北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新研究

文/張宏洲

(作者系上海市青浦區(qū)科委主任)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是信息時(shí)代國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱，是直接關(guān)系到國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心技術(shù)與支撐系統(tǒng)，是全球競(jìng)爭(zhēng)和大國(guó)利益的焦點(diǎn)之一。我國(guó)自行研制的“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱“北斗系統(tǒng)”）（英文名：Bei-Dou Navigation Satellite System,縮寫為BDS）從2003年4月正式運(yùn)營(yíng)、全面對(duì)民用用戶開(kāi)放，已在測(cè)繪、電信、水利、交通運(yùn)輸、勘探和國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域逐步發(fā)揮重要作用。

北斗系統(tǒng)作為一種新的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景，但也存在諸多制約因素。目前，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用水平與國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（尤其是GPS系統(tǒng)）相比，還十分有限；尤其在民用方面，還遠(yuǎn)未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化的水平。隨著信息化水平的提升，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著巨大的市場(chǎng)需求和發(fā)展機(jī)遇。政府有關(guān)部門需采取有力措施，加快推進(jìn)北斗系統(tǒng)應(yīng)用，使北斗系統(tǒng)更好地為我國(guó)的國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，改變國(guó)外的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)獨(dú)占我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)的局面。

北斗系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

2003年，北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)民用領(lǐng)域開(kāi)放，打破了美國(guó)、俄羅斯在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的壟斷地位，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有獨(dú)立自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。北斗系統(tǒng)在我國(guó)國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了積極的作用。在森林防火、水利防汛、交通運(yùn)輸?shù)让裼?、軍用領(lǐng)域產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益。我國(guó)研制的黑龍江大興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(jī)車到站報(bào)點(diǎn)系統(tǒng)等北斗系統(tǒng)應(yīng)用示范工程，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但與美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）相比，北斗的應(yīng)用還相當(dāng)有限。主要表現(xiàn)在：

（1）北斗系統(tǒng)應(yīng)用不充分。北斗系統(tǒng)注冊(cè)在線的終端用戶不足設(shè)計(jì)容量的百分之一，衛(wèi)星資源閑置嚴(yán)重。該系統(tǒng)的“快速定位、雙向報(bào)文通信和精密授時(shí)”功能，特別是雙向報(bào)文通信功能未得到充分應(yīng)用，該系統(tǒng)在許多民用領(lǐng)域中的用途還未被認(rèn)知。中國(guó)工程院戚發(fā)韌院士經(jīng)過(guò)對(duì)北斗系統(tǒng)進(jìn)行詳實(shí)的調(diào)研后提出：中國(guó)研制成功的第一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，目前在民用領(lǐng)域資源利用并不充分，幾近閑置。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)目前在民用領(lǐng)域應(yīng)用不充分的現(xiàn)狀，與該系統(tǒng)作為世界上第三個(gè)投入實(shí)際應(yīng)用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的地位很不相稱。

（2）北斗系統(tǒng)應(yīng)用未形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?。近些年來(lái)中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，1998年后我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位市場(chǎng)以每年50%的速度遞增。據(jù)估計(jì)，到2020年導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)2600億元，總收益甚至可達(dá)4200億元。但北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初期，整體規(guī)模不大。

北斗系統(tǒng)應(yīng)用問(wèn)題分析

當(dāng)前，影響、制約北斗系統(tǒng)在民用領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用的原因主要有：

（1）用戶終端設(shè)備價(jià)格偏高。北斗系統(tǒng)目前的有源定位技術(shù)體制決定了其用戶終端設(shè)備需能收能發(fā)，在技術(shù)應(yīng)用上有通信功能，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，但這也使用戶終端制造成本增加，加上終端設(shè)備用戶少等，使生產(chǎn)成本居高不下，在市場(chǎng)上無(wú)法與GPS 系統(tǒng)形成競(jìng)爭(zhēng)。

（2）行業(yè)應(yīng)用開(kāi)拓力度、支持力度不夠。北斗系統(tǒng)的應(yīng)用推廣缺乏國(guó)家政策的有力支持。作為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，北斗系統(tǒng)要發(fā)展壯大，離不開(kāi)國(guó)家政策的大力支持。在北斗系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)的前幾年，我國(guó)缺少對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)的國(guó)家級(jí)政策以及相應(yīng)的管理辦法和運(yùn)營(yíng)措施，從而影響了企業(yè)和科研部門對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的投入，用戶終端設(shè)備研制開(kāi)發(fā)滯后，直接導(dǎo)致了用戶終端產(chǎn)品品種少、水平低、價(jià)格貴。此外，政策缺位導(dǎo)致北斗系統(tǒng)應(yīng)用推動(dòng)乏力，應(yīng)用推廣和宣傳力度不夠。

（3）民用市場(chǎng)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，影響北斗系統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)健康發(fā)展。由于國(guó)家沒(méi)有北斗系統(tǒng)民用開(kāi)發(fā)規(guī)劃和應(yīng)用市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制，市場(chǎng)完全是無(wú)序的自由競(jìng)爭(zhēng)。

推動(dòng)北斗系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新的對(duì)策建議

當(dāng)前，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)處于關(guān)鍵的發(fā)展轉(zhuǎn)折時(shí)期和最佳成長(zhǎng)期。2012年底北斗系統(tǒng)完成建設(shè)，開(kāi)始正式提供區(qū)域服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)GNSS的兼容互操作可交換功能。衛(wèi)星導(dǎo)航與無(wú)線通信進(jìn)入一體化融合發(fā)展，形成集定位、無(wú)線通信和互聯(lián)網(wǎng)于一體的應(yīng)用。人們對(duì)導(dǎo)航與位置服務(wù)的認(rèn)知度和依賴程度迅速提高，終端和運(yùn)營(yíng)服務(wù)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)模式逐漸形成，并將逐漸地改變?nèi)藗儸F(xiàn)在的生活方式。因此必將迎來(lái)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)高速度、規(guī)模化的發(fā)展，以及北斗位置服務(wù)業(yè)爆發(fā)性增長(zhǎng)。為了加快北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展，迫切需要政府加大對(duì)北斗系統(tǒng)的政策扶持和應(yīng)用示范，以推動(dòng)北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

上海作為全國(guó)的經(jīng)濟(jì)中心，其衛(wèi)星定位導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)起步較早，有較好的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，已初步形成了基于北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。目前，上海正在積極推進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)示范基地，實(shí)施北斗綜合應(yīng)用示范工程。

本文結(jié)合上海實(shí)際，提出推動(dòng)北斗系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新的對(duì)策與建議：

（1）政策支持引導(dǎo)，營(yíng)造良好的北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化環(huán)境。

國(guó)家政策引導(dǎo)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。美國(guó)政府曾兩次以總統(tǒng)令的形式，頒布國(guó)家關(guān)于GPS應(yīng)用的政策，大力鼓勵(lì)GPS的民用、商用和科學(xué)應(yīng)用，對(duì)GPS的推廣應(yīng)用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。我國(guó)已將物聯(lián)網(wǎng)、地球空間信息產(chǎn)業(yè)（3S）等新一代信息技術(shù)作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一列入國(guó)家“十二五”規(guī)劃中，重點(diǎn)支持鼓勵(lì)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。還需進(jìn)一步制定完善北斗系統(tǒng)的定位導(dǎo)航和授時(shí)政策、產(chǎn)業(yè)化政策等，明確扶持政策，設(shè)立專項(xiàng)資金，引導(dǎo)和扶持我國(guó)北斗系統(tǒng)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。

（2）搭建服務(wù)平臺(tái)，為北斗應(yīng)用示范提供專業(yè)服務(wù)。

為實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在民用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化，需要進(jìn)一步加強(qiáng)北斗主系統(tǒng)和配套系統(tǒng)的建設(shè)力度，加快芯片、用戶終端、導(dǎo)航電子地圖等關(guān)鍵組件的開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。企業(yè)和科研單位開(kāi)展北斗系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新，離不開(kāi)政府搭建的技術(shù)研發(fā)平臺(tái)、融資平臺(tái)等專業(yè)化平臺(tái)，為相關(guān)單位開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用示范提供專業(yè)服務(wù)。同時(shí)，在一些關(guān)鍵領(lǐng)域，還需要政府組織進(jìn)行重大技術(shù)攻關(guān)。

（3）實(shí)施應(yīng)用典型示范工程，以應(yīng)用示范帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

政府有關(guān)部門應(yīng)選擇若干有北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用需求，又有信息化基礎(chǔ)的，且與人民群眾生產(chǎn)生活密切相關(guān)的行業(yè)，如城市運(yùn)行、社會(huì)管理、公共服務(wù)等領(lǐng)域，啟動(dòng)和實(shí)施典型示范工程，投入一定的資金支持北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用示范，既可為城市管理、人民生活帶來(lái)便利和對(duì)北斗系統(tǒng)的直觀認(rèn)知，也可為推動(dòng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為北斗系統(tǒng)的大范圍應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

上海正在推進(jìn)長(zhǎng)三角北斗應(yīng)用區(qū)域示范——上海智慧城市北斗綜合應(yīng)用示范工程，主要包括應(yīng)用公共基礎(chǔ)與應(yīng)用服務(wù)兩個(gè)層面的建設(shè)任務(wù)。構(gòu)建多源位置信息網(wǎng)絡(luò)，是加強(qiáng)應(yīng)用公共基礎(chǔ)能力建設(shè)、推進(jìn)北斗綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合上海城市建設(shè)和管理需求，建立重點(diǎn)車輛監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)，建立涵蓋?；愤\(yùn)輸車、醫(yī)療廢棄物運(yùn)輸車、集裝箱物流等的北斗衛(wèi)星定位服務(wù)管理系統(tǒng)，提升城市運(yùn)輸安全、公共交通信息準(zhǔn)確化服務(wù)等能力；建立大眾位置服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，針對(duì)城市大眾位置服務(wù)應(yīng)用需求，建立個(gè)人乘用車、大眾商業(yè)消費(fèi)、特定人群等的北斗位置服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，提高城市大眾生活的服務(wù)水平，促進(jìn)現(xiàn)代創(chuàng)新服務(wù)業(yè)的發(fā)展；建立北斗高精度定位服務(wù)系統(tǒng)與行業(yè)應(yīng)用，依托工程中兼容北斗的多模GNSS地面增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，研制生產(chǎn)分米級(jí)、厘米級(jí)和毫米級(jí)兼容北斗的測(cè)量終端設(shè)備，在工程測(cè)繪、土地監(jiān)察和災(zāi)害監(jiān)測(cè)等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域推廣應(yīng)用；同時(shí)，推動(dòng)中國(guó)北斗導(dǎo)航位置服務(wù)技術(shù)創(chuàng)新基地建設(shè)，建設(shè)北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北斗大眾產(chǎn)品（模塊）檢測(cè)認(rèn)證中心、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基地建設(shè)，形成北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)，支撐示范工程建設(shè)。