劉經(jīng)南 高辛凡

一、北斗系統(tǒng)的發(fā)展歷程與應(yīng)用領(lǐng)域

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡稱北斗系統(tǒng))是我國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)與發(fā)展的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。

隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)和服務(wù)能力的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報(bào)、森林防火、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域，逐步滲透到我國和亞太地區(qū)社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的方方面面。[1]我國正大力發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生改善，為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。

早在20世紀(jì)60年代末，我國就開展了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制工作，但由于諸多原因而夭折。20世紀(jì)80年代到90年代，我國就結(jié)合國情，科學(xué)、合理地提出并制訂自主研制實(shí)施，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的“三步走”規(guī)劃：

第一步是我國通過大量試驗(yàn)為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)人才，并研制了一些地面應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備。到2000年底，我國建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，使中國成為世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家；

第二步是到2012年底，我國計(jì)劃發(fā)射十多顆衛(wèi)星，建成覆蓋亞太區(qū)域的北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太大部分國家和地區(qū)提供連續(xù)無源定位、導(dǎo)航、授時(shí)等服務(wù)。2014年11月，聯(lián)合國負(fù)責(zé)制定國際海運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)的國際海事組織海上安全委員會(huì)正式將北斗系統(tǒng)納入全球無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。這意味著繼GPS和GLONASS之后，北斗系統(tǒng)已成為第三個(gè)被聯(lián)合國認(rèn)可的海上衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；

第三步是到2020年，我國建成由5顆靜止軌道和 30 顆非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)而成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成全球覆蓋能力，為全球用戶提供服務(wù)。

2018年是我國北斗衛(wèi)星組網(wǎng)的“大年”，迄今已發(fā)射了6顆北斗三號(hào)衛(wèi)星，還將在年底前發(fā)射十多顆北斗三號(hào)衛(wèi)星，以便為“一帶一路”相關(guān)國家提供服務(wù)。除了加快“編織”天上那張逐漸覆蓋全球的北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之外，為了更好地將高精度時(shí)空信息應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)層面，中國正在著力打造一張可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)、毫米級(jí)定位精度的地基增強(qiáng)網(wǎng)。星基與地基增強(qiáng)技術(shù)的一體化、通信與導(dǎo)航功能的一體化是“智能時(shí)代”我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)方向。

二、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成大國標(biāo)配

美國的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)始于20世紀(jì)60年代后期，通過軍碼(P 碼)、民碼(C/A碼)分別廣泛用于軍用和民用領(lǐng)域。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，美國政府宣布2000年至2006年期間,在保證美國國家安全不受威脅的前提下，取消 SA 政策，GPS民用信號(hào)精度在全球范圍內(nèi)得到改善,利用 C/A 碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到20米。這一舉措進(jìn)一步推動(dòng)了GPS技術(shù)的應(yīng)用,提高了生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學(xué)水平以及人們的生活質(zhì)量，刺激了GPS市場的增長。

美國的GPS是目前唯一全面運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，占據(jù)全球90%以上的應(yīng)用服務(wù)，在系統(tǒng)的成熟性、服務(wù)精度等方面都處于全球最領(lǐng)先的水平。1990年的海灣戰(zhàn)爭時(shí)，GPS 系統(tǒng)首次被應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)便一戰(zhàn)成名，它在武器制導(dǎo)、人員定位、資源調(diào)配等方面發(fā)揮了巨大的作用，為最終的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2015年9月，太空探索技術(shù)公司(SpaceX)CEO、特斯拉公司CEO埃隆·馬斯克正式向美國聯(lián)邦通信委員會(huì)提出“星鏈計(jì)劃”：申請(qǐng)發(fā)射四千多顆近地軌道衛(wèi)星，組建衛(wèi)星寬帶網(wǎng)絡(luò)“Star”，用于向全球提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)?！癝tar”在未來必然會(huì)具備導(dǎo)航功能，在通導(dǎo)一體化的大趨勢下，我國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)要做好與“馬斯克”們競爭的準(zhǔn)備。

(一)各大國致力于擺脫對(duì)GPS系統(tǒng)的依賴

鑒于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在國家安全、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)以及民生等方面的巨大作用，世界各國紛紛開始建設(shè)自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以擺脫對(duì)美國GPS系統(tǒng)的依賴。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)早在2012年就已形成了“1+3”的格局。其中，“1”代表目前唯一全面運(yùn)行并處于壟斷地位的美國GPS，“3”代表中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)，俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)導(dǎo)航儀系統(tǒng)，以及歐盟的伽利略(Galileo)導(dǎo)航系統(tǒng)。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已進(jìn)入加速部署和升級(jí)建設(shè)高峰期，全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)(GSA)預(yù)計(jì)，2010—2020年全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)市場規(guī)模將由770億美元增長到 2200 億美元，10年增長2.85倍，年均復(fù)合增長率達(dá)到11%，其中我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)是這十年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)快速增長的主要?jiǎng)恿Α?/p>

另外，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了向規(guī)模化、大眾化和全球化發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)?？梢灶A(yù)期的是，在未來3到5年時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)將開始爆發(fā)性增長。鑒于現(xiàn)在 GNSS 仍然處于“1+3”的格局，在未來的3到5年時(shí)間里，GPS 仍然將是唯一的可穩(wěn)定使用的全球定位系統(tǒng)。為了早日打破 GPS 壟斷的格局,也隨著各大衛(wèi)星系統(tǒng)的日益完善，各大系統(tǒng)之間的相互兼容已是大勢所趨。

(二)北斗系統(tǒng)迎來黃金發(fā)展機(jī)遇

全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)仍處在初級(jí)發(fā)展階段，總體看來衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)仍是新興的并具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)前瞻性新興產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展歷程必然會(huì)是個(gè)漫長而曲折的過程，這其中需要努力營造良好的市場氛圍，不斷建設(shè)及完善各種基礎(chǔ)設(shè)施，取得規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)用戶的教育和宣傳。

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)深入行業(yè)應(yīng)用以及在大眾消費(fèi)市場的進(jìn)一步普及，這一產(chǎn)業(yè)市場將快速打開。全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場目前處于初級(jí)發(fā)展階段，這一現(xiàn)實(shí)賦予了北斗系統(tǒng)一個(gè)黃金發(fā)展機(jī)會(huì)。北斗導(dǎo)航已經(jīng)在亞太國家與地區(qū)開始運(yùn)行，隨著北斗三號(hào)的正式公布，北斗系統(tǒng)的全球化推廣也已開啟，其發(fā)展將受益于全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場的增長，同時(shí)北斗系統(tǒng)將獲得更多的應(yīng)用，從而有機(jī)會(huì)從GPS手里搶奪新興的市場。中國特色自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅僅是中國導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的重要基石，更是新時(shí)期響當(dāng)當(dāng)?shù)摹爸袊仄鳌?，是中國大國形象鑄造的顯著“標(biāo)配”。

(三)“智能時(shí)代”爭取全球領(lǐng)先，改變行業(yè)格局

在當(dāng)今全球的這場“智能化”浪潮中，時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)顯得愈發(fā)重要，我國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面臨著新一輪的挑戰(zhàn)和變革。無論是正在推進(jìn)的“制造業(yè)2025”計(jì)劃還是“工業(yè)4.0”，都要求各類設(shè)備能在統(tǒng)一精準(zhǔn)時(shí)空下協(xié)同作業(yè)，或者能自適應(yīng)運(yùn)行和調(diào)控。未來工業(yè)智能運(yùn)行和控制對(duì)時(shí)間精度的要求是納秒級(jí)的，對(duì)定位的要求可能達(dá)毫米級(jí)或更高。在這樣的一個(gè)“智能時(shí)代”，精準(zhǔn)定位技術(shù)必然要成為一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施，系統(tǒng)提升衛(wèi)星的定位、導(dǎo)航精度已成大勢所趨。

當(dāng)前僅靠中、高軌導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)構(gòu)成的全球性時(shí)空基準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施在高精度、高可靠、實(shí)時(shí)無縫等性能上存在不足。作為對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，打造具備“導(dǎo)航+定位”增強(qiáng)能力的低軌衛(wèi)星系統(tǒng)，將是我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)下一階段的發(fā)展重點(diǎn)。若在該項(xiàng)目上提前布局，我國完全有望打造起“高、中、低軌衛(wèi)星與地基增強(qiáng)系統(tǒng)相結(jié)合”的實(shí)時(shí)無縫理想的立體化時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)。這無疑將是全球領(lǐng)先的時(shí)空基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)，整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航行業(yè)的格局都會(huì)隨之改變。目前，我國的這套技術(shù)方案已基本成熟，下一步的布局速度將至為關(guān)鍵，這個(gè)產(chǎn)業(yè)誰做得早，技術(shù)迭代升級(jí)就多，誰的效果就會(huì)好，也就會(huì)有更大的發(fā)展?jié)摿褪袌稣加新?。中國企業(yè)應(yīng)提前做好準(zhǔn)備，參與到全球通導(dǎo)一體化市場的競爭中。從這個(gè)角度上來看，我國企業(yè)正在與力推“星鏈計(jì)劃”的“馬斯克”們，在“智能時(shí)代”下?lián)屌?。[2]

三、北斗系統(tǒng)的市場潛力無限

全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)在1994年至2003年經(jīng)歷了“黃金十年”的高速增長，在2004年至2009年經(jīng)歷平穩(wěn)增長之后，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模日趨擴(kuò)大，2012年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增至1895億美元。未來，隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的完善和成熟以及全球組網(wǎng)的完成、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)和歐盟系統(tǒng)的持續(xù)投入使用，同時(shí)美國GPS開始不斷向新產(chǎn)品、新領(lǐng)域、新市場深入，全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用產(chǎn)值規(guī)模將會(huì)不斷提高。僅從GPS的出貨量來看，在2011年至2013年期間的年復(fù)合增長率超過20%，僅2013年出貨量就達(dá)900萬臺(tái)左右。

由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不斷地升級(jí)換代，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所涉及的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，新的需求帶動(dòng)新的應(yīng)用和新產(chǎn)品的加快涌現(xiàn)。因此，市場對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求會(huì)不斷增加，這也會(huì)引導(dǎo)市場的新發(fā)展。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈，包括芯片制造、衛(wèi)星導(dǎo)航、電子地圖、位置服務(wù)等都會(huì)不斷地發(fā)展完善。

據(jù)悉，2017年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值已達(dá)2550億元，較上一年增長20.4%。其中包括與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)直接相關(guān)的芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值占比為35.4%，達(dá)902億元，北斗對(duì)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率已達(dá)80%。北斗正在改變我們的生活，也改變了整個(gè)傳播通信行業(yè)的生態(tài)。[3]

根據(jù)國務(wù)院2013年出臺(tái)的《國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展格局基本形成，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過4000億元，北斗系統(tǒng)及其兼容產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)和關(guān)鍵領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在大眾消費(fèi)市場逐步推廣普及，對(duì)國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場的貢獻(xiàn)率將達(dá)到60%，在重要應(yīng)用領(lǐng)域的貢獻(xiàn)率達(dá)80%以上，在全球市場上都具有較強(qiáng)競爭力。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，即使保守測算，2020 年北斗相關(guān)產(chǎn)值將為2012年的60倍。而1993年到2001年，美國GPS市場8年復(fù)合增長率為49.2%，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)市場與美國 GPS的市場發(fā)展規(guī)律基本吻合，可見國家頂層設(shè)計(jì)的目標(biāo)務(wù)實(shí)而具有前瞻性。同時(shí)，待未來做出具有中國特色的新性能的低軌星群和高、中、低軌結(jié)合的星座體系后，我國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)必然將被推動(dòng)至新的階段。

四、北斗系統(tǒng)的新型傳播生態(tài)

2016年，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新北斗衛(wèi)星升空后正式進(jìn)入全球布局。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建，逐漸成為北斗全球發(fā)展的重心，區(qū)別于北斗二代系統(tǒng)重點(diǎn)支撐軍工需求，對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建需求不高的特點(diǎn)，全球化北斗的實(shí)現(xiàn)必將著重于產(chǎn)業(yè)鏈體系的構(gòu)建。尤其在行業(yè)和民用北斗導(dǎo)航應(yīng)用方面，構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系將是助推北斗系統(tǒng)走向全球應(yīng)用的關(guān)鍵。

在即將全面部署全球覆蓋衛(wèi)星的時(shí)點(diǎn)上，全方位提出大力支撐北斗產(chǎn)業(yè)生態(tài)的政策十分必要，國家支持政策有望進(jìn)一步加碼，行業(yè)將迎來十年機(jī)遇。北斗系統(tǒng)在民用方面，創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，在中國大陸及亞太部分地區(qū)，已具有實(shí)時(shí)導(dǎo)航、快速定位、雙向高精度精確授時(shí)、位置報(bào)告和短報(bào)文通信服務(wù)五大功能，北斗系統(tǒng)的新型傳播生態(tài)初具規(guī)模。

(一)北斗芯片應(yīng)用于智能傳播設(shè)備

從1994年美國GPS系統(tǒng)建成，到2007年我國北斗導(dǎo)航一號(hào)系統(tǒng)的建成的13年中，我國導(dǎo)航終端絕大部分采用美國GPS芯片,而且 GPS 芯片技術(shù)和市場都已非常成熟。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的產(chǎn)業(yè)發(fā)展落后 GPS 的現(xiàn)狀是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的重大瓶頸，因此北斗的推廣應(yīng)用離不開對(duì)北斗芯片研發(fā)的投資。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件(ICD)已于2012年12月27 日公布，這兌現(xiàn)了北斗衛(wèi)星面向全球提供免費(fèi)服務(wù)的承諾，也標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化、全球化的正式啟動(dòng)。但這也意味著全球芯片廠商都能根據(jù)ICD來生產(chǎn)北斗的定位系統(tǒng),北斗芯片企業(yè)也將直面來自全球知名廠商的挑戰(zhàn),這中間包括U-blox、CSR、博通、高通等廠商。由于北斗導(dǎo)航芯片行業(yè)巨大的市場潛力，國內(nèi)涌現(xiàn)了一批導(dǎo)航芯片廠商想分一杯羹。但是芯片研發(fā)、流片、測試的前期投入很大,有的企業(yè)一直在虧損。國家在北斗發(fā)展初期對(duì)芯片企業(yè)有一定的資金扶持，但在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段后,就必須依靠企業(yè)的自身能力在市場上去競爭。

在這種行業(yè)大背景中，北斗芯片企業(yè)一定會(huì)遵循GPS芯片的發(fā)展規(guī)律——經(jīng)過幾輪淘汰，企業(yè)數(shù)由多到少，產(chǎn)業(yè)集中度逐步提高。未來將會(huì)剩下兩類北斗芯片企業(yè)，一類是專業(yè)做北斗芯片的企業(yè)，產(chǎn)品的性能很好，依靠規(guī)模優(yōu)勢把成本降得很低,面向行業(yè)應(yīng)用和中高端的消費(fèi)市場。第二類是在手機(jī)芯片、移動(dòng)終端芯片里提供北斗功能的企業(yè)，通過IP核授權(quán)或軟基帶的方式實(shí)現(xiàn)北斗功能，主要面向消費(fèi)類市場。

國內(nèi)北斗導(dǎo)航芯片廠家成果已在交通、氣象、漁業(yè)、牧業(yè)等行業(yè)示范中大量應(yīng)用，芯片銷量從2012年達(dá)60萬片左右到2013年完成銷量150萬以上?；诒倍穼?dǎo)航技術(shù)的發(fā)展,我國企業(yè)在北斗導(dǎo)航芯片領(lǐng)域擁有一定的核心技術(shù)。 北斗導(dǎo)航芯片和終端發(fā)展空間大，利潤高，都促進(jìn)芯片行業(yè)的大力投資和快速發(fā)展。國外企業(yè)在2012 年ICD文件公布之后紛紛進(jìn)入北斗導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)中來，其技術(shù)的成熟和發(fā)展需要一定的時(shí)間。但憑借其技術(shù)、成本及客戶優(yōu)勢,他們很容易以體積小、功能強(qiáng)的芯片在北斗民用市場上站穩(wěn)腳跟。北斗芯片的研發(fā)也在加速進(jìn)步。在 2014 年 11 月召開的上海軍民兩用技術(shù)促進(jìn)大會(huì)上，我國首顆 40 納米級(jí)導(dǎo)航芯片亮相。其尺寸僅有 5 毫米見方,加工精度達(dá)到國際先進(jìn)水平。

由于水庫涵洞未修建檢修閘門，工作閘門長期處于工作狀態(tài)，檢修比較困難，因此本工程主要是在涵洞進(jìn)口處新建一座閘井、涵洞及壩體連接段。

在2015年7月召開的由中國信息通信研究院主辦的北斗移動(dòng)通信一體化芯片發(fā)布會(huì)暨智能終端北斗應(yīng)用高峰論壇上,展訊通信、海思半導(dǎo)體、聯(lián)芯科技等國內(nèi)主要 IC 設(shè)計(jì)企業(yè)，均已成功研發(fā)出 40nm 北斗/GPS、WIFI、藍(lán)牙、調(diào)頻(FM)四合一低功耗、高集成度北斗定位芯片,并展示了芯片樣本。會(huì)上,聯(lián)想、中興公司也分別介紹了基于國內(nèi)自主北斗移動(dòng)通信一體化芯片的北斗智能手機(jī)研發(fā)和規(guī)劃，稱采用自主四合一高集成度北斗芯片的智能手機(jī)2016年底很快突破 2000萬部的規(guī)模。

北斗系統(tǒng)在面向普通消費(fèi)群體的商用化的傳播通信領(lǐng)域也取得了顯著成果。雖然面對(duì)國際上包括高通、博通等公司，國內(nèi)華為、海思等企業(yè)的直接競爭，但搭載北斗芯片的智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備等移動(dòng)通訊設(shè)備已超2400萬部，其中，智能手機(jī)占到了1800萬部。2016年一季度，在我國境內(nèi)出貨的新款智能手機(jī)，使用北斗芯片的已超過30%。到2018年，這個(gè)比例只會(huì)更高，預(yù)計(jì)未來國產(chǎn)智能手機(jī)將全面換用北斗芯片，北斗系統(tǒng)將全面覆蓋國內(nèi)智能手機(jī)市場。未來隨著5G的建設(shè)，北斗將成為5G通信的時(shí)空標(biāo)簽，極大推動(dòng)“物聯(lián)網(wǎng)”、室內(nèi)定位等技術(shù)的發(fā)展，并為實(shí)現(xiàn)高精度定位提供基礎(chǔ)。

為推動(dòng)北斗系統(tǒng)的商用化，我國政府還在強(qiáng)化與民間企業(yè)的合作。2015年8月18日，中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司和阿里巴巴集團(tuán)共同出資設(shè)立“千尋位置網(wǎng)絡(luò)”便是一個(gè)典型例子?！扒の恢镁W(wǎng)絡(luò)”以“互聯(lián)網(wǎng)+位置(北斗)”的原則，通過北斗地基一張網(wǎng)的整合與建設(shè)，基于云計(jì)算和數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建位置服務(wù)云平臺(tái)，以滿足國家、行業(yè)、大眾市場對(duì)精準(zhǔn)位置服務(wù)的需求?！扒の恢镁W(wǎng)絡(luò)”的設(shè)立，標(biāo)志著我國北斗系統(tǒng)的應(yīng)用跨出重要一步。

我國已將2020年定為北斗系統(tǒng)全球化的元年。目前，我國共利用23臺(tái)衛(wèi)星運(yùn)營北斗系統(tǒng)，其服務(wù)已經(jīng)出口“一帶一路”沿線國家。預(yù)計(jì)到2020年前后，全世界的智能手機(jī)都將可以搭載北斗芯片。

(二)航空運(yùn)輸?shù)耐ㄐ艂鞑?/h3>

為了使我國航空業(yè)擺脫對(duì)國外導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴,維護(hù)我國民用航空運(yùn)輸?shù)陌踩c效益，民航業(yè)的導(dǎo)航系統(tǒng)終端預(yù)期會(huì)逐步過渡到以北斗二代為基礎(chǔ)，并兼容其他主流導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星在民航中的潛在應(yīng)用分為通用航空、商用航空、機(jī)場場面監(jiān)視管理和特殊應(yīng)用等。

北斗短報(bào)文通信功能也成為其應(yīng)用在航空上的一大優(yōu)勢，通過雙向通信，飛機(jī)能實(shí)時(shí)地傳回位置信息，這樣便于空管部門監(jiān)控飛機(jī)位置以及狀態(tài)。這一功能的運(yùn)用能避免類似馬航370失蹤的慘劇，也能在發(fā)生事故時(shí)，使定位和救援的速度加快，避免更大的損失和傷亡。

(三)海洋漁業(yè)的導(dǎo)航與通信

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)在保障漁船出海安全、鞏固和推動(dòng)漁業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮著重要的作用。通過北斗導(dǎo)航，相關(guān)漁業(yè)管理部門可以隨時(shí)獲得漁船位置，從而對(duì)各個(gè)漁船進(jìn)行實(shí)時(shí)、恰當(dāng)?shù)墓芾?。漁民在遇險(xiǎn)時(shí)可以通過北斗雙向通信功能向監(jiān)控中心求救,這樣可以節(jié)省漁船安裝衛(wèi)星電話的高額支出。

第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)組委會(huì)提供的北斗海洋漁業(yè)應(yīng)用資料顯示，海洋漁業(yè)已成為北斗導(dǎo)航民用規(guī)模最大的行業(yè)。據(jù)國家漁業(yè)局的“十二五”規(guī)劃，我國已為 90%以上漁船配備必要的安全通信、避碰設(shè)備，各地政府提供70%-90%補(bǔ)貼采購北斗接收機(jī),同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)營費(fèi)用由地方政府承擔(dān)。目前，全國四萬余艘漁船安裝北斗系統(tǒng)，累計(jì)救助漁民1萬人，已成為漁民的“海上保護(hù)神”。[5]

(四)測繪及 GIS 信息采集與傳輸

測繪是地理數(shù)據(jù)獲取十分重要的信息源，也是信息建設(shè)的重要基礎(chǔ)。目前我國在測繪事業(yè)與科技發(fā)展中，基礎(chǔ)地理信息資源短缺、信息獲取能力差，嚴(yán)重制約了我國測繪事業(yè)的發(fā)展。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建立為我國測繪事業(yè)的發(fā)展提供了先進(jìn)的工具，利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)進(jìn)行測繪具有測量度高、操作簡便、體積小、便于攜帶、全天候操作等特點(diǎn)。北斗系統(tǒng)不僅可以為區(qū)域客戶提供24小時(shí)高精度的定位服務(wù)，北斗導(dǎo)航用戶客戶端也具有雙向通信能力以及單雙向兩種授時(shí)功能。GIS可以用來確認(rèn)航點(diǎn)、航線和航跡，進(jìn)行國土、礦產(chǎn)、環(huán)境調(diào)查等，一般需要確定采樣的點(diǎn)位信息，而鐵路、公路、電力、石油、水利等地理數(shù)據(jù)的采集則需要確定管線位置信息。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能同時(shí)測量記錄多個(gè)目標(biāo)的位置信息，并能將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回監(jiān)控站，并進(jìn)行實(shí)時(shí)地查分處理和航跡信息顯示，提供與基地指揮控制中心的數(shù)據(jù)傳輸接口，并提供與遙測系統(tǒng)的接口。

五、北斗與GPS在通信傳播上的差異化競爭

北斗一代系統(tǒng)到北斗二代系統(tǒng)經(jīng)歷了從“有源定位”到“無源定位”的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變后依然保留了北斗一代系統(tǒng)引以為豪的通信功能，這使其能夠在公共通訊網(wǎng)絡(luò)中斷、沒有其他衛(wèi)星通訊的情況下，為用戶提供通信服務(wù)。將短報(bào)文服務(wù)和衛(wèi)星導(dǎo)航相結(jié)合，是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的獨(dú)特發(fā)明，也是相對(duì)于其他導(dǎo)航系統(tǒng)的一大優(yōu)勢。世界上的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)僅是告訴用戶什么時(shí)間、在什么地點(diǎn)，而北斗系統(tǒng)除此之外，還可以將用戶的位置信息發(fā)送給定向用戶，使用戶想告知的對(duì)象獲知用戶情況，這種互動(dòng)性也是北斗系統(tǒng)的最大優(yōu)勢。

目前，GPS 在國內(nèi)外的市場上占據(jù)絕對(duì)的領(lǐng)先地位，約占全球市場的 95%。北斗系統(tǒng)在國內(nèi)市場拓展及全球化進(jìn)程中，GPS將是中國北斗系統(tǒng)的最強(qiáng)有力的對(duì)手。目前，北斗與GPS相比，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獨(dú)有的短報(bào)文功能，在重大自然災(zāi)害造成當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)通信設(shè)施破壞的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急通信?；谶@一特殊功能，研發(fā)和生產(chǎn)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品能夠在重大自然災(zāi)害現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)直報(bào)、應(yīng)急救援指揮調(diào)度、應(yīng)急減災(zāi)信息發(fā)布等功能。中國也在針對(duì)雙向通信這一獨(dú)特功能，對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行行業(yè)重點(diǎn)推廣，重要應(yīng)用的行業(yè)有海洋漁業(yè)、森林防護(hù)、交通運(yùn)輸業(yè)等。

2008年汶川大地震時(shí)，重災(zāi)區(qū)與外界的通信中斷了。救援部隊(duì)攜帶北斗終端設(shè)備進(jìn)入重災(zāi)區(qū)，利用北斗系統(tǒng)的短報(bào)文功能突破了通信盲點(diǎn)，順利使重災(zāi)區(qū)人民與外界取得了聯(lián)系。同時(shí)，后臺(tái)管理中心通過北斗終端設(shè)備的位置報(bào)告功能，實(shí)時(shí)掌握每個(gè)攜帶設(shè)備的戰(zhàn)士的具體位置。且北斗系統(tǒng)首次匯集多種軌道設(shè)計(jì)于一身，這種混合軌道能提供更多可見衛(wèi)星，可支持更長的連續(xù)觀測時(shí)間和更高的精度。同時(shí)，基于之前我國專家對(duì)衛(wèi)星定位原理的簡述，衛(wèi)星定位至少需要準(zhǔn)確搜索到4顆衛(wèi)星，而北斗系統(tǒng)在我國南海上空固定有5顆地球同步衛(wèi)星能提供穩(wěn)定地導(dǎo)航信號(hào)。

預(yù)計(jì)2020年北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建成時(shí)，其全球定位精度可與美國GPS相抗衡，在亞太地區(qū)的定位精度相對(duì)GPS更高。但長期來看，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在技術(shù)指標(biāo)上和GPS相比依然處于劣勢。同時(shí)，也應(yīng)清醒地看到，GPS技術(shù)在全球市場上的應(yīng)用已相當(dāng)成熟，替換GPS的成本將非常巨大，用戶對(duì)北斗新技術(shù)的接受過程會(huì)相對(duì)漫長。但我們預(yù)計(jì)，隨著北斗自身技術(shù)的提升，特別是亞洲組網(wǎng)的完成，政策扶持力度的加大以及下游產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，在未來幾年北斗系統(tǒng)將可以與 GPS 系統(tǒng)抗衡，并逐步取代 GPS。可以確定的是，我們國家大力支持和推動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用，這極大地促進(jìn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用發(fā)展。

六、北斗系統(tǒng)傳播應(yīng)用的戰(zhàn)略導(dǎo)向

當(dāng)前，北斗系統(tǒng)所提供的服務(wù)正進(jìn)入普通百姓生活，北斗技術(shù)已跳出單一導(dǎo)航技術(shù)的范疇，成為一項(xiàng)平民化、日常化的高精尖技術(shù)。在電力電網(wǎng)、供水排水、智慧交通、智慧養(yǎng)老等多種行業(yè)的迫切需求下，國家北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)現(xiàn)已為全國超過400座城市的各種行業(yè)應(yīng)用提供北斗精準(zhǔn)服務(wù)，有效推動(dòng)智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化和完善。

(一)智慧城市建設(shè)

智慧城市是在新一代信息技術(shù)支撐、創(chuàng)新2.0環(huán)境下的城市形態(tài)，其建設(shè)發(fā)展已經(jīng)成為我國的投資重點(diǎn)。據(jù)住建部“十二五”規(guī)劃的方案，智慧城市投資總規(guī)模已達(dá)到 5000億元，長期來看投資規(guī)模將超10萬億元。我國已有154個(gè)城市明確了智慧城市的建設(shè)計(jì)劃，覆蓋80%以上的二級(jí)城市。[6]

將北斗系統(tǒng)引入智慧城市建設(shè)，既可以節(jié)省北斗推廣費(fèi)用，又能快速打開北斗導(dǎo)航的規(guī)模化應(yīng)用。北斗導(dǎo)航平臺(tái)將成為智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其發(fā)展方向是集多種功能于一體，支持高可靠、大容量和高并發(fā)處理，面向多類型行業(yè)和公眾用戶，為移動(dòng)終端、服務(wù)以及內(nèi)容提供商和移動(dòng)運(yùn)營商提供標(biāo)準(zhǔn)化接入。北斗導(dǎo)航的應(yīng)用不僅能提供地理信息和導(dǎo)航服務(wù)，同時(shí)還能提供多行業(yè)授時(shí)服務(wù)。

據(jù)新華社2018年5月15日的報(bào)道，北斗信息技術(shù)也將被注入 “智慧亞運(yùn)”的建設(shè)中。利用北斗差分毫米定位等信息技術(shù)的杭州城市數(shù)據(jù)大腦將于2022年基本完成主要場景建設(shè)，為第19屆亞運(yùn)會(huì)提供數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)保障。亞運(yùn)會(huì)各類場館運(yùn)營、賽事活動(dòng)、參會(huì)人員出行、住宿、餐飲、支付等服務(wù)保障體系將受益于城市數(shù)據(jù)大腦的各個(gè)子系統(tǒng)。

(二)電子地圖

導(dǎo)航電子地圖在整個(gè)導(dǎo)航應(yīng)用體系中起著核心作用，針對(duì)不同導(dǎo)航應(yīng)用往往會(huì)采用不同規(guī)格的電子地圖。目前，電子導(dǎo)航地圖產(chǎn)品主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域：車載導(dǎo)航、手機(jī)和便攜設(shè)備導(dǎo)航以及電子地圖服務(wù)。其中，電子地圖服務(wù)包括基于移動(dòng)通信的位置服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)以及動(dòng)態(tài)交通信息服務(wù)。

地圖測繪等相關(guān)業(yè)務(wù)涉及國家機(jī)密，因此國家規(guī)定從事導(dǎo)航儀地圖相關(guān)的測量、制作及銷售業(yè)務(wù)的相關(guān)活動(dòng)，全部需要經(jīng)過國家測繪的許可，限制了國外企業(yè)的進(jìn)入，這就為市場設(shè)立了較高的準(zhǔn)入門檻。四維圖新、易圖通等地圖廠商技術(shù)力量雄厚，專注于上游導(dǎo)航數(shù)據(jù)信息及數(shù)據(jù)庫建設(shè)與開發(fā)；凱立德地圖廠商地圖軟件技術(shù)較強(qiáng)，專注于制作搜索引擎軟件。電子地圖資源和技術(shù)相對(duì)獨(dú)立于導(dǎo)航技術(shù)，可普遍適用于北斗或者其他的導(dǎo)航系統(tǒng)。因此，雖然現(xiàn)有的電子地圖主要是為 GPS 設(shè)備提供導(dǎo)航定位服務(wù)，但是這一技術(shù)和相關(guān)的資源可以很方便直接地應(yīng)用在北斗系統(tǒng)上。

(三)智慧牧業(yè)

當(dāng)前，北斗衛(wèi)星放牧系統(tǒng)已在呼和浩特市、錫林郭勒盟、阿拉善盟等地得到應(yīng)用，今年有望在內(nèi)蒙古的各牧區(qū)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。據(jù)系統(tǒng)后臺(tái)顯示，目前共有一千余頭牛、羊、馬安裝了北斗項(xiàng)圈。北斗項(xiàng)圈應(yīng)用了北斗系統(tǒng)的短報(bào)文功能，牧民只要點(diǎn)開手機(jī)或電腦，便可獲知牛、羊、馬的實(shí)時(shí)位置。若北斗項(xiàng)圈出現(xiàn)異常，牧民還能收到警報(bào)提醒。

如今，北斗衛(wèi)星放牧系統(tǒng)還走出了國門，推廣到了蒙古國。今年，中蒙兩國還將進(jìn)一步合作，共建“基于北斗衛(wèi)星放牧技術(shù)的草原信息化服務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)”，并以此助推北斗衛(wèi)星放牧系統(tǒng)落地哈薩克斯坦、塔吉克斯坦等“一帶一路”的相關(guān)國家，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。未來，北斗衛(wèi)星放牧系統(tǒng)也將不斷更新與升級(jí)，比如與北斗項(xiàng)圈配套，研發(fā)北斗遠(yuǎn)程牧井系統(tǒng)。[7]

參考文獻(xiàn)：

[1]國務(wù)院新聞辦.《中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書[R].北京：人民出版社，2016-6.

[2]劉經(jīng)南：空間智能驅(qū)動(dòng)未來商業(yè)[EB/OL].泰伯網(wǎng)，2015-9.

[3]蔡文清.來看看北斗怎么改變我們的生活[N].北京晚報(bào)，2018-06-04.

[4]劉揚(yáng)明.北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及聯(lián)芯科技發(fā)展情況介紹[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2015(3).

[5]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展[R].中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室，2018-5-24.

[6]原松華.智慧城市：探尋未來城市發(fā)展之路[J].中國發(fā)展觀察，2013(7).

[7]陳飚.在家用手機(jī)就能放牧，北斗改變牧民生活[EB/OL].北斗網(wǎng)，2017-8-16.