王心馨

天網(wǎng)恢恢，疏而不漏。由衛(wèi)星在天空編織的定位網(wǎng)絡(luò)，正在扮演這樣的角色。

基于這張“天網(wǎng)”，無數(shù)創(chuàng)新應(yīng)用將在全球開啟億萬級別市場。無人駕駛汽車已可以在繁忙的交通路上行駛，無人投遞機(jī)則已開始在部分地區(qū)試飛，只差獲得法律允許。

上世紀(jì)末，美國GPS（全球定位系統(tǒng)）建設(shè)完成，除了提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，還實(shí)現(xiàn)情報(bào)收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通信等。得益于此，美國在衛(wèi)星導(dǎo)航中掌握了先發(fā)話語權(quán)。

為了打破美國GPS的壟斷，同時(shí)也是中國國防戰(zhàn)略的重要支撐，中國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）在2000年開始啟動(dòng)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)（GLONASS）和歐洲的伽利略系統(tǒng)（Galileo）正呈現(xiàn)出多方競爭的局面。

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師謝軍告訴記者，北斗作為國家基礎(chǔ)設(shè)施，是一項(xiàng)長期推進(jìn)計(jì)劃，也是完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的支撐和保障體系，下游生產(chǎn)商在應(yīng)用端的建設(shè)是北斗導(dǎo)航大眾化的關(guān)鍵。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開啟億萬級別市場

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS，Global？Navigation？Satellite？System）下游產(chǎn)業(yè)主要有三類參與者。一是零部件制造商，生產(chǎn)獨(dú)立的或集成到某些系統(tǒng)的接受裝置，包括芯片、天線、板卡等。二是系統(tǒng)集成商，將GNSS功能集成到更多產(chǎn)品中，如車輛、大宗消費(fèi)電子產(chǎn)品。三是增值服務(wù)提供商，其增值服務(wù)能夠改善GNSS的使用和覆蓋范圍，包括地圖提供商、增強(qiáng)服務(wù)提供商和GNSS校準(zhǔn)或測試服務(wù)提供商。

中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，與老百姓的距離并非遠(yuǎn)在天邊，而是近在眼前。目前市場熱炒的“車聯(lián)網(wǎng)”、“可穿戴設(shè)備”、“物聯(lián)網(wǎng)”等概念都與北斗密不可分。

以“可穿戴設(shè)備”為例，中國聯(lián)通和四川長虹佳華公司已推出基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)等相關(guān)的“關(guān)護(hù)通”產(chǎn)品。兩家公司設(shè)計(jì)的終端為老人提供一鍵通話、一鍵緊急求助、語音提醒及血壓、心電等醫(yī)療數(shù)據(jù)無線采集等應(yīng)用。老人戴上終端產(chǎn)品后，將連上智能服務(wù)平臺，家人和老人可隨時(shí)了解老人的位置、身體狀況，并可以進(jìn)行防護(hù)圈設(shè)置和語音提醒等，請求關(guān)愛服務(wù)。

除了在特殊人群中的應(yīng)用，北斗在自駕游、探險(xiǎn)游等旅游領(lǐng)域也有作為。海南天標(biāo)電子科技有限公司就推出了北斗智能導(dǎo)游機(jī)、北斗自駕游車載機(jī)、北斗個(gè)人探險(xiǎn)游手持機(jī)等三款智能終端。此類終端能幫助用戶監(jiān)測路況、天氣等。特別是對于爬山愛好者來說，發(fā)生事故后，北斗定位服務(wù)是其生命的保障。

歐洲全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)管理局（GSA）在2013年10月發(fā)布的《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）市場報(bào)告》（第三版），以及2015年3月發(fā)布最新《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）市場報(bào)告》（第四版）的數(shù)據(jù)顯示，全球GNSS下游核心市場從2013年到2023年之間預(yù)計(jì)的年均復(fù)合增長率為7%，高于預(yù)測的同時(shí)期全球GDP增長率（6.6%）。未來，尤其是道路應(yīng)用市場的快速增長，會(huì)使得拓展市場總收入在2021年再次呈現(xiàn)增長趨勢；預(yù)計(jì)2015年全球GNSS拓展市場的總收入接近2500億歐元。

在全球GNSS市場的8個(gè)細(xì)分市場中，位置服務(wù)（LBS）和道路兩大應(yīng)用占據(jù)GNSS收入主導(dǎo)地位，總占比超過91%。智能手機(jī)和平板電腦逐漸取代專業(yè)導(dǎo)航設(shè)備（用于道路和航運(yùn)導(dǎo)航）。

在全球GNSS產(chǎn)業(yè)市場份額的區(qū)域分布中，擁有自主研發(fā)GNSS系統(tǒng)的國家排名中，中國以7%的市場份額排在第三位。俄羅斯因數(shù)據(jù)難獲得，未被納入統(tǒng)計(jì)。

2020年北斗導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)全球定位服務(wù)

全球GNSS的市場規(guī)模，以及中國市場的巨大潛力，讓中國加快了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)。從2000年最初建設(shè)，到2012年實(shí)現(xiàn)中國及亞太周邊地區(qū)的信號覆蓋，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的下一步是在2020年實(shí)現(xiàn)全球衛(wèi)星定位信號覆蓋，將更穩(wěn)定且具有特色的定位服務(wù)提供給公眾。

“從今年的導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射開始，我國將在未來幾年不斷地進(jìn)行導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射，保證已提供的導(dǎo)航定位服務(wù)穩(wěn)定可靠，推進(jìn)在2020年建成服務(wù)全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位網(wǎng)絡(luò)?！敝x軍告訴記者。

相較于美國GPS系統(tǒng)擁有的24顆衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要多出11顆衛(wèi)星。北斗導(dǎo)航由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。

之所以北斗衛(wèi)星星座系統(tǒng)使用數(shù)量多于GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量，謝軍指出，這是兩個(gè)系統(tǒng)的星座設(shè)計(jì)不同。衛(wèi)星導(dǎo)航的特點(diǎn)是不管你在哪個(gè)位置，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位至少需要4顆星，才能享受服務(wù)。

“GPS系統(tǒng)構(gòu)成是6個(gè)軌道面組成的，每個(gè)軌道4顆衛(wèi)星即可覆蓋全球，目前GPS系統(tǒng)真正在軌的已經(jīng)有31顆星；北斗星座系統(tǒng)是由3個(gè)軌道面組成的，每個(gè)軌道面8顆星，從理論上來講24顆就夠，由于北斗系統(tǒng)在中國及周邊地區(qū)可提供增強(qiáng)服務(wù)、位置報(bào)告和短報(bào)文等特色服務(wù)，采用了非均勻的星座設(shè)計(jì)概念，因此，多于GPS系統(tǒng)的在軌衛(wèi)星數(shù)。我們比GPS發(fā)射使用更多衛(wèi)星的主要原因是，北斗在區(qū)域上的服務(wù)更有特色?！敝x軍說。

相較于GPS，北斗有哪些優(yōu)勢？

謝軍稱，北斗有眾多的優(yōu)勢。首先，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有兼容、互操作其他導(dǎo)航系統(tǒng)的特色。在北斗衛(wèi)星設(shè)計(jì)建造過程中，北斗導(dǎo)航已考慮到能在形式上做到兼容其他系統(tǒng)。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容、互操作，通俗來說類似計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代，最新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總能向下兼容舊版本。而兼容、互操作的意義則在于用戶端能在終端上接收多個(gè)信號。endprint

“北斗系統(tǒng)做到與其他系統(tǒng)兼容后，你可以在北斗信號強(qiáng)的時(shí)候使用北斗，用GPS來幫助你修正，輔助提高導(dǎo)航服務(wù)精度和使用的便利性?！敝x軍說，用戶可以選擇對自己最有利的系統(tǒng)使用，獲得最佳的服務(wù)。

兼容對于用戶端應(yīng)用的開發(fā)是極大的促進(jìn)。舉個(gè)簡單的例子，北京中電華遠(yuǎn)的北斗車衛(wèi)士就是采用北斗+GPS雙系統(tǒng)定位技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、構(gòu)架端+云系統(tǒng)平臺，服務(wù)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶。在智慧城市建設(shè)中，能夠利用更加精準(zhǔn)的定位，協(xié)助用戶做到防盜告警、車輛管理，以及為售后服務(wù)提供數(shù)據(jù)等。

其次，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo)之一就是在2020年建成有源導(dǎo)航定位，短報(bào)文功能。這是目前格洛納斯、GPS等沒有的功能。短報(bào)文功能，是衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站之間能夠直接通過衛(wèi)星信號進(jìn)行雙向的信息傳遞，GPS只能單向傳遞（終端從衛(wèi)星接收位置信號）。

短報(bào)文功能最典型的例子就是在汶川地震災(zāi)害過后，通訊基站遭到破壞，北斗終端通過短報(bào)文進(jìn)行緊急通訊，對于抗震救災(zāi)起了關(guān)鍵作用。

有源定位則實(shí)現(xiàn)地面快速定位，相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的指揮調(diào)度將變得更加容易?！熬透财嚨恼{(diào)度室一樣，你在哪，我們能馬上知道，我還能知道你要多久才能到目的地。而美國則需要?jiǎng)e的衛(wèi)星系統(tǒng)來彌補(bǔ)這一方面的需求?！敝x軍說。

這個(gè)優(yōu)勢在農(nóng)牧業(yè)領(lǐng)域中將有廣泛應(yīng)用。比如，為了防止羊走丟，可以在綿羊身上安裝北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片。以羊?yàn)橹行模瑢?shí)時(shí)監(jiān)控。除此之外，北斗的有源定位還能以區(qū)域?yàn)橹行?，監(jiān)控羊群與草地的數(shù)量，安排合理的牧羊路線。

記者從中國航天科技集團(tuán)公司五院空間飛行器總體設(shè)計(jì)部獲知，北斗定位系統(tǒng)正在設(shè)計(jì)星間鏈路，來提高北斗導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量，包括完整性短報(bào)文功能。

目前有源定位和短報(bào)文功能還未能在移動(dòng)終端中普遍應(yīng)用。但到未來北斗建成后，將帶來巨大市場利好。

北斗導(dǎo)航的國際棋局

今年5月，中俄兩國政府簽署了《中國北斗和俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)兼容與互操作聯(lián)合聲明》。這是首個(gè)系統(tǒng)間兼容與互操作政府文件。

根據(jù)中國導(dǎo)航衛(wèi)星協(xié)會(huì)秘書長苗前軍的介紹，中俄雙方計(jì)劃在各自國土領(lǐng)域內(nèi)互建地面基站。隨著基站建立，雙方在數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)上也將做得更完善。例如，中國可在俄羅斯寒冷又偏遠(yuǎn)的西伯利亞建立基站，可加強(qiáng)這一區(qū)域的信號覆蓋，為后續(xù)服務(wù)提供幫助。

中國《推動(dòng)共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動(dòng)》指出，基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通是“一帶一路”建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域。它為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的全面應(yīng)用落地帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著北斗全球組網(wǎng)的鋪開，北斗應(yīng)用也備受期待。

“一帶一路”的建設(shè)離不開物資運(yùn)輸以及工程建設(shè)的輸出。在大型貨車上加載北斗定位導(dǎo)航終端后，能即時(shí)告知運(yùn)輸車隊(duì)前方路況，選擇最優(yōu)路徑。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)對于貨車事故也能起到防范作用。除此之外，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)加上后臺大數(shù)據(jù)技術(shù)，能提高工程建設(shè)效率。目前在巴基斯坦等國家，中國的北斗技術(shù)已經(jīng)得到肯定。

此外，泰國、馬來西亞、文萊、印度尼西亞、柬埔寨、老撾等國家也表示，希望在衛(wèi)星導(dǎo)航、遙感、地理信息系統(tǒng)、空間探測相關(guān)專業(yè)，與中國加強(qiáng)合作。

在謝軍看來，北斗導(dǎo)航的潛力尚未完全挖掘?！霸趨⒓?015年的中國衛(wèi)星導(dǎo)航年會(huì)時(shí)，很多下游生產(chǎn)商擔(dān)心北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)程，實(shí)際上，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)真正要做的是在推進(jìn)空間段衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)，下大力氣加速應(yīng)用端建設(shè)?！敝x軍說。

未來，在北斗導(dǎo)航技術(shù)的推動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)帶來的用戶體驗(yàn)將更加及時(shí)細(xì)致。它能把芯片植入人體，實(shí)時(shí)獲取具備臨床價(jià)值的人體參數(shù)；把無人機(jī)上獲取的圖片進(jìn)行社交分享；實(shí)現(xiàn)人手般輕柔靈巧抓取的機(jī)器人等。

但正如ARM創(chuàng)始人兼CTO？ Mike？Muller所說：“物聯(lián)網(wǎng)允許任意設(shè)備在任意位置加入并將所有設(shè)備連接在一起，但困難的是，使這項(xiàng)工作對于用戶而言能夠盡可能的簡單、方便、流暢，就像當(dāng)今網(wǎng)頁與設(shè)備的交互那樣?！?/p>

目前，設(shè)備、應(yīng)用與服務(wù)完美結(jié)合的產(chǎn)品尚少。（轉(zhuǎn)自《東方早報(bào)》）endprint