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北斗:在應用中成長

時間:2018-11-30 11:42:48    來源:人民網-人民日報海外版    瀏覽次數:    我來說兩句() 字號:TT

  在今年春耕春播中,寧夏吳忠市利通區金積鎮塔灣村村民通過北斗導航信號基站定位,實現拖拉機自動駕駛播種、起壟、接行等精準化、智能化田間作業。北斗導航的農業化應用在提升春耕、春播效率與質量的同時降低了成本,據測算每畝可節約農機成本100元。
  圖為村民在田間利用北斗導航在自動駕駛狀態下播種蔬菜。
  新華社記者 王 鵬攝

  6月21日,在第十三屆中國重慶高新技術成果交易會暨第九屆軍博會沙坪壩區展示區,一款基于北斗衛星定位技術的安全巡邏機器人亮相展場,該機器人可實現人臉識別和煙霧、溫度、貨物的自動監控,吸引了眾多參展嘉賓和市民駐足體驗。
  趙杰昌攝(人民視覺)

  1999年,在印巴卡吉爾戰爭期間,美國一度關停了印巴戰區所有的GPS服務,導致雙方依賴GPS的設備無法使用,給雙方造成巨大損失。自此印度痛定思痛,決心自己做一套導航定位系統。而此時的中國,已在自主建設衛星導航系統道路上探索多年。2000年,中國接連把第一、第二顆北斗導航試驗衛星送上了天,成為繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

  今年11月19日,在第一顆北斗導航試驗衛星發射18年后,中國成功發射第42、43顆北斗導航衛星。18歲對于一個人來說意味著成年,而此次成功發射也標志著北斗三號系統基本組網完成,將在今年年底前向“一帶一路”沿線國家和地區提供基本導航服務,邁出從區域走向全球的“關鍵一步”。

  應用是北斗系統建設的生命線。許多業內人士都表示,北斗系統在技術上足以與GPS等主流導航系統相媲美,接下來的關鍵就是做好系統的應用和推廣。那么,如今北斗系統在我們生活中有哪些應用?北斗如何與GPS等系統在競爭中合作?記者就此采訪了相關機構和專家。

  

  兼容三大系統 保留獨門絕活

  北斗在競爭中合作

  目前世界上有四大全球衛星導航系統: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“獨步武林”,以至于人們常常把美國的GPS(全球定位系統),當做GNSS(全球衛星導航系統)的代名詞。

  據中國衛星導航定位協會會長于賢成介紹,這是由于美國起步較早,具有技術、資本雙重優勢,加上GPS系統從投入運行的那天起就采取民用開放和免費的政策,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的兼容與互操作,鞏固被GPS等系統“先入為主”的存量市場。據中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗系統新聞發言人冉承其介紹,目前中國北斗已分別與俄羅斯格洛納斯和美國GPS達成兼容與互操作協議,與歐洲伽利略系統也正在協調之中。

  另一方面,立足于北斗短報文通信、高精度服務等技術特色,進入GPS等系統尚未覆蓋的增量市場。所有導航系統都有兩項基本功能——定位和授時,也就是告訴用戶當下的位置和時間。而北斗在此基礎上,還有一個自己的獨門絕活:短報文通信功能。

  什么是短報文?簡而言之就是通過北斗衛星實現雙向通信。用戶可以在沒有通訊信號覆蓋的地區,如海洋、沙漠中,發送140個字的信息和自己的定位。有人將其比喻為“用衛星傳播的定位微博”,這是其他三大系統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航很好融合起來的系統。”

  北斗的另一大特色是高精度服務。傳統導航系統的服務精度都是“米級”甚至“10米級”,更高精度的服務并不開放給民用市場。而中國研制建設了北斗地基增強系統“全國一張網”,借助超過2200個增強站,北斗系統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。據國家北斗地基增強系統總設計師、中國兵器工業集團首席科學家蔡毅介紹,地基增強系統一期已驗收完畢,二期建設任務也即將完成。

  以上這些因素綜合起來,使得北斗系統具有了后發優勢。于賢成對此表示認同,在他看來,中國是世界上最大的衛星導航市場,擁有全球最多的衛星導航定位用戶,中國北斗將成為GNSS系統的主要組成部分,讓全世界人民分享中國北斗的紅利。“當然我們也要清醒地認識到,在技術、經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。”于賢成說。

  行業、大眾、特殊市場齊頭并進

  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,中國衛星導航定位協會發布了《2018中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》(下稱《白皮書》),其中的數據顯示,2017年,中國申請入網檢測的智能手機中,支持北斗定位功能的4G手機款型占比高達99%。目前除蘋果手機外,其他主流智能手機基本都支持北斗系統。也就是說,只要打開定位功能,絕大部分手機都有北斗系統提供的服務。只不過由于手機定位采用的幾乎都是多模式衛星定位,并不會顯示哪一刻的服務是由北斗提供的,哪一刻是其他系統提供的。

  除了手機定位,北斗還在其他領域起著更為重要的作用。《白皮書》總結了北斗系統的三大應用市場:特殊市場、大眾市場、行業市場。

  特殊市場涉及軍用、警用、防災減災、應急救援、公共安全等領域。2008年汶川地震救災時,正是北斗一代設備的短報文系統,發出了來自震區的第一條消息。

  在大眾市場,北斗的高精度服務有著廣闊前景。對于經常使用導航的人來說,想必都經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航,用戶不需要自己操心,即使是一個“路癡”,也可以精準抵達目的地。而當定位精度達到厘米級時,自動駕駛、自動停車技術也就不再遙遠。

  在行業市場,北斗系統在交通運輸行業和漁業得到了很好的應用。11月22日,交通部新聞發言人吳春耕表示,全國已有超過617萬輛道路營運車輛、3.5萬輛郵政和快遞運輸車輛、36個中心城市約8萬輛公交車、370艘交通運輸公務船舶安裝使用或兼容北斗系統,國產民航運輸飛機首次搭載北斗系統。

  另據于賢成介紹,目前北斗導航與短報文服務系統已經覆蓋我國渤海、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,使用北斗系統短報文功能,漁民能夠向家人報平安,向外界發送求救信號,北斗被譽為“漁民的海上保護神”。

  于賢成告訴記者,北斗導航系統投入民用市場不到十年的時間,已經產生出巨大的經濟效益和社會效益,拉動了傳統產業的技術改造,催生出一批新的經濟形態,為大數據、互聯網、人工智能等國家戰略性新興產業提供了基礎性的中國時空體系框架,為正在崛起的智能信息產業發展發揮著奠基鋪路和引領作用。

  他給記者算了一筆賬:“通常,建設和運行一個衛星導航系統耗資巨大。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,前后共花費100多億美元。其后的技術升級和每年運維費用一般要10多億美元。國際上四大全球系統的資金投入數量,也都達到這樣的水平。2017年,我國衛星導航產業的生產總值達到2550億元,預計到2020年達到4000億元,屆時一年的利稅,就能夠把前期系統建設的投入收回來。”

  突破核心技術 占據半壁江山

  北斗產業鏈完全打通

  如果從應用層面向上溯源,作為一個整體的北斗產業鏈,該如何劃分呢?

  于賢成向記者介紹,衛星導航系統已經在我國經濟體系中形成了一個相對獨立的產業鏈和價值鏈。通常將其分為元件組件制造、系統集成提供和運營增值服務三大環節。“具體來說,位于產業鏈上游的包括信源提供的衛星系統、基礎芯片天線與模組板卡,以及相關高精度導航電子地圖和地理信息系統(含數據);居于產業鏈中游的包括多種多樣的設備與終端、運行平臺軟件、應用集成系統產品;處于產業鏈下游的包括位置運營服務、天地基多模增強服務,各行各業的北斗系統應用級產品和增值服務產品。”

  在各個產業鏈環節中,哪些環節我國比較成熟,哪些環節比較薄弱?

  冉承其曾在2017年底的新聞發布會上表示:“5年前,國內沒有一片國產北斗芯片。現如今,已有了堅強的‘北斗芯’……目前,國產北斗芯片累計銷量突破5000萬片,高精度OEM板和接收機天線已分別占國內市場份額30%和90%……北斗產業鏈從芯片到終端、到制造業、到服務已經完全打通。”

  和芯星通科技(北京)有限公司總經理黃磊博士佐證了冉承其的看法:“我們從2010年發布國內首顆90納米北斗多模多頻基帶芯片開始,不斷迭代,陸續開發出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先地位,實測指標與國際同行相當,有些甚至超越了他們。”

  對此,于賢成表示:“經過多年發展,我國北斗產業的上游和中游環節相對完整齊套,國產化程度比較高,基本形成了市場化運作局面。在核心技術方面和產品的產業化方面,總體上不輸于GPS,已經占據了國內市場的半壁江山。”

  但于賢成同時指出,中國北斗在核心導航定位軟件和算法上還有待深化和實現關鍵性的突破。“同時也要看到,我們在高端特色應用和增值創新服務層面,還需要花大力氣,以便趕上和超過國際領先水平,真正打造中國服務的國家品牌,服務全世界。隨著北斗三號基本系統的建成,北斗覆蓋面積已經從亞太走向‘一帶一路’,到2020年將覆蓋全球。北斗的應用與服務市場將呈現爆發式增長。”于賢成說。

責任編輯:小米
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