北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用創(chuàng)新研究

文/張宏洲

(作者系上海市青浦區(qū)科委主任)

衛(wèi)星導航系統(tǒng)是信息時代國家經濟建設的重要支柱，是直接關系到國家安全和經濟發(fā)展的核心技術與支撐系統(tǒng)，是全球競爭和大國利益的焦點之一。我國自行研制的“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)”（簡稱“北斗系統(tǒng)”）（英文名：Bei-Dou Navigation Satellite System,縮寫為BDS）從2003年4月正式運營、全面對民用用戶開放，已在測繪、電信、水利、交通運輸、勘探和國家安全等諸多領域逐步發(fā)揮重要作用。

北斗系統(tǒng)作為一種新的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，有明顯的技術優(yōu)勢和廣闊的應用前景，但也存在諸多制約因素。目前，北斗系統(tǒng)的應用水平與國外衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（尤其是GPS系統(tǒng)）相比，還十分有限；尤其在民用方面，還遠未達到產業(yè)化、市場化的水平。隨著信息化水平的提升，我國衛(wèi)星導航產業(yè)發(fā)展面臨著巨大的市場需求和發(fā)展機遇。政府有關部門需采取有力措施，加快推進北斗系統(tǒng)應用，使北斗系統(tǒng)更好地為我國的國防和經濟建設服務，改變國外的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)獨占我國衛(wèi)星導航應用市場的局面。

北斗系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

2003年，北斗一號衛(wèi)星導航系統(tǒng)對民用領域開放，打破了美國、俄羅斯在衛(wèi)星導航領域的壟斷地位，使我國成為世界上第三個擁有獨立自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。北斗系統(tǒng)在我國國防建設和經濟社會發(fā)展中發(fā)揮了積極的作用。在森林防火、水利防汛、交通運輸?shù)让裼?、軍用領域產生了顯著的社會效益。我國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度管理系統(tǒng)和鄭州鐵路局鐵路機車到站報點系統(tǒng)等北斗系統(tǒng)應用示范工程，取得了明顯的經濟效益。但與美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）相比，北斗的應用還相當有限。主要表現(xiàn)在：

（1）北斗系統(tǒng)應用不充分。北斗系統(tǒng)注冊在線的終端用戶不足設計容量的百分之一，衛(wèi)星資源閑置嚴重。該系統(tǒng)的“快速定位、雙向報文通信和精密授時”功能，特別是雙向報文通信功能未得到充分應用，該系統(tǒng)在許多民用領域中的用途還未被認知。中國工程院戚發(fā)韌院士經過對北斗系統(tǒng)進行詳實的調研后提出：中國研制成功的第一個擁有自主知識產權的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，目前在民用領域資源利用并不充分，幾近閑置。北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)目前在民用領域應用不充分的現(xiàn)狀，與該系統(tǒng)作為世界上第三個投入實際應用的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的地位很不相稱。

（2）北斗系統(tǒng)應用未形成產業(yè)化、規(guī)?；?。近些年來中國的衛(wèi)星導航產業(yè)發(fā)展十分迅速，市場規(guī)模不斷擴大，1998年后我國衛(wèi)星導航定位市場以每年50%的速度遞增。據(jù)估計，到2020年導航應用產業(yè)的經濟效益可達2600億元，總收益甚至可達4200億元。但北斗衛(wèi)星導航產業(yè)還處于發(fā)展的初期，整體規(guī)模不大。

北斗系統(tǒng)應用問題分析

當前，影響、制約北斗系統(tǒng)在民用領域獲得廣泛應用的原因主要有：

（1）用戶終端設備價格偏高。北斗系統(tǒng)目前的有源定位技術體制決定了其用戶終端設備需能收能發(fā)，在技術應用上有通信功能，應用優(yōu)勢明顯，但這也使用戶終端制造成本增加，加上終端設備用戶少等，使生產成本居高不下，在市場上無法與GPS 系統(tǒng)形成競爭。

（2）行業(yè)應用開拓力度、支持力度不夠。北斗系統(tǒng)的應用推廣缺乏國家政策的有力支持。作為一個新興的產業(yè)，北斗系統(tǒng)要發(fā)展壯大，離不開國家政策的大力支持。在北斗系統(tǒng)投入運營的前幾年，我國缺少對衛(wèi)星導航定位產業(yè)的國家級政策以及相應的管理辦法和運營措施，從而影響了企業(yè)和科研部門對北斗導航系統(tǒng)應用的投入，用戶終端設備研制開發(fā)滯后，直接導致了用戶終端產品品種少、水平低、價格貴。此外，政策缺位導致北斗系統(tǒng)應用推動乏力，應用推廣和宣傳力度不夠。

（3）民用市場的無序競爭，影響北斗系統(tǒng)應用市場健康發(fā)展。由于國家沒有北斗系統(tǒng)民用開發(fā)規(guī)劃和應用市場準入機制，市場完全是無序的自由競爭。

推動北斗系統(tǒng)應用創(chuàng)新的對策建議

當前，我國衛(wèi)星導航產業(yè)處于關鍵的發(fā)展轉折時期和最佳成長期。2012年底北斗系統(tǒng)完成建設，開始正式提供區(qū)域服務，并實現(xiàn)GNSS的兼容互操作可交換功能。衛(wèi)星導航與無線通信進入一體化融合發(fā)展，形成集定位、無線通信和互聯(lián)網于一體的應用。人們對導航與位置服務的認知度和依賴程度迅速提高，終端和運營服務相結合的產業(yè)模式逐漸形成，并將逐漸地改變人們現(xiàn)在的生活方式。因此必將迎來導航產業(yè)高速度、規(guī)?；陌l(fā)展，以及北斗位置服務業(yè)爆發(fā)性增長。為了加快北斗產業(yè)發(fā)展，迫切需要政府加大對北斗系統(tǒng)的政策扶持和應用示范，以推動北斗導航產業(yè)健康快速發(fā)展。

上海作為全國的經濟中心，其衛(wèi)星定位導航應用產業(yè)在國內起步較早，有較好的產業(yè)化基礎，已初步形成了基于北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星導航應用產業(yè)鏈。目前，上海正在積極推進衛(wèi)星導航應用產業(yè)項目，建設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用產業(yè)示范基地，實施北斗綜合應用示范工程。

本文結合上海實際，提出推動北斗系統(tǒng)應用創(chuàng)新的對策與建議：

（1）政策支持引導，營造良好的北斗應用產業(yè)化環(huán)境。

國家政策引導是產業(yè)發(fā)展的關鍵。美國政府曾兩次以總統(tǒng)令的形式，頒布國家關于GPS應用的政策，大力鼓勵GPS的民用、商用和科學應用，對GPS的推廣應用產生了深遠的影響。我國已將物聯(lián)網、地球空間信息產業(yè)（3S）等新一代信息技術作為七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一列入國家“十二五”規(guī)劃中，重點支持鼓勵衛(wèi)星導航產品的開發(fā)。還需進一步制定完善北斗系統(tǒng)的定位導航和授時政策、產業(yè)化政策等，明確扶持政策，設立專項資金，引導和扶持我國北斗系統(tǒng)應用和產業(yè)化。

（2）搭建服務平臺，為北斗應用示范提供專業(yè)服務。

為實現(xiàn)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在民用領域的產業(yè)化，需要進一步加強北斗主系統(tǒng)和配套系統(tǒng)的建設力度，加快芯片、用戶終端、導航電子地圖等關鍵組件的開發(fā)和技術創(chuàng)新。企業(yè)和科研單位開展北斗系統(tǒng)技術創(chuàng)新，離不開政府搭建的技術研發(fā)平臺、融資平臺等專業(yè)化平臺，為相關單位開展技術創(chuàng)新、應用示范提供專業(yè)服務。同時，在一些關鍵領域，還需要政府組織進行重大技術攻關。

（3）實施應用典型示范工程，以應用示范帶動產業(yè)發(fā)展。

政府有關部門應選擇若干有北斗導航系統(tǒng)應用需求，又有信息化基礎的，且與人民群眾生產生活密切相關的行業(yè)，如城市運行、社會管理、公共服務等領域，啟動和實施典型示范工程，投入一定的資金支持北斗導航系統(tǒng)應用示范，既可為城市管理、人民生活帶來便利和對北斗系統(tǒng)的直觀認知，也可為推動北斗導航系統(tǒng)的廣泛應用產生良好的經濟和社會效益，為北斗系統(tǒng)的大范圍應用和產業(yè)化發(fā)展奠定基礎。

上海正在推進長三角北斗應用區(qū)域示范——上海智慧城市北斗綜合應用示范工程，主要包括應用公共基礎與應用服務兩個層面的建設任務。構建多源位置信息網絡，是加強應用公共基礎能力建設、推進北斗綜合應用的基礎。在此基礎上，結合上海城市建設和管理需求，建立重點車輛監(jiān)管服務系統(tǒng)，建立涵蓋?；愤\輸車、醫(yī)療廢棄物運輸車、集裝箱物流等的北斗衛(wèi)星定位服務管理系統(tǒng)，提升城市運輸安全、公共交通信息準確化服務等能力；建立大眾位置服務應用系統(tǒng)，針對城市大眾位置服務應用需求，建立個人乘用車、大眾商業(yè)消費、特定人群等的北斗位置服務應用系統(tǒng)，提高城市大眾生活的服務水平，促進現(xiàn)代創(chuàng)新服務業(yè)的發(fā)展；建立北斗高精度定位服務系統(tǒng)與行業(yè)應用，依托工程中兼容北斗的多模GNSS地面增強網絡建設，研制生產分米級、厘米級和毫米級兼容北斗的測量終端設備，在工程測繪、土地監(jiān)察和災害監(jiān)測等專業(yè)應用領域推廣應用；同時，推動中國北斗導航位置服務技術創(chuàng)新基地建設，建設北斗導航與位置服務重點實驗室、北斗大眾產品（模塊）檢測認證中心、產業(yè)技術創(chuàng)新基地建設，形成北斗產業(yè)發(fā)展集聚區(qū)，支撐示范工程建設。