關(guān)于“北斗”發(fā)展應(yīng)用的思考

吳寒 夏定輝 何宗（重慶市地理信息中心）

□□全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)處于快速發(fā)展階段，導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用市場競爭異常激烈，作為全球四大導(dǎo)航系統(tǒng)之一的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱“北斗”）面臨著機遇與挑戰(zhàn)。根據(jù)目前衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用狀況和“北斗”面臨的問題，筆者提出了我國“北斗”的發(fā)展應(yīng)用建議，以期對我國自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的市場推廣應(yīng)用有所幫助。

1 引言

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國家安全和信息建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，在國民經(jīng)濟建設(shè)中占有重要的地位，直接關(guān)系到國家安全和經(jīng)濟發(fā)展以及國防現(xiàn)代化的關(guān)鍵性技術(shù)支撐系統(tǒng)。正因如此，一些國家都在積極發(fā)展自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及其增強系統(tǒng)。其中主要導(dǎo)航系統(tǒng)有美國的“全球定位系統(tǒng)”（GPS）、俄羅斯的“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”（GLONASS）、歐洲“伽利略”（Galileo）和我國的“北斗”。

GPS是1973年12月美國國防部和交通運輸部正式批準(zhǔn)研制的一個基于無線電的全天候衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，經(jīng)過30多年的發(fā)展，已發(fā)展成為目前應(yīng)用最為成熟、最為廣泛的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，在應(yīng)用市場上占有絕對地位。GLONASS是蘇聯(lián)在20世紀(jì)70年代末研制的，成為世界上第2個獨立的軍民兩用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，后來由于俄羅斯的經(jīng)濟狀況不佳曾一度無法維持其完全運行。近年來，為開拓GLONASS應(yīng)用市場，俄羅斯已逐步恢復(fù)和升級該系統(tǒng)運行。為打破GPS在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的壟斷，2002年歐盟決定正式啟動Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計劃，其宗旨在于提供高精度民用衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)，目前該系統(tǒng)正在建設(shè)中。

“北斗”是我國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建設(shè)及投入使用標(biāo)志著我國在空間利用方面邁出了重要一步，成為有能力參與和平利用空間的重要力量。

2000年，我國自行研制的兩顆“北斗”導(dǎo)航試驗衛(wèi)星相繼發(fā)射，組成了我國第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)是利用地球靜止軌道衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡短數(shù)字報文通信和授時服務(wù)的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。由于具有導(dǎo)航通信相結(jié)合的服務(wù)特色，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)經(jīng)過幾年的發(fā)展，逐步被國內(nèi)用戶認(rèn)可，在漁業(yè)、交通、電力和國家安全等諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，特別是在汶川、玉樹抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。目前，我國正在研制和組建“北斗”，截至2012年2月，我國已成功發(fā)射了11顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航區(qū)域系統(tǒng)建設(shè)完成并提供試運行服務(wù)。2020年左右，“北斗”將建成一個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

總體來看，近30年來全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)競相發(fā)展，呈現(xiàn)出GPS一路領(lǐng)先，GLONASS曲折前進，“北斗”分步發(fā)展、Galileo躑躅前行的態(tài)勢。

2 “北斗”的應(yīng)用現(xiàn)狀

就應(yīng)用規(guī)模與數(shù)量、應(yīng)用的深度與廣度而言，我國是一個衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用大國。隨著“北斗”逐漸發(fā)展成為更高性能、更加可靠、更高效益的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它將在社會中得到越來越廣泛的應(yīng)用，體現(xiàn)出更大的社會價值。

“北斗”應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)

? 在測繪、資源調(diào)查、物理勘探、石油鉆探、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等領(lǐng)域大有市場。譬如在測繪領(lǐng)域，建立和維持全球性的參考框架、建立各級國家平面控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)，進行各種工程測量、航空攝影測量、地籍測量、海洋測量等。

? 應(yīng)用于電力、郵電、鐵路、通信等網(wǎng)絡(luò)的時間同步，授時校頻。移動通信基站和電力線路配送都需要精密的時鐘，從安全性和可靠性角度考慮，在國家關(guān)鍵經(jīng)濟部門，使用我國自主的“北斗”時間比GPS時間要好得多。

? 為船舶、汽車、飛機等運動物體進行定位導(dǎo)航，如船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進港引水，飛機航路引導(dǎo)和進場降落，汽車自主導(dǎo)航，地面車輛跟蹤和城市智能交通管理。

? 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與消費類電子產(chǎn)品的融合也是目前導(dǎo)航系統(tǒng)在社會中最廣泛應(yīng)用的一種方式，如在MP3、MP4、筆記本、手機和數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品中集成導(dǎo)航功能，提供一種基于位置的服務(wù)。

? “北斗”與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不同的是它具有短報文通信功能，可以提供通信服務(wù)。使用該系統(tǒng)無需再建通信鏈路和租用衛(wèi)星信道，不僅使用方便，而且可以取得非常明顯的價格優(yōu)勢，在通信市場也有發(fā)展前景。

? 在科學(xué)研究上，可利用“北斗”進行電離層和中性大氣反演以及氣象學(xué)研究，衛(wèi)星跟蹤地球重力場和大氣探測，以及航天器或地球衛(wèi)星精密定軌、導(dǎo)航與對接等科學(xué)目的，為科學(xué)發(fā)展服務(wù)。

目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)快速發(fā)展時期，各國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的競爭是不爭的事實，GPS在國際國內(nèi)市場上仍占有絕對的份額。不過隨著我國自主研制的“北斗”逐漸完善，其應(yīng)用市場已初步顯現(xiàn)。迄今為止，“北斗”已為用戶提供定位服務(wù)超過億次，短報文通信服務(wù)超過千萬條，在森林防火、水利防汛、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域產(chǎn)生了顯著的社會效益?；凇氨倍贰毖兄频暮邶埥笈d安嶺森林防火信息系統(tǒng)、瀾滄江上湄公河船舶調(diào)度管理系統(tǒng)和鄭州鐵路局鐵路機車到站報點系統(tǒng)等應(yīng)用示范工程，已取得了明顯的經(jīng)濟和社會效益。

“北斗”應(yīng)用于森林防火救火

盡管“北斗”的應(yīng)用市場已取得初步成效，但與國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)應(yīng)用才剛剛起步，到2010年底，注冊終端用戶的數(shù)量只達(dá)到系統(tǒng)容量的1%，衛(wèi)星資源遠(yuǎn)未得到充分利用?！氨倍贰睂?dǎo)航系統(tǒng)的市場推廣應(yīng)用還面臨諸多問題：

? 尚無健全的衛(wèi)星導(dǎo)航政策。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)工程，必須通過一些相關(guān)的衛(wèi)星導(dǎo)航政策指導(dǎo)規(guī)范其健康發(fā)展。

? “北斗”目前還處于建設(shè)時期，自身的發(fā)展還面臨許多技術(shù)難題，系統(tǒng)在精度、可靠性、完好性上還存在一些不足，這對市場的推廣應(yīng)用產(chǎn)生較大的影響。

? 關(guān)鍵技術(shù)還有待突破，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品不足，需要避免市場應(yīng)用受制于人。

? “北斗”與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容性與互操作性有待進一步提高，保證與其他系統(tǒng)的頻率資源、時間系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)等兼容和互操作。

? 相關(guān)基礎(chǔ)服務(wù)機構(gòu)缺乏，不能滿足用戶需求。目前，我國還沒有完善的“北斗”對外數(shù)據(jù)服務(wù)中心，因而不能全面地為用戶提供各種形式的服務(wù)。

? “北斗”的宣傳力度不夠，社會影響力較小，不利于應(yīng)用市場的推廣。

3 “北斗”的應(yīng)用建議

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是關(guān)系到國計民生的一項事業(yè)，它在軍事、科研、經(jīng)濟和日常生活中發(fā)揮著越來越重大的作用。面對目前衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域出現(xiàn)多個導(dǎo)航系統(tǒng)競爭的局面，處在探索發(fā)展階段的“北斗”還存在許多不足。為了我國導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，必須全面開發(fā)“北斗”應(yīng)用市場，形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品制造、系統(tǒng)集成和運營服務(wù)方面加大投入。具體可以從以下幾個方面考慮。

“北斗”應(yīng)用于授時

1）根據(jù)我國國情開拓有中國特色的“北斗”應(yīng)用管理模式。我國應(yīng)采取政府調(diào)控，集中統(tǒng)一管理、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一部署的方法，成立相應(yīng)的“北斗”應(yīng)用服務(wù)機構(gòu)，負(fù)責(zé)制定我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，發(fā)布相關(guān)的導(dǎo)航政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提供用戶必備的數(shù)據(jù)處理服務(wù)，提升“北斗”在國內(nèi)外市場的競爭力，使其盡早盡快地產(chǎn)生社會和經(jīng)濟效益。

“北斗”應(yīng)用于農(nóng)田墑情

2）在拓展“北斗”應(yīng)用市場時，為了保持市場的競爭優(yōu)勢，不斷建立完善的“北斗”工作性能是最基本的要求，也是開拓市場的前提條件，只有系統(tǒng)自身建設(shè)好了，其社會應(yīng)用才能順利開展。全球各大導(dǎo)航系統(tǒng)都在不斷升級換代，目的就是要提高系統(tǒng)的可靠性和高效性，滿足現(xiàn)實社會的需求，發(fā)展更廣闊的市場空間。為了保證提供給用戶一個滿意的服務(wù)，應(yīng)加大“北斗”的建設(shè)力度，充分吸收先進技術(shù)，及時系統(tǒng)升級，擁有一套富有特色、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新體制、新方案，實現(xiàn)與世界其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同等甚至更優(yōu)的可用性、連續(xù)性和完好性的系統(tǒng)指標(biāo)。

3）實現(xiàn)“北斗”與其他導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容和互操作，這是實現(xiàn)其應(yīng)用大眾化、市場全球化目標(biāo)的必由之路。GPS系統(tǒng)目前占有大部分的導(dǎo)航市場，大多數(shù)導(dǎo)航終端設(shè)備和科學(xué)研究都是基于GPS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開工作的，因而，“北斗”作為后續(xù)發(fā)展的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為了推廣其應(yīng)用市場，必須考慮到已有導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，保證與其他系統(tǒng)的頻率資源、時間系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)等兼容和互操作，進而有利于“北斗”的推廣和普及。

4）建立“北斗”相關(guān)基礎(chǔ)服務(wù)機構(gòu)，負(fù)責(zé)為用戶提供精密星歷、精密鐘差等產(chǎn)品，維持基于“北斗”的時空基準(zhǔn)體系等，以滿足社會的實際需求。

5）“北斗”建設(shè)過程中注重培養(yǎng)專業(yè)人才，鼓勵國內(nèi)企業(yè)、科研機構(gòu)和大專院校發(fā)揮各自資源優(yōu)勢，技術(shù)上多開展交流，避免研究的重復(fù)浪費，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，產(chǎn)學(xué)研一體化，掌握核心技術(shù)，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

6）導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用市場大，前景廣闊，涉及到國民生產(chǎn)、生活的方方面面，面對目前各大導(dǎo)航系統(tǒng)在國際市場的競爭形勢，需結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行深入的市場調(diào)研，系統(tǒng)了解“北斗”在國內(nèi)外的推廣應(yīng)用情況，開展調(diào)查研究和跟蹤分析，如調(diào)研用戶對產(chǎn)品的使用性能的意見，產(chǎn)品在各種環(huán)境下運行的穩(wěn)定性，產(chǎn)品的抗干擾性，以及產(chǎn)品能否滿足市場用戶的要求。對產(chǎn)業(yè)進行整體調(diào)查、全面摸底、詳細(xì)分析、深入研究和發(fā)展預(yù)測，分析導(dǎo)航系統(tǒng)的市場走向和衍生的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，不斷開拓“北斗”的應(yīng)用新領(lǐng)域，挖掘新的經(jīng)濟增長點。

準(zhǔn)備合上整流罩的“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星

7）在推廣應(yīng)用過程中，注重加強“北斗”及其產(chǎn)品的宣傳推廣，提高其知名度，通過新聞媒體、各種研討會和利用國家實施的“北斗”應(yīng)用典型示范工程等形式介紹系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用情況和所取得的成就，逐步讓用戶認(rèn)識“北斗”，認(rèn)可“北斗”，建立用戶對“北斗”的信心。

8）推進導(dǎo)航系統(tǒng)的國際間合作，組織舉辦參加國際性的導(dǎo)航系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議和研討會，在國際舞臺上參與導(dǎo)航系統(tǒng)學(xué)術(shù)交流，學(xué)習(xí)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的先進技術(shù)，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，為我國導(dǎo)航系統(tǒng)的進一步發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)和提供實踐經(jīng)驗。

總之，既要借鑒國外導(dǎo)航系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，又要以不斷創(chuàng)新的理念發(fā)展和完善中國特色的“北斗”，確保其產(chǎn)業(yè)技術(shù)支撐體系、產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進體系、產(chǎn)業(yè)條件保障體系三大體系健康協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)語

“北斗”是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施之一，是實現(xiàn)社會信息化的重要工具，也是國家科技水平和經(jīng)濟實力的象征，該系統(tǒng)的建立確立了我國在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的國際地位。為了更好的發(fā)展和利用“北斗”，有力保障經(jīng)濟社會建設(shè)發(fā)展，我國應(yīng)加大力度，培育“北斗”產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用市場，深入開發(fā)“北斗”的市場空間。在“北斗”的民用發(fā)展實施過程中，充分利用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)和其他國外導(dǎo)航系統(tǒng)市場應(yīng)用的經(jīng)驗，立足國情，實行積極開放的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用政策，加大核心技術(shù)研發(fā)，形成和完善產(chǎn)業(yè)鏈，促進“北斗”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模化，開辟更廣闊的市場空間。