北斗应用产业高质量发展与思考

文|刘欣 麦霞梅 庞波波

1.北斗应用发展研究院

2.国家国防科技工业局重大专项工程中心

3.中兵北斗卫星通信有限公司

一、引言

北斗系统是我国自主研制、自主建设、自主运行的重大科技工程，是提供全天候、全天时、高精度定位、导航、授时和短报文服务的“大国重器”，是我国经济社会发展的时空基石。随着我国北斗卫星导航系统建设的不断完善，定位、导航、授时和短报文服务被广泛应用于国民经济的各个行业，已全面服务于行业市场、大众市场和特殊市场，其在安全性上有着无可替代的优势，对经济社会发展的辐射带动作用显著提升。

随着新一代信息技术、高端装备制造、新能源汽车等战略性新兴产业的发展，推进传统产业数字化转型和智能化改造，都需要更加泛在、更为精细、更趋融合的时空信息，自主可控、高效精准的时空服务也尤为重要。而北斗高质量发展的前提是用，要用好用足，与实际生产经营融合，推动北斗产业创新性地融入各行业应用系统。

结合中央企业北斗产业协同发展平台在北斗应用与产业化推广经验，以平台成员单位在电力电网、矿产能源、大众应用及产业链构建等方面的情况及发展现状进行阐述，“以用促建、以用促发展”，探索北斗高质量发展、培育北斗产业生态的高效措施，共同推动北斗应用在建设现代化产业体系、构建新发展格局中展现新作为。

二、北斗产业发展现状与挑战

1.北斗产业发展现状

目前，全球主要卫星导航系统中依旧是美国全球定位系统（GPS）占据主导地位，具备完整的产业链体系、政策法规体系、市场应用服务体系，该系统处于加速现代化升级进程中。此外，俄罗斯格洛纳斯系统（GLONASS）、中国北斗系统、欧盟伽利略系统（Galileo）、日本准天顶系统（QZSS）、印度导航星座（Nav/C）和韩国特色定位系统（KPS）也在快速发展阶段。全球卫星导航服务性能不断提升，应用范围不断扩大，市场规模快速增长。据《地球观测和全球定位系统2021 年市场报告》预测，到2031 年全球卫星导航终端年出货量将增长到25亿台，相关产值将达到近5000 亿欧元，其中时空信息服务产值占比将逐步上升至82.3%，而亚太区域的时空信息服务产值约占45.7%，位居全球首位[1]。

随着北斗三号系统服务开通，我国北斗应用产业规模不断攀升，在基础设施运营、产品服务、应用推广、产业生态建设等方面取得显著成绩。据《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书（2023）》数据，2022 年我国卫星导航与位置服务产业总体产值已达到5007 亿元，较2021 年增长约6.76%[2]。整体来说，北斗产业机制、基础设施、标准化建设、检测认证、应用推广、产业集群建设等方面稳步向前推进。

2.北斗产业发展面临的挑战

北斗产业发展仍旧面临抗干扰、抗欺骗、克服复杂条件下定位等难题，核心技术攻关提质增速任重道远。基于GPS 的先发优势，对其依赖性尚未改变，北斗主用格局尚未形成、应用市场碎片化，北斗产品附加值不高，同质化严重，重复投资、同质竞争问题突出，产品性能和服务水平上升潜力巨大。北斗应用产业生态有待优化，产业链上、中、下游发展力量不均衡（图1、图2），上游投入产出比偏低、自主可控水平亟需提高，中游专业终端产品在形态、性能、丰富度方面存在短板，下游应用场景有待多元开发，与5G、大数据、人工智能等新一代信息技术及各行业的融合深度不够，区域发展不平衡，应用服务缺乏统筹，已有基础设施未能充分发挥效能等问题，制约了北斗产业生态的完善。在“走出去”过程中话语权、主导权、国际认可度、积极参与度等仍需提升，模式多元化、质变量变效果面临压力。

图1 民营企业北斗产业链

图2 国营企业北斗产业链

三、北斗应用步入高速发展轨道

北斗卫星导航系统既赋能通信、导航、遥感技术一体化融合，也为未来其他新型基础设施提供战略性、基础性的时空数据支撑。北斗系统已全面服务于交通运输、基础测绘、矿产能源、公共安全、救灾减灾、农林牧渔等行业领域，深度融入电力电网、金融、通信等国计民生中，广泛进入大众消费、共享经济等方面，深刻改变着人们的生产生活方式。随着互联网、5G 信息技术、大数据和云计算等技术的发展融合，北斗系统将会更加完善和成熟。

1.救灾减灾

短报文通信作为北斗系统的特色服务之一，其全天候无盲区短报文与位置报告功能能够实现灾害预警速报、救灾指挥调度和快速应急通信，可以极大地提高应急救援反应速度和决策能力。受台风“杜苏芮”影响，我国7 月底到8 月初多地连降暴雨，汛情连发，受灾严重地区出现交通、通信、电力等基础设施严重受损，人民生命财产安全受到威胁。北斗短报文作为通信有效补充方式，在地面通信网络中断情况下，可以快速实现用户位置信息、险情信息的传输，满足地面无网络覆盖地区的应急通信、搜索搜救等服务需求。灾情发生后，北斗短报文充分发挥守护防汛救灾通信“永远在线”的特色，并创新实现智能手机双向收发短报文服务，通过北斗短报文手持通信终端，助力于防汛救灾通信保障工作（图3）。据北斗三号系统区域短报文民用服务平台数据显示，受灾期间短报文大众智能手机新注册用户数日均增长12600，短报文服务使用用户日均新增1772，为受灾群众提供安全可靠的北斗应急通信服务。

图3 短报文手机回传北京市门头沟妙峰山镇灾情（2023-08-03）

2.交通运输

我国综合交通网总里程突破600 万千米，其自身点多、线长、面广和移动的特点，对位置服务提出了巨大需求。截至2022 年底，交通运输领域已在道路营运车辆、邮政快递车辆、内河船舶及远洋船舶、水上助导航设施、通用航空器等方面累计推广应用各类北斗终端超过810 万台/套[2]；北斗高精度定位、授时、短报文技术，用于交通基础设施建设及安全健康监测、运输过程监管及服务、安全应急等领域，北斗终端的应用对提升运输效率、保障生产安全、提高服务水平具有重要意义（图4）。

3.电力电网

电力电网行业作为国计民生的命脉之一，其安全性和稳定性是重中之重。我国已建成全球规模最大的电力系统，发电装机超过24 亿千瓦，35kV 及以上输电线路长度超过220 万千米[3]，其中90%的调度主站自动化系统和20%的变电站时间同步装置实现接收北斗授时信号，新建及改造变电站北斗卫星授时接入率达100%，在水电站地质灾害监测、输电线路无人机自主巡检、调度站统一授时等领域应用北斗终端61 万余台/套，大幅提升电力电网运行管理水平（图5）。基于北斗高精度定位技术，无人机输配电线路、变电站自主巡检作业，巡检效率提高2至3倍，实现巡检管理规范化、作业智能化、业务数字化，促进电力电网管理转型升级。北斗短报文服务实现偏远用电信息自动抄表，为云贵川等省份电网企业节省运营成本10%以上。

1.创新+融合，实现新突破

围绕高精度、抗干扰、多源融合等新需求，以覆盖深空、深海、室内、地下等统一的定位导航授时系统为重点方向，聚焦北斗产业涉及的核心算法、通导一体芯片、智能传感器、多源导航以及集成模块等技术短板，开展核心技术攻关，发展多源导航、微定位导航授时等能力，重点突破核心模块的功耗、安全、稳定的持续升级能力[5]。

2.把准动力源，以用促发展

经过近十余年来的不断发展，北斗应用已经初具规模，但在覆盖面和普及率方面还难以比肩GPS。北斗产业发展重要的是在于用，应用是检验产品和服务的最佳方式，要在应用过程中发现问题、迭代产品、优化服务、塑造产品竞争力、优化市场环境，只有用足、用好、用到实处才能真正成为经济社会发展的时空基石；坚持以“用”促进应用场景的丰富性、创新性、融合性及产品多元化，充分展现北斗高精度定位、短报文通信等特色服务，并以“用足用好”加速推动北斗规模应用。

3.政产学研用多措并举，打造产业良性生态

建立以市场为导向、创新为动力、产学研用深度融合的北斗应用协同发展体系，打造资源共享平台及北斗行业独角兽企业，建立沟通协调机制，提供产业权威指引，构建有效合作载体，建立技术合作机制，开展标准研究制定，推进行业安全统一规范和接口标准，建设北斗应用标准体系。以此为牵引，结合应用需求，实现基础元件产品和基础服务平台在技术上深度融合。加快立法进度，推动卫星导航条例颁布进程，填补导航领域的立法空白，建设完善统领、权威、强制性的立法保障与顶层制度设计，推动产业生态系统的良性运转[6]。

4.百花齐放，加快多元化“走出去”

聚焦北斗走出国门、迈向高质量发展，强化北斗“走出去”顶层统筹协调机制建设，强化北斗“走出去”的系统性统筹协调，优势企业建立常态化工作机制，以市场需求为导向，统筹部署北斗“走出去”应用与产业发展，提升政企联动能力，建立“走出去”统一对外平台、发布产品清单，强化企业优势互补、避免无序竞争。提升北斗卫星导航系统国际影响力、话语权，强化对外舆论宣传引导，着重在海外媒体上积极发声，拓宽北斗宣传受众群体，主动传播建设成果，提升北斗产品创新性、市场竞争性，集中力量拓展海外应用，让北斗卫星导航系统“落地生根”，打造北斗品牌，提高北斗品牌的国际知名度和市场信誉度。