北斗卫星导航系统应用创新研究

文/张宏洲

(作者系上海市青浦区科委主任)

卫星导航系统是信息时代国家经济建设的重要支柱，是直接关系到国家安全和经济发展的核心技术与支撑系统，是全球竞争和大国利益的焦点之一。我国自行研制的“北斗卫星导航系统”（简称“北斗系统”）（英文名：Bei-Dou Navigation Satellite System,缩写为BDS）从2003年4月正式运营、全面对民用用户开放，已在测绘、电信、水利、交通运输、勘探和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。

北斗系统作为一种新的卫星导航定位系统，有明显的技术优势和广阔的应用前景，但也存在诸多制约因素。目前，北斗系统的应用水平与国外卫星导航定位系统（尤其是GPS系统）相比，还十分有限；尤其在民用方面，还远未达到产业化、市场化的水平。随着信息化水平的提升，我国卫星导航产业发展面临着巨大的市场需求和发展机遇。政府有关部门需采取有力措施，加快推进北斗系统应用，使北斗系统更好地为我国的国防和经济建设服务，改变国外的卫星导航定位系统独占我国卫星导航应用市场的局面。

北斗系统应用现状

2003年，北斗一号卫星导航系统对民用领域开放，打破了美国、俄罗斯在卫星导航领域的垄断地位，使我国成为世界上第三个拥有独立自主卫星导航系统的国家。北斗系统在我国国防建设和经济社会发展中发挥了积极的作用。在森林防火、水利防汛、交通运输等民用、军用领域产生了显著的社会效益。我国研制的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统、澜沧江上湄公河船舶调度管理系统和郑州铁路局铁路机车到站报点系统等北斗系统应用示范工程，取得了明显的经济效益。但与美国的全球定位系统（GPS）相比，北斗的应用还相当有限。主要表现在：

（1）北斗系统应用不充分。北斗系统注册在线的终端用户不足设计容量的百分之一，卫星资源闲置严重。该系统的“快速定位、双向报文通信和精密授时”功能，特别是双向报文通信功能未得到充分应用，该系统在许多民用领域中的用途还未被认知。中国工程院戚发韧院士经过对北斗系统进行详实的调研后提出：中国研制成功的第一个拥有自主知识产权的北斗卫星导航系统，目前在民用领域资源利用并不充分，几近闲置。北斗卫星导航定位系统目前在民用领域应用不充分的现状，与该系统作为世界上第三个投入实际应用的卫星导航定位系统的地位很不相称。

（2）北斗系统应用未形成产业化、规模化。近些年来中国的卫星导航产业发展十分迅速，市场规模不断扩大，1998年后我国卫星导航定位市场以每年50%的速度递增。据估计，到2020年导航应用产业的经济效益可达2600亿元，总收益甚至可达4200亿元。但北斗卫星导航产业还处于发展的初期，整体规模不大。

北斗系统应用问题分析

当前，影响、制约北斗系统在民用领域获得广泛应用的原因主要有：

（1）用户终端设备价格偏高。北斗系统目前的有源定位技术体制决定了其用户终端设备需能收能发，在技术应用上有通信功能，应用优势明显，但这也使用户终端制造成本增加，加上终端设备用户少等，使生产成本居高不下，在市场上无法与GPS 系统形成竞争。

（2）行业应用开拓力度、支持力度不够。北斗系统的应用推广缺乏国家政策的有力支持。作为一个新兴的产业，北斗系统要发展壮大，离不开国家政策的大力支持。在北斗系统投入运营的前几年，我国缺少对卫星导航定位产业的国家级政策以及相应的管理办法和运营措施，从而影响了企业和科研部门对北斗导航系统应用的投入，用户终端设备研制开发滞后，直接导致了用户终端产品品种少、水平低、价格贵。此外，政策缺位导致北斗系统应用推动乏力，应用推广和宣传力度不够。

（3）民用市场的无序竞争，影响北斗系统应用市场健康发展。由于国家没有北斗系统民用开发规划和应用市场准入机制，市场完全是无序的自由竞争。

推动北斗系统应用创新的对策建议

当前，我国卫星导航产业处于关键的发展转折时期和最佳成长期。2012年底北斗系统完成建设，开始正式提供区域服务，并实现GNSS的兼容互操作可交换功能。卫星导航与无线通信进入一体化融合发展，形成集定位、无线通信和互联网于一体的应用。人们对导航与位置服务的认知度和依赖程度迅速提高，终端和运营服务相结合的产业模式逐渐形成，并将逐渐地改变人们现在的生活方式。因此必将迎来导航产业高速度、规模化的发展，以及北斗位置服务业爆发性增长。为了加快北斗产业发展，迫切需要政府加大对北斗系统的政策扶持和应用示范，以推动北斗导航产业健康快速发展。

上海作为全国的经济中心，其卫星定位导航应用产业在国内起步较早，有较好的产业化基础，已初步形成了基于北斗系统的卫星导航应用产业链。目前，上海正在积极推进卫星导航应用产业项目，建设北斗卫星导航系统应用产业示范基地，实施北斗综合应用示范工程。

本文结合上海实际，提出推动北斗系统应用创新的对策与建议：

（1）政策支持引导，营造良好的北斗应用产业化环境。

国家政策引导是产业发展的关键。美国政府曾两次以总统令的形式，颁布国家关于GPS应用的政策，大力鼓励GPS的民用、商用和科学应用，对GPS的推广应用产生了深远的影响。我国已将物联网、地球空间信息产业（3S）等新一代信息技术作为七大战略性新兴产业之一列入国家“十二五”规划中，重点支持鼓励卫星导航产品的开发。还需进一步制定完善北斗系统的定位导航和授时政策、产业化政策等，明确扶持政策，设立专项资金，引导和扶持我国北斗系统应用和产业化。

（2）搭建服务平台，为北斗应用示范提供专业服务。

为实现北斗卫星导航系统在民用领域的产业化，需要进一步加强北斗主系统和配套系统的建设力度，加快芯片、用户终端、导航电子地图等关键组件的开发和技术创新。企业和科研单位开展北斗系统技术创新，离不开政府搭建的技术研发平台、融资平台等专业化平台，为相关单位开展技术创新、应用示范提供专业服务。同时，在一些关键领域，还需要政府组织进行重大技术攻关。

（3）实施应用典型示范工程，以应用示范带动产业发展。

政府有关部门应选择若干有北斗导航系统应用需求，又有信息化基础的，且与人民群众生产生活密切相关的行业，如城市运行、社会管理、公共服务等领域，启动和实施典型示范工程，投入一定的资金支持北斗导航系统应用示范，既可为城市管理、人民生活带来便利和对北斗系统的直观认知，也可为推动北斗导航系统的广泛应用产生良好的经济和社会效益，为北斗系统的大范围应用和产业化发展奠定基础。

上海正在推进长三角北斗应用区域示范——上海智慧城市北斗综合应用示范工程，主要包括应用公共基础与应用服务两个层面的建设任务。构建多源位置信息网络，是加强应用公共基础能力建设、推进北斗综合应用的基础。在此基础上，结合上海城市建设和管理需求，建立重点车辆监管服务系统，建立涵盖危化品运输车、医疗废弃物运输车、集装箱物流等的北斗卫星定位服务管理系统，提升城市运输安全、公共交通信息准确化服务等能力；建立大众位置服务应用系统，针对城市大众位置服务应用需求，建立个人乘用车、大众商业消费、特定人群等的北斗位置服务应用系统，提高城市大众生活的服务水平，促进现代创新服务业的发展；建立北斗高精度定位服务系统与行业应用，依托工程中兼容北斗的多模GNSS地面增强网络建设，研制生产分米级、厘米级和毫米级兼容北斗的测量终端设备，在工程测绘、土地监察和灾害监测等专业应用领域推广应用；同时，推动中国北斗导航位置服务技术创新基地建设，建设北斗导航与位置服务重点实验室、北斗大众产品（模块）检测认证中心、产业技术创新基地建设，形成北斗产业发展集聚区，支撑示范工程建设。