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推广北斗应用,服务产业发展——访中国交通建设股份有限公司科技部副总经理田俊峰

2014-07-25

数字通信世界 2014年1期
关键词:导航系统北斗卫星

中国交通建设股份有限公司(以下简称中交股份)成立于2006年10月8日,并于2006年12月15日在香港联合交易所主板挂牌上市交易(股票代码为01800.HK)。截至2010年末,资产总额达到3111亿元。日前,该公司科技部副总经理田俊峰先生接受了本刊记者的采访。

记者:近两年来,我国北斗卫星系统加快了发射与组网的步伐,您认为目前北斗产业发展需要做的事情主要有哪些?

田俊峰:2013年9月26日,国务院批准《国家卫星导航产业中长期发展规划》(以下简称《规划》)并公开发布,标志着卫星导航产业发展已经成为国家重大战略。《规划》中分析了卫星导航产业发展的现状与形势,也一针见血地指出我国卫星导航产业面临的突出问题:“一是我国卫星导航系统建设滞后于产业发展需求,应用主要依赖国外系统;二是缺乏统筹规划,地面应用基础设施整体能力不足与重复建设并存;三是自主创新能力不足,不掌握核心技术,集成应用能力薄弱,相关产品和解决方案与国际先进水平差距较大,北斗卫星导航系统应用市场空间被严重挤压;四是相关政策、法规、标准尚不健全,产业集中度低,缺少龙头企业,产业发展环境亟待优化。”面临这么多问题,必须依靠举国之力与智慧,认真贯彻执行《规划》明确的卫星导航产业发展的指导思想、基本原则和发展目标,以及重点发展方向和主要任务。

《规划》围绕产业发展的总体目标和主要任务,组织实施五个重大工程,以加快培育和发展卫星导航产业,带动产业基础能力提升、重点领域技术创新、规模化应用推广和国际化发展。

《规划》出台了,作为公司企业,就是在符合自身发展方向的领域把北斗系统的应用纳入行动计划。中交集团下属上航局公司对北斗卫星导航系统的应用进行了非常有益的尝试,该公司从2008年就开始着手北斗系统的研究,2010年完成《基于北斗卫星的潮位站数据传输技术研究》,2013年完成《基于北斗系统的疏浚船舶综合信息传输技术研究》,该成果通过开发形成了基于北斗兼容系统的智能疏浚综合信息及工程船舶位置管理平台,该平台突破了北斗数据多卡并发传输及相关软件等关键技术,经实际应用测试效果良好,属于国内首创,总体上在海洋工程疏浚领域达到了国际先进水平。目前集团公司对此项目的进展高度重视。

如果我们充分发挥北斗系统短报文通信等特色优势,结合新一代信息技术发展,创新应用,通过若干应用示范工程建设,加大北斗系统在海洋土木工程的应用推广力度;不仅可为集团公司的生产运行降本增效,还可以获取新的经济增长方向,占领市场制高点,并带动国家卫星及应用产业市场化、规模化、产业化发展,就是真正贯彻执行《规划》了。

记者:GPS已经非常成熟,而且已经被国内民众所认可,在国内商用卫星导航市场基本处于霸主的地位,面对这个情况,您认为我国北斗民用该如何发展?您认为北斗与GPS是一个什么关系?

田俊峰:据不完全统计,GPS在中国有约4亿个不同用户。北斗继美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统之后,成为第四个运行的卫星导航系统。《规划》明确指出:“在我国建设北斗卫星导航系统的同时,美国进一步强化完善全球定位系统(GPS),俄罗斯、欧盟、日本和印度等自主研发的卫星导航系统也竞相发展。同时,全球卫星导航产业呈现出从单一GPS应用向多系统兼容应用转变,从以导航应用为主向导航与移动通信、互联网等融合应用转变,从终端应用为主向产品与服务并重转变三大发展趋势。竞争与合作并存的国际格局以及产业融合发展的趋势,必将促进卫星导航技术在更广泛领域深度应用,推动卫星导航及相关产业全面发展。”但应看到,我国北斗系统到2020年才能覆盖全球,形成全球服务能力。北斗的推广应用难度可见一斑。北斗系统的定位精度与GPS相当,但比GPS多一种重要功能——短报文通信,所以它还适用于需要导航与移动数据通信相结合的用户。北斗系统与其他卫星导航系统之间具有兼容与互操作,目的是促进卫星定位、导航、授时服务在更广泛领域深度应用,推动卫星导航及相关产业全面发展。

北斗系统作为我国重要的时空和信息基础设施,对我国经济安全、国防安全、国土安全和公共安全,以及服务经济社会发展,提升人民生活质量具有重要的战略意义和现实意义。2014年1月21日15时20分左右,中国国内所有通用顶级域名根服务器出现异常,影响数十万的网站,接近中国域名网站三分之二。此次故障影响范围和时长的严重程度均属国内首次。更加使我们认识到在涉及国家安全和国民经济重要领域中推行使用北斗卫星导航系统的重要性和紧迫性。目前我国北斗高精度卫星导航系统是国际上唯一具有同步轨道卫星并能支持三个频率工作的系统,它在高精度导航定位方面比GPS等其他卫星导航系统更有优势。武汉大学2013年11月在泰国的实验观测证实,GPS自主定位精度为13米,而北斗自主定位精度可以达到3~5米,说明北斗星座系统在赤道附近是最佳的导航系统。我国南海等区域靠近赤道,GPS的覆盖较小,而北斗密集覆盖。所以,在我国尚无星基增强系统(SBAS)提供实时位置改正服务的情况下,对远离大陆、没有固定的坐标基准的南海海域,使用北斗系统导航定位是惟一正确的选择。在南海的实际使用中我们也发现,船舶在南海地区,有时GPS定位存在位置漂移上百米的问题,说明赤道附近北斗确实具有优越性。3月8日马航MH370航班失联事件发生后,我国西安卫星测控中心在第一时间启动应急机制,紧急调动包括北斗导航卫星在内的海洋、风云、高分、遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供联合技术支持,确保了随时为地面救援行动提供可靠的导航、通信支持,为失联区域的气象监控、通信、目标搜索等行动提供了有力的技术支援,可以说我国的卫星资源为马航MH370南海国际搜救是立下了汗马功劳的。但是也要清醒地认识到,我国北斗民用发展与欧、美、澳等国际先进水平还有较大差距,要深入贯彻落实《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》、《国务院关于印发“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》,按照发改委等12部委加快实施信息惠民工程的工作部署,加快推进民用北斗在市场需求引领下的发展步伐。

随着北斗系统的建设与完善,我国将拥有自主运行管理并足可媲美GPS系统的导航卫星资源。同时,在国家卫星导航科技专项和相关政策推动下,我国卫星导航产业面临宏大的市场前景。推广应用北斗系统一定要认真贯彻执行《规划》的“统筹规划,协调发展;市场主导,政策推动;夯实基础,强化创新;开放兼容,合作共进”的四项基本原则,在政府的引导和大力支持下,充分借鉴国外导航系统应用的成功经验,科技创新瞄准核心技术,在融合发展与特色应用上下功夫,保持北斗的市场竞争力和持续发展能力,向《规划》中明确的发展目标努力。

目前,北斗系统已转入建设和应用并举新阶段。在涉及国家安全和国民经济重要领域要加快北斗卫星导航系统的推广应用,要规范卫星导航应用服务和运营,积极引导社会应用北斗卫星导航系统,促进北斗卫星导航产业发展。

记者:您对国内北斗产品和系统的研制单位的发展有哪些建议,您认为从国外的发展状况来看哪些是值得国内借鉴的应用?

田俊峰:各种各样的北斗终端是北斗系统面向应用的窗口,而核心芯片是用户终端性能体现的关键,它直接影响到用户体验。具有自主知识产权的北斗芯片的研发应该是北斗产业发展的头等大事。《规划》明确指出要“突破芯片、嵌入式软件等领域的一批关键核心技术,形成一批具有知识产权的专利和技术标准,支撑行业技术进步和应用模式创新”,反复强调了国产芯片的重要性。

与国外相比,国内厂商在芯片领域还存在一定的差距,主要是功耗和成本太高,而实现产业化规模化发展是突破芯片瓶颈的关键。快速普及北斗应用有助于带动芯片销量,摊薄研发成本,解决国产芯片成本“居高不下”的问题,形成良性循环,进而使价廉物美的多系统兼容导航产品尽早服务大众。

任何一个新兴产业都要面临无数挑战,自去年底北斗ICD文件发布后,国外芯片厂商快速反应,部分厂家几乎同步推出了兼容北斗系统的芯片产品。2013年11月,美国高通公司携手三星推出首批支持北斗系统的智能机GALAXY Note 3。博通公司紧随其后在12月11日宣布,推出一款支持我国北斗系统的卫星导航芯片bcm47531。Ublox,MTK,CSR等国际知名厂商也纷纷推出北斗相关产品。国外企业接连不断的大动作令国内不少行业提高了危机意识,也加快了北斗产业发展的步伐。

国内北斗产品和系统的研制单位一定要抓住国家经济发展转型和产业升级的重大机遇,解放思想、加大投入,重点放在核心技术研发,提高北斗产业的信息化、精确化和效率化水平。

GPS进入市场较早,其服务理念、产业链建设和商业模式都有值得我们借鉴学习的地方,北斗卫星导航产业首先要重视技术上的发展和突破,进一步提高服务精度和发挥短报文远程通信的优势;其次,要借鉴和学习国外的成熟运营模式,基于我国导航定位监控市场的需求提出创新运营思路;第三,要在规模化进程中引导和促进产业链健康发展,避免基础设施重复建设和同质化恶性竞争。

因此,我们要从以下四个方面大力进行北斗的推广应用。

首先,需要国家大力扶持北斗卫星导航产业。GPS作为先驱,现在完全靠企业努力自我成长。在卫星导航产业相对成熟的今天,北斗要抗衡GPS,需要国家政府部门以北斗为核心的大力扶持。

其次,要形成一套标准和技术。各部委和行业要形成我们自己的标准和独有的技术。

第三,培育一批北斗产品和系统研制的龙头企业。

第四,要大力鼓励消费级应用。要规范卫星导航应用服务和运营,积极引导社会应用北斗卫星导航系统,促进北斗卫星导航产业发展。国家正在资助进行的北斗行业、区域示范项目意义就在于此,只有通过各种途径让北斗产品成为大众看得见摸得着的东西,人们才有可能真正接受北斗。

记者:为了推动卫星导航尤其是北斗系统的应用与发展,从交通运输建设方面来讲,您认为将从哪些方面着手开展工作?您认为北斗系统用于交通运输建设方面还面临哪些问题?相应地对北斗系统的建议有哪些?

田俊峰:2012年12月27日,北斗卫星导航系统正式提供区域服务。2012年12月31日,交通运输部率先做出反应,下发《关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知》,推进河北、江苏、安徽、山东、湖南、贵州、宁夏、陕西、天津9省市,加快全国道路货运车辆公共监管与服务平台的建设及“两客一危”车辆车载终端的安装,确保首个北斗工程行业示范项目按照进度完成。

交通运输部一直以来非常重视北斗的应用推广。当前,北斗在交通运输行业的应用推广主要围绕着落实交通运输安全监管来进行。据了解,北斗交通应用示范工程带动了100多家国内终端企业进入北斗领域,创造产值2亿多元,并促使北斗核心芯片价格下降,有力地推动了北斗应用推广与产业化进程。下一阶段还将在海上搜救、内河航运、货运物流和公众出行等领域开展北斗应用示范,进一步推动北斗在交通运输行业的全面应用。下一步,尚需要在沿海和内河运输船舶、工程船舶等方面加大推广应用力度,进一步推动北斗在交通运输行业的应用领域。

记者:我国北斗系统正在推动行业应用,贵公司在进行交通建设工程中是如何应用北斗系统的?根据应用北斗相关产品的实践,公司对北斗产品有哪些评价和建议?北斗系统在交通运输建设行业里还有哪些应用?

田俊峰:随着世界各国对海洋经济的重视,全球海洋土木工程兴起建设高潮。中国交通建设集团有限公司业务足迹遍及世界100多个国家和地区,公司设计承建了建国以来绝大多数沿海大中型港口码头、航道和海上人工岛建设;先后参与了多个国家重点铁路、桥梁项目的设计和施工;创造诸多世界“之最”工程;公司不仅代表了中国最高水平,也反映了世界最高水平。

但是离岸千余公里的人工岛礁建设需要的高精度定位问题和建设监控信息,如何能够高效、费用低廉?茫茫大海中的跨海大桥,如何高精度定位?如何实时监控?离岸30公里以外的航道疏浚,如何保证潮位控制、测量数据及时更新?如何保证施工精度?在政治敏感区域,如何保障我们的信息安全?

海洋土木工程投资大、风险高、重型装备使用量大、技术和管理难度大,工作环境远离陆地、地质复杂、工况恶劣、腐蚀严重,甚至涉及敏感地区。拥有自主技术的高精度卫星导航定位、图文信息传输技术是实施海洋工程必备的技术保障手段。通过北斗系统的RDSS和RNSS双重技术体系与兼容GPS等系统的多模集成应用,并与其他无线数传技术互补,不仅可实现全海域的无线数传服务,而且能够实现海洋工程船舶厘米级的精准定位服务。基于北斗系统的海洋土木工程的信息化建设,是提升海洋土木工程项目整体水平的突破点。

中交集团公司下属全资子公司中交上航局公司对北斗系统进行了非常有益的尝试。在《基于北斗系统的疏浚船舶综合信息传输技术研究》成果的基础上,2013年初开始了《基于北斗兼容系统的工程船舶智能位置服务平台研制与应用》项目,对北斗系统进一步深入研究并开始应用示范,并通过了国家发改委专家审核组的评审,获得国家专项研发补助资金1 700万元。目前,该项目正在顺利推进中。

该项目目标是研制智能位置服务平台及其终端设备,建立船岸数据通信协议,实现标准化接入、自动数据交换,与其他数传方式互补,实现无缝连接,水平定位以北斗系统逐步兼容、替代GPS,开发可视化三维船舶监控、施工效果优化分析调度系统,满足用户远程监控与报警和远程故障诊断需求。通过在中交上航局公司90艘工程船舶上进行示范应用,开拓北斗系统在工程船舶海洋工程中应用新领域。

该成果已获得实用新型专利9项,已登记计算机软件著作权12项,已申请发明专利3项;其中2013年新申请专利技术4项,北斗集群数据传输型设备和系统、北斗多卡终端设备和系统分别申请了发明专利和实用新型专利。至2013年年底,累计投入约3 000万元,计划2014年度加大投入完成整个项目。

中国交通建设集团有限公司对该项目的推广应用高度关注,对该项目也进行了专项资助,并着手公司内推广应用的准备。虽然目前北斗系统的覆盖范围还有局限性,但随着北斗系统的建设与完善,项目在公司的率先实施,可以占领了北斗卫星在行业内应用市场先机,获得了充足的通信空间,为生产指挥调度管理提供多重数据保障。

通信是北斗系统相对于GPS等卫星导航系统具备的一个很大的优势,但与传统的“通信”不同,北斗的通信功能只能是对现有的地面无线通信方式的一个补充,通信容量的限制制约了后续发展。中交集团及国内工程船舶需求逾千艘,如以短报文通信最大需求为每分钟2万次计,约为北斗入站容量的20%。必须制定通用规则,采用运营商模式监控船舶信息,避免信息碰撞而导致信息丢包。目前的北斗系统还没有满足企业的需求,希望自主研发的覆盖全球的卫星导航定位系统和宽带通信能够早日实现。■

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