游的包括信源提供的衛(wèi)星系統(tǒng)、基礎(chǔ)芯片天線與模組板卡，以及相關(guān)高精度導(dǎo)航電子地圖和地理信息系統(tǒng)（含數(shù)據(jù)）；居于產(chǎn)業(yè)鏈中游的包括多種多樣的設(shè)備與終端、運(yùn)行平臺軟件、應(yīng)用集成系統(tǒng)產(chǎn)品；處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的包括位置運(yùn)營服務(wù)、天地基多模增強(qiáng)服務(wù)，各行各業(yè)的北斗系統(tǒng)應(yīng)用級產(chǎn)品和增值服務(wù)產(chǎn)品?！?　　

在各個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中，哪些環(huán)節(jié)我國比較成熟，哪些環(huán)節(jié)比較薄弱？ 冉承其曾在2017年底的新聞發(fā)布會上表示：“5年前，國內(nèi)沒有一片國產(chǎn)北斗芯片。現(xiàn)如今，已有了堅強(qiáng)的‘北斗芯’……目前，國產(chǎn)北斗芯片累計銷量突破5000萬片，高精度OEM板和接收機(jī)天線已分別占國內(nèi)市場份額30%和90%……北斗產(chǎn)業(yè)鏈從芯片到終端、到制造業(yè)、到服務(wù)已經(jīng)完全打通。” 和芯星通科技（北京）有限公司總經(jīng)理黃磊博士佐證了冉承其的看法：“我們從2010年發(fā)布國內(nèi)首顆90納米北斗多模多頻基帶芯片開始，不斷迭代，陸續(xù)開發(fā)出55納米、40納米，直到今天北斗的28納米最小芯片，無論從工藝、尺寸、功耗，還是性能上均處于國際領(lǐng)先地位，實測指標(biāo)與國際同行相當(dāng)，有些甚至超越了他們?！?對此，于賢成表示：“經(jīng)過多年發(fā)展，我國北斗產(chǎn)業(yè)的上游和中游環(huán)節(jié)相對完整齊套，國產(chǎn)化程度比較高，基本形成了市場化運(yùn)作局面。在核心技術(shù)方面和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化方面，總體上不輸于GPS，已經(jīng)占據(jù)了國內(nèi)市場的半壁江山?！?nbsp;

但于賢成同時指出，中國北斗在核心導(dǎo)航定位軟件和算法上還有待深化和實現(xiàn)關(guān)鍵性的突破。“同時也要看到，我們在高端特色應(yīng)用和增值創(chuàng)新服務(wù)層面，還需要花大力氣，以便趕上和超過國際領(lǐng)先水平，真正打造中國服務(wù)的國家品牌，服務(wù)全世界。隨著北斗三號基本系統(tǒng)的建成，北斗覆蓋面積已經(jīng)從亞太走向‘一帶一路’，到2020年將覆蓋全球。北斗的應(yīng)用與服務(wù)市場將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長?！庇谫t成說。