北斗应用与产业化发展

2016-02-05中国卫星导航系统管理办公室吴海玲

卫星应用 2016年12期

关键词：北斗卫星系统

● 文 | 中国卫星导航系统管理办公室吴海玲

北斗应用与产业化发展

● 文 | 中国卫星导航系统管理办公室吴海玲

一、基本认识

1. 总体目标

北斗应用推广与产业化工作的总体目标是建立完备的自主卫星导航产业体系，掌握核心技术、完善基础设施，形成有利于产业持续健康发展的法规、政策、标准体系和市场环境，具备较强国际竞争力。北斗应用推广与产业化工作的阶段性目标是：2015年，我国卫星导航应用产业年产值超过1500亿元；2020年，我国卫星导航应用产业年产值超过4000亿元。

2. 工作定位

国家卫星导航专项是引领和带动北斗产业发展的助推器，重点是解决北斗产业发展的基础共性问题，发挥市场在北斗产业发展中的决定性作用，联合国内各有关主管部门群策群力，加强北斗产业的战略规划、政策标准、市场监管制定与实施，推动北斗产业健康、快速、可持续发展。

3. 工作思路

以“统筹军民、统筹建用、统筹国内外”为工作基本思路；突出“三抓”：抓基础产品研发、抓基础共性平台、抓应用示范工程；做好“五项支撑”：总体设计、政策法规、标准化、知识产权、对外宣传。

突出“三抓”：一抓基础产品研发：汇聚全国资源，公开竞争，滚动择优，研发自主可控，具有国际竞争力的芯片模块系列产品，夯实北斗产业基础；二抓基础共性平台：打破行业壁垒，破解条块分割，建设北斗地基增强系统、高精度时空信息服务平台，以及测试检定系统等基础共性平台，解决大规模、体系化应用最后“一公里”问题；三抓应用示范工程：紧贴国家战略，选取有典型性、带动性、对破解军民融合发展瓶颈制约有重大突破作用的项目，联合相关部门实施应用示范工程，带动国产芯片规模化应用，验证系统服务性能。

做好“五项支撑”：①总体设计：顶层规划北斗产业化和国际化应用的战略发展；②政策法规：政策法规体系研究与构建；③标准化：完善国家卫星导航标准体系，发布国内标准，对接国际标准；④知识产权：构建北斗全球系统信号体制核心专利体系，推进知识产权创造、运用、保护与管理；⑤对外宣传：北斗宣传与传播。

二、最新进展

1. 政策标准

（1）政策法规

近年来，国家各部门积极推动，发布相关政策、规划（见表1），或者在相关政策规划中将北斗应用推广作为重点体现。

表1 国家各部门发布北斗产业相关政策及规划

《卫星导航条例》已正式纳入国务院2016年立法计划，起草工作已启动，将彻底改变国家卫星导航无法可依的状况。

同时，北斗卫星导航已经纳入“互联网+”、“中国制造2025”、集成电路产业、应急产业等国家政策，通过政策推动实现北斗与其他行业领域的融合发展。《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中指出：“增强北斗卫星全球服务能力，构建天地一体化互联网络。”《中国制造2025》中指出：“北斗卫星导航、超级计算机、高铁装备、百万千瓦级发电装备、万米深海石油钻探设备等一批重大技术装备取得突破。”《国家集成电路产业发展推进纲要》中指出：“逐步突破……卫星导航、工业控制等关键集成电路及嵌入式软件，提高对信息化与工业化深度融合的支撑能力。”《关于加快应急产业发展的意见》中指出：“发展灾害保险、北斗导航应急服务等。”

（2）标准规范

● 国内标准

20项北斗产业发展急需的专项标准已在北斗官方网站发布。建立了北斗应用推广和产业化发展急需的核心技术指标体系和测试方法，以及导航定位、差分应用等通用数据格式协议。

发布了《北斗卫星导航标准体系（1.0版）》，完善了标准化制修订项目生成机制，统筹安排国家标准和北斗专项标准制修订计划的衔接和级别转换。

● 国际标准

全面推动北斗加入国际民航、海事、移动通信和接收机通用数据接口等国际行业应用组织标准体系，完整覆盖涉及系统认可、终端性能、应用系统、测试技术等方面的国际标准。得到了相关国际组织认可，在国际规则制定方面有效提高了话语权。

国际海事组织（IMO）：北斗系统正式成为IMO认可的全球第三个卫星导航系统，标志着北斗系统已正式取得海事应用国际合法地位，具备了进入海运业应用的条件，首个《船载北斗卫星导航系统接收设备性能标准》通过批准。

国际民航组织（ICAO）：ICAO以理事会决议形式同意北斗系统逐步进入ICAO标准框架，北斗为国际民航应用提供B1I、B1C、B2a等3种服务信号的策略获得认可，北斗B1I标准和建议措施（SARPs）草案进行了持续修订。

国际海运事业无线电技术委员会（RTCM）：RTCM第104专业委员会成立北斗工作组，完整包含北斗的RINEX3.03标准已正式对外公布。

另外，支持北斗定位业务的26项技术标准已在第三、四代移动通信系统中获得通过。国际星基增强系统互操作工作组（SBAS IWG）已明确将北斗列为国际星基增强系统（SBAS）核心星座，北斗SBAS将彻底与SBAS国际标准兼容。

2. 基础产品

围绕芯片、板卡、终端、测试等环节，国内已形成完整的北斗自主产业链，彻底改变了过去卫星导航芯片和板卡完全依赖进口的局面。自主芯片、模块、板卡等产品的核心性能与国际水平相当，高通、Trimble、U-blox等国外厂商的芯片板卡纷纷支持或具备北斗功能。国产自主基础产品直面国际竞争，已经应用到车载导航监控、以及各行业应用中，三星、华为、小米、联想等300多款手机已经支持北斗功能。

（1）导航型基础产品

技术研发：第一代北斗/GNSS导航芯片、模块、天线等核心产品与国际主流产品性价比基本相当。2015年，北斗基础产品实现了自主可控，质、量齐升，北斗芯片跨入40nm新时代，实现了基础产品向高端产业的跃升升级。功耗更低、性能更优、体积更小的第二代北斗射频基带一体化集成芯片已实现批量出货，并以IP核与移动通信广泛集成，服务大众消费领域。

应用规模：截至2016年4月，北斗/GNSS导航型芯片/模块出货量突破2400万，国产自主卫星导航IP核已批量用于华为等国产手机，出货量约1800万。北斗/GNSS导航型基础产品已经完成了产业化初期的可靠性验证和用户信心培育。

应用领域：在以车载导航、车载监控应用为主的基础上，面向海事搜救、民政减灾的专用手机以及对讲机、手持机等应用领域已初步形成规模。已制定了面向大众市场大规模应用需求的解决方案，并在国产智能手机领域率先实现千万量级应用，在穿戴式设备领域得到小批量应用。

（2）高精度测量型基础产品

技术研发：兼容四大核心系统+SBAS，使用RTX技术（基线更长），具备后台PPP支持，实现模块化、小型化、芯片化，实现低功耗、低成本。

应用规模：截至2016年4月，国产北斗/ GNSS高精度OEM板卡总销量已经突破12万套，占国内市场总量的1/3，北斗/GNSS高精度天线出货量达50万套，占国内市场份额的90%。

应用领域：在传统测绘、地基增强系统基站、形变监测等应用基础上，智能驾考领域正在全面普及，精准农业等领域逐步推开。北斗在高精度应用领域的潜力还在持续挖掘，随着北斗地基增强系统的建设，国产北斗高精度基础产品将迎来更大的发展空间。

3．示范应用

交通运输、长三角示范项目已完成建设。海事搜救、气象、渔业、公安、减灾救灾、林业等行业示范项目，以及珠三角、湘、陕、贵、京、鄂、苏等区域示范项目仍在实施阶段。内河航运、铁路、水利、电力等行业示范项目以及京津冀、长江经济带等区域示范项目正在论证阶段。

在交通运输领域，通过示范工程实施和带动推广，长途客车、旅游包车、危险品运输车、大型货车等行业重点领域已安装并入网北斗用户460余万，重特大交通事故数量同比下降46.7%，重特大交通死亡人数同比下降48.9%。大大提高了我国道路运输管理领域的监管服务和执法能力，降低了重大事故发生率和死亡人数，有力保障了道路运输领域的安全生产活动。

在海洋渔业领域，基于北斗系统的导航及短报文通信一体化功能，实现了船载终端与手机用户之间的互联互通。不仅为渔民提供准确的导航，还能为渔民提供及时的海况和气象信息；不仅为渔业管理部门提供船舶位置监控、紧急救援指挥等管理手段，还为渔业管理部门提供了发布渔业政策、航海信息公告的有效平台。目前，北斗各类船载终端已广泛应用于东海、南海、黄渤海海域，船舶入网用户超过3万，伴随手机用户10万余名。现在很多渔民出海前一要拜妈祖，二要拜北斗。

防灾减灾领域，北斗在防灾减灾和灾后救援方面发挥巨大作用，例如汶川地震的第一条灾情信息就是通过北斗终端发出的。通过给基层灾情信息员装配北斗终端，在手机基站通信瘫痪的情况下，能使用北斗系统第一时间将灾情信息报出，使重大灾情报送效率提高2～3倍，大大提高基层防灾减灾能力。

气象探空领域，以前是利用庞大复杂的L频段探空雷达进行高空测风，精度低、成本高，现在通过探空气球上直接装载北斗终端进行风速风向测量，精度提高一倍，人力成本节约40%，气象探测站建站成本节约70%。

精细农业领域，应用北斗高精度定位，实现自动驾驶、自动控制、精准耕作与定点施药，在起垄、播种、喷药、收割等农田作业时都发挥了作用，充分解决了“耕地不直，播种重漏”的问题，实现了24小时不间断作业。农业机械设计制造专家陈学庚院士说，利用北斗进行精细农业应用，可节省聘用播种机手薪酬支出60%，增加经济收入20%～30%，土地利用率至少提高8%～10%。

通过应用示范工程的实施，为自主北斗芯片模块培育了初期市场，验证了系统和产品性能，提升了用户对北斗的信心。北斗已融入国家核心基础设施，加速国家信息化建设和产业结构调整升级，实现信息自主可控。北斗系统应用于交通物流、应急救援、海洋渔业，大幅提升生产效率、减少资源消耗、降低环境污染；北斗系统纳秒级授时应用于电力、金融、通信、互联网，保障网络精准运行；北斗增强服务可以近实时提供厘米和毫米级定位服务，应用于精细农业、国土测绘、大型公共设施的形变和位移监测、地震和地质灾害测报，为公共安全提供了重要监测手段。

4. 大众应用

北斗已逐渐走向大众应用，并与互联网和物联网深度融合，催生出智能控制、智慧管理、电子围栏等新业态，深刻影响社会行为和生产方式。随着芯片小型化、低功耗、低成本、射频基带一体化等技术的发展，以及卫星导航IP核与移动通信等领域的广泛集成，北斗全面走向大众应用，服务大众生活。

北斗平安校园服务应用，由服务平台、手机应用软件、儿童智能手表和校车定位终端组成。儿童携带智能手表与服务平台进行绑定。家长可通过手机应用软件实时查看孩子位置和历史活动轨迹，随时掌握孩子行踪；设置安全区域，当孩子离开安全区域时发出报警。遇到紧急情况，孩子可触发紧急呼救按钮，以便在第一时间发出求救信号。该应用已在多所小学开展，深受家长和学校的欢迎。

北斗放牧，就是将牛羊绑上北斗定位项圈，通过无线通信或北斗短报文把北斗定位结果传送到放牧人员手持终端上，牧民可以随时看到牛羊位置，结合无人机航拍等技术，牧民们还可以利用无人机将越界的牛群赶回来。北斗放牧，改变了内蒙古鄂尔多斯荒原牧民的生产生活方式。

北斗菜篮子，通过“北斗+互联网+农业”推出的蔬菜信息追溯与电商推广系统，采用北斗定位定时技术采集位置和时间信息，结合照片、小视频等现场信息，通过北斗智能手机、二维码和互联网平台，实现蔬菜产品从播种、施肥、采摘、装箱、运输一直到电商销售等全程追溯，使消费者买到货真价实的放心蔬菜。

北斗高精度约车，基于北斗地基增强系统提供的高精度位置服务，辅以高精度地图数据，实现北斗高精度与互联网结合。北斗高精度打车司机端与乘客端软件均能实现米级精度定位，解决了现有打车软件中“车找人”与“人找车”由于定位精度不高导致的实际问题，给司机和客户新的用户体验。

5. 国际应用

北斗系统自2012年稳定运行后，服务区覆盖亚太区域，海外应用前景广阔。我国非常重视推进北斗系统国际推广，面向海外举行“北斗行”推广活动，开展北斗/GNSS应用演示体验等活动。“稳步推动北斗卫星导航系统走出去”已写入国家“一带一路”战略规划。

北斗成为国际合作的重要议题。我国与其他国家签署了一系列北斗系统合作文件；与巴基斯坦、泰国、阿联酋以及东盟、阿盟等国家和地区组织开展应用合作；与沙特和阿盟分别签署了卫星导航领域合作谅解备忘录。“加快推进北斗系统落地阿拉伯国家”写入中国对阿拉伯国家政策文件。北斗产品输出全球30余个国家和地区，融入到周边国家的经济、社会、生活、安全各个领域。

6. 小结

目前，我国已形成包括基础产品、应用终端、运行服务等较为完整的北斗产业体系，产业环境初步建立。据统计，2015年，国内卫星导航产值超1900亿元，北斗贡献率超过30%。北斗上市公司拉动国内投资数百亿元。“十二五”期间，北斗卫星导航产业起步开局的目标已达到。