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北斗應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
第十八屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)運(yùn)營商大會(huì)于6月2日在聯(lián)通大廈成功舉辦,本文是根據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)總工程師張全德在會(huì)上發(fā)表的主題演講整理而來。
1、北斗三號(hào)優(yōu)勢
北斗是中國獨(dú)立自主研發(fā)、運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施。北斗不但關(guān)系到國家國防安全,也關(guān)系到我們經(jīng)濟(jì)安全。目前,北斗系統(tǒng)在軌衛(wèi)星共46顆,其中15顆北斗二號(hào)衛(wèi)星,31顆北斗三號(hào)衛(wèi)星。
從圖上看,北斗一號(hào)(綠色的圈),主要服務(wù)于國內(nèi);北斗二號(hào)(紅色的圈)主要服務(wù)于亞太區(qū)域;北斗三號(hào)則服務(wù)于全球。
北斗采用混合軌道。它是全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中獨(dú)一無二的軌道,采用混合軌道,一是彌補(bǔ)我國不能在國外建立衛(wèi)星監(jiān)測跟蹤站,二是更好服務(wù)亞太地區(qū)。
北斗三號(hào)有很多創(chuàng)新,首先是獨(dú)特信號(hào)調(diào)制技術(shù)。是由清華大學(xué)陸明泉教授團(tuán)隊(duì)研究出來的。該信號(hào)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)<医o予很高的評(píng)價(jià),是未來可能改變整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)體制的技術(shù)。
第二是北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)。其服務(wù)于中國周邊地區(qū),有三顆GEO衛(wèi)星提供單頻雙系統(tǒng)和雙頻多系統(tǒng)兩種服務(wù)模式。
第三是區(qū)域短報(bào)文,北斗衛(wèi)星是唯一導(dǎo)航與通信系統(tǒng)在一起的導(dǎo)航衛(wèi)星。通過3顆GEO衛(wèi)星,為亞太地區(qū)用戶提供14000比特,約1000漢字/次報(bào)文通信服務(wù)。目前,突破了高壓比的圖像語音傳輸編碼和解碼技術(shù),實(shí)現(xiàn)了用戶間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連續(xù)語音對(duì)講以及圖片傳輸。
第四是全球短報(bào)文通信,這是其他導(dǎo)航衛(wèi)星都沒有的。利用北斗星間鏈路和14顆MEO衛(wèi)星,為全球用戶提供單次報(bào)文最大長度560比特,約40漢字/次短報(bào)文服務(wù)。
第五是星基精密單點(diǎn)定位PPP服務(wù)(中國及周邊地區(qū))。在20-30分鐘收斂時(shí)間,用戶可以獲得動(dòng)態(tài)分米級(jí)、靜態(tài)厘米級(jí)的高精度服務(wù)。如果增加低軌衛(wèi)星,則5-10分鐘即可收斂到分米級(jí)。
第六是全球搜救系統(tǒng)。由6顆MEO衛(wèi)星(三個(gè)軌道面)向全球陸??沼脩籼峁┟赓M(fèi)遇險(xiǎn)報(bào)警服務(wù)。與全球短報(bào)文結(jié)合,可實(shí)施精準(zhǔn)搜救,RNSS米級(jí)定位,短報(bào)文傳遞搜救信息。是全球唯一的可對(duì)求救者回送短報(bào)文通信的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
第七是全星座星間鏈路,Ka鏈路通信帶寬200k,測距精度0.15-0.2m。激光鏈路通信帶寬為1G,測距精度達(dá)厘米級(jí)。是唯一建有星間鏈路的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
中國北斗的建設(shè)發(fā)展,始終錨定世界一流目標(biāo),堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)、追求卓越,不斷實(shí)現(xiàn)自我超越。中國的北斗,技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計(jì)領(lǐng)先、功能強(qiáng)大,是世界一流的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。概括來講,定位更精確;性能更優(yōu)良;系統(tǒng)更可靠;系統(tǒng)更高效。我們用北斗一定要有自信心。
2、國家在北斗應(yīng)用方面政策
國家積極推動(dòng)北斗廣泛應(yīng)用。習(xí)近平總書記致首屆北斗規(guī)模應(yīng)用國際峰會(huì)的賀信中指出:時(shí)空信息、定位導(dǎo)航服務(wù)成為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施。北斗規(guī)模應(yīng)用進(jìn)入市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展的關(guān)鍵階段。
2021年3月,發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出要把北斗產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,列為七大制造業(yè)核心競爭力;要求“突破通信導(dǎo)航一體化融合等技術(shù),建設(shè)北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái),在通信、金融、能源、民航等行業(yè)開展典型示范,推動(dòng)北斗在車載導(dǎo)航、智能手機(jī)、穿戴設(shè)備等消費(fèi)市場規(guī)?;瘧?yīng)用”。提出“深化北斗系統(tǒng)推廣應(yīng)用,推動(dòng)北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。
2019年12月,中共中央國務(wù)院印發(fā)《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》指出:支持北斗導(dǎo)航系統(tǒng)率先應(yīng)用,建設(shè)南京位置服務(wù)數(shù)據(jù)中心。
2022年2月18日,國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、人力資源社會(huì)保障部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、交通運(yùn)輸部、商務(wù)部、人民銀行、稅務(wù)總局、銀保監(jiān)會(huì)、能源局等12個(gè)國家部委聯(lián)合發(fā)出了《關(guān)于印發(fā)促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長的若干政策的通知》,要求啟動(dòng)實(shí)施北斗產(chǎn)業(yè)化重大工程,推動(dòng)重大戰(zhàn)略區(qū)域北斗規(guī)模化應(yīng)用。
以上這些都是國家對(duì)北斗運(yùn)營方面的一些政策和要求。
3、北斗在中國規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、市場化應(yīng)用狀況
北斗的應(yīng)用狀況在2022年央視報(bào)道中指出北斗產(chǎn)品應(yīng)用超過了1550萬臺(tái)套。北斗已廣泛應(yīng)用于中國交通運(yùn)輸、國土資源、電力、通信、基礎(chǔ)建設(shè)、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等20多個(gè)行業(yè)。應(yīng)用規(guī)模逐步擴(kuò)大,綜合效益不斷的顯現(xiàn)。
交通運(yùn)輸部 科學(xué)技術(shù)部關(guān)于印發(fā)《交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2021—2035年)》通知:突破基于北斗精準(zhǔn)感知、低軌衛(wèi)星星座融合通信、衛(wèi)星遙感的高精度多源多維度數(shù)據(jù)融合技術(shù),研發(fā)基于新一代北斗系統(tǒng)的智能終端,加強(qiáng)北斗在道路運(yùn)輸車輛、船舶等動(dòng)態(tài)監(jiān)控、定位、導(dǎo)航服務(wù)中的應(yīng)用。
截至2022年四季度,我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域已有超過800萬輛道路營運(yùn)車輛、9萬多輛郵政快遞車輛、48000多艘船舶、13000多座水上助導(dǎo)航設(shè)施、2000多架通用航空器應(yīng)用了北斗終端設(shè)備。鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域已在列車、人員、集裝箱等方面累計(jì)推廣應(yīng)用各類北斗終端超過10萬臺(tái)/套。
在2020年9月3號(hào),自然資源部辦公廳發(fā)了(54號(hào)文),要求2022年前基準(zhǔn)站要全部接受北斗數(shù)據(jù),國家和省級(jí)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)優(yōu)先提供北斗數(shù)據(jù)服務(wù)。新購置全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品,應(yīng)采購基于北斗服務(wù)或優(yōu)先北斗服務(wù)的安全可信產(chǎn)品;另外些已購的相關(guān)產(chǎn)品在2022年底前完成升級(jí)優(yōu)化。2022年底以前,所有涉及到自然資源管理應(yīng)用的東西,包括授時(shí)計(jì)算和全面應(yīng)用系統(tǒng),要全面應(yīng)用北斗。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在北斗應(yīng)用方面也給予了政策方面支持。2022年分別有5萬多臺(tái)和1.2萬臺(tái)基于北斗的收割機(jī)跨區(qū)作業(yè),區(qū)域覆蓋了黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、河北、河南、山東、安徽等小麥、水稻和玉米主產(chǎn)區(qū)。
截至2022年底,河北、吉林、黑龍江、新疆等地區(qū)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域累計(jì)推廣應(yīng)用北斗終端約30萬臺(tái)/套。全國已有13個(gè)省份啟動(dòng)了26個(gè)無人農(nóng)場的建設(shè)。截至2022年四季度,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已累計(jì)推廣應(yīng)用各類北斗終端接近160萬臺(tái)/套,全年作業(yè)面積達(dá)6000萬畝以上。
其中,應(yīng)用農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)超過17萬臺(tái)/套,應(yīng)用遠(yuǎn)程維護(hù)及定位終端超過133萬臺(tái)/套,應(yīng)用漁船用船載終端設(shè)備超過9萬臺(tái)/套。
圖片
工信部去年發(fā)出文件,要求按照黨中央、國務(wù)院的部署,提升北斗系統(tǒng)用戶體驗(yàn)和競爭優(yōu)勢,將大眾消費(fèi)領(lǐng)域打造成為北斗規(guī)模化應(yīng)用的動(dòng)力引擎。
要求突破關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)品;豐富智能終端北斗位置服務(wù);擴(kuò)大車載終端北斗應(yīng)用規(guī)模;賦能共享兩輪車有序管理。
北斗應(yīng)用在大眾生活的方方面面均得到廣泛應(yīng)用。如百度地圖宣布北斗定位服務(wù)日均使用量已突破1500億次。高德地圖公布其調(diào)用的北斗衛(wèi)星日定位量已超過2100億次,提供的定位導(dǎo)航服務(wù)實(shí)現(xiàn)北斗主導(dǎo)。
除國家部委大力推進(jìn)外,很多國家大型企業(yè)在推動(dòng)北斗應(yīng)用方面都做出了較大貢獻(xiàn)。
中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布的《2023中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》披露,2022年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)了5007億,較2021年增長是6.76%。
各區(qū)域累計(jì)推廣應(yīng)用各類北斗終端近1700萬臺(tái)。高精度應(yīng)用明顯呈現(xiàn)泛在化和規(guī)?;内厔?。北斗產(chǎn)業(yè)鏈中國衛(wèi)星導(dǎo)航專利申請累計(jì)總量(包括發(fā)明專利和實(shí)用新型專利)已突破10.9萬件,繼續(xù)保持全球領(lǐng)先。
4、北斗在國際合作應(yīng)用潛力無限
北斗陸續(xù)進(jìn)入民航、海事、搜救衛(wèi)星、移動(dòng)通信、電工委員會(huì)等國際組織標(biāo)準(zhǔn)體系,多項(xiàng)支持北斗系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)先繼發(fā)布。
北斗應(yīng)用已走向世界,基于北斗系統(tǒng)的土地確權(quán)、道路運(yùn)輸車輛管理、鐵路行業(yè)、國際搜救、國土測繪、數(shù)字施工、智慧礦區(qū)、公共安全、智慧城市、野生動(dòng)物保護(hù)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧港口等解決方案已服務(wù)于亞洲、東歐、非洲等地各國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,北斗產(chǎn)品已在全球一半以上國家和地區(qū)得到應(yīng)用。
5、北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
一是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航由原定位、導(dǎo)航和授時(shí)功能,正逐步成為精密控制和自動(dòng)化支撐功能。
二是低軌衛(wèi)星服務(wù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,助力自動(dòng)駕駛和智慧城市建設(shè)與管理。
三是北斗正在實(shí)現(xiàn)行業(yè)深化應(yīng)用,打造形成既有業(yè)務(wù)的作業(yè)新模式。
四是基于手機(jī)的導(dǎo)航與位置服務(wù)應(yīng)用場景越來越豐富。
五是互聯(lián)網(wǎng)巨頭布局時(shí)空服務(wù),有力推進(jìn)北斗應(yīng)用發(fā)展。
六是行業(yè)和區(qū)域的北斗應(yīng)用正在邁向深化發(fā)展。
七是建設(shè)和完善四大體系,全面推進(jìn)北斗規(guī)?;瘧?yīng)用。四大體系指的是完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系、構(gòu)建融合應(yīng)用體系、健全產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系、建設(shè)全球服務(wù)體系。
總的趨勢是我國要在 2035 年前建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時(shí)空體系。該體系應(yīng)以北斗系統(tǒng)為核心,時(shí)空基準(zhǔn)統(tǒng)一,從深空到深海,地面到地下,暴露空間到非暴露空間無縫連接,安全可靠、高效便捷,綜合各種導(dǎo)航定位技術(shù)(包括:脈沖星、各種無線電、低軌衛(wèi)星、慣性、聲波、重力、磁力等)的時(shí)空體系。