北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展

●　文 |中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室　　冉承其

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展

●文 |中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室冉承其

一、發(fā)展規(guī)劃

1.發(fā)展目標(biāo)

北斗系統(tǒng)致力于為全球用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。北斗系統(tǒng)致力于滿足國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對定位、導(dǎo)航、授時(shí)的需求，促進(jìn)國家信息化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，提升經(jīng)濟(jì)和社會效益。北斗系統(tǒng)致力于與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共同合作，服務(wù)全球、造福人類。

2.基本原則

開放、自主、兼容、漸進(jìn)。

3.發(fā)展步驟

按照“三步走”的發(fā)展路線，“先區(qū)域、后全球，先有源、后無源”的發(fā)展思路分步實(shí)施，形成面向全球、突出區(qū)域、富有特色的北斗系統(tǒng)發(fā)展道路。

4.系統(tǒng)組成

北斗系統(tǒng)由空間段、地面控制段、用戶段組成，提供授權(quán)、公開、廣域差分和短報(bào)文四類服務(wù)，定位精度優(yōu)于10m，授時(shí)精度優(yōu)于20ns，測速精度0.2m/s。

5.基本政策

北斗系統(tǒng)提供免費(fèi)開放服務(wù)。持續(xù)進(jìn)行北斗系統(tǒng)維護(hù)和完善，不斷提升服務(wù)性能，為用戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)。按計(jì)劃發(fā)布公開服務(wù)規(guī)范，發(fā)揮政府和市場作用，推動北斗/GNSS應(yīng)用的創(chuàng)新、普及與國際化，打造國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。秉承發(fā)展、合作、共贏的理念，實(shí)現(xiàn)北斗與其他GNSS系統(tǒng)的兼容共用，充分發(fā)揮系統(tǒng)效能，提升用戶效益。

二、最新進(jìn)展

1.系統(tǒng)建設(shè)

（1）系統(tǒng)性能穩(wěn)中有升

北斗系統(tǒng)提供區(qū)域服務(wù)以來，系統(tǒng)運(yùn)行保持連續(xù)穩(wěn)定，性能指標(biāo)穩(wěn)中有升，滿足10m指標(biāo)要求，部分地區(qū)性能優(yōu)于承諾指標(biāo)。增加2顆傾斜地球同步軌道（IGSO）衛(wèi)星后，北斗系統(tǒng)服務(wù)區(qū)內(nèi)（55°S～55°N，70°E ～150°E），平均空間位置精度因子（PDOP）（95%）由3.07減少到2.84，平均最小衛(wèi)星可見數(shù)由7.0增加到8.3，進(jìn)一步提高了北斗系統(tǒng)的可靠性和服務(wù)性能。

（2）“五星”護(hù)航北斗系統(tǒng)走向全球

截至2016年5月底，已成功組網(wǎng)發(fā)射了5顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，新型導(dǎo)航信號體制、星間鏈路、高精度衛(wèi)星鐘等關(guān)鍵體制和技術(shù)得到驗(yàn)證，系統(tǒng)間技術(shù)狀態(tài)協(xié)調(diào)匹配，將適時(shí)入網(wǎng)提供服務(wù)，進(jìn)一步增強(qiáng)北斗系統(tǒng)星座穩(wěn)健性，提升系統(tǒng)服務(wù)能力，為系統(tǒng)服務(wù)向全球拓展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）星基/地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)穩(wěn)扎穩(wěn)打

加速推進(jìn)北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)，打造北斗高精度位置服務(wù)平臺和特色應(yīng)用服務(wù)，現(xiàn)已建成覆蓋全國的北斗地基增強(qiáng)框架基準(zhǔn)站網(wǎng)，初步完成基本系統(tǒng)研制建設(shè)，正在進(jìn)行廣域?qū)崟r(shí)米級和分米級，以及北京地區(qū)厘米級、后處理毫米級定位精度試驗(yàn)。后續(xù)該系統(tǒng)正式投入使用后，將為中國境內(nèi)用戶提供米級、分米級實(shí)時(shí)定位服務(wù)，部分地區(qū)精度可達(dá)厘米級，基于北斗高精度服務(wù)的車道級車輛導(dǎo)航等特色服務(wù)將成為現(xiàn)實(shí)。

北斗系統(tǒng)將按照國際民航標(biāo)準(zhǔn)，開展北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)（BDSBAS）設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與建設(shè)，為我國及周邊地區(qū)民航等用戶提供一類精密進(jìn)近服務(wù)。目前，北斗系統(tǒng)正在積極參與下一代雙頻多星座（DFMC）SBAS標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和國際協(xié)調(diào)工作。

（4）國家綜合PNT體系構(gòu)建開篇布局

為了彌補(bǔ)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在室內(nèi)、水下、深空等領(lǐng)域存在的服務(wù)盲區(qū)，滿足我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，國家在夯實(shí)北斗系統(tǒng)基石的同時(shí)，正在深化國家綜合定位、導(dǎo)航、授時(shí)（PNT）體系論證，開展相關(guān)技術(shù)研究。

☆　國家綜合PNT體系示意圖

2.應(yīng)用推廣

（1）基礎(chǔ)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)躍升升級

2015年，北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了自主可控，質(zhì)、量齊升，北斗芯片跨入40nm新時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)產(chǎn)品向高端產(chǎn)業(yè)的躍升升級。

截至2016年4月，BDS/GNSS導(dǎo)航型基帶、射頻芯片/模塊銷量突破2400萬片，測量型高精度板卡銷量近12萬套，導(dǎo)航天線400萬套，高精度天線銷量超過50萬只，應(yīng)用于移動通信芯片的國產(chǎn)自主衛(wèi)星導(dǎo)航IP核數(shù)量近1800萬。

（2）行業(yè)/區(qū)域示范應(yīng)用穩(wěn)步推進(jìn)

在關(guān)系國計(jì)民生、國家安全的重點(diǎn)領(lǐng)域，開展北斗行業(yè)/區(qū)域示范應(yīng)用。

目前，已完成交通公路運(yùn)輸行業(yè)示范和長三角區(qū)域示范，在長途客車、旅游包車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車等行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域累計(jì)推廣安裝300余萬套北斗兼容終端；開展了重點(diǎn)車輛監(jiān)管服務(wù)、大眾位置服務(wù)和北斗高精度定位服務(wù)等智慧城市北斗應(yīng)用示范，完成8萬臺套北斗終端部署。

海上運(yùn)輸、氣象、漁業(yè)、公共安全、民政減災(zāi)救災(zāi)、林業(yè)等11個(gè)行業(yè)示范，以及珠三角、京、陜、湘、貴、鄂、蘇等17個(gè)區(qū)域示范正在全力實(shí)施。

（3）大眾應(yīng)用蓬勃發(fā)展

隨著穿戴設(shè)備、智能制造以及其它各種智能硬件的興起，通過與新興技術(shù)融合，“北斗+”概念逐步清晰、物化，涌現(xiàn)出了北斗時(shí)空表、北斗魔盒、北斗約車、北斗放牛、“北斗菜”、“貨車幫”等產(chǎn)業(yè)新生態(tài)，推動了供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，讓應(yīng)用從傳統(tǒng)走向更智能。

華為等國產(chǎn)手機(jī)也采用了北斗IP核。隨著芯片小型化、低功耗、低成本、射頻基帶一體化等技術(shù)的發(fā)展，以及衛(wèi)星導(dǎo)航IP核與移動通信等領(lǐng)域的廣泛集成，北斗將全面走向大眾應(yīng)用，服務(wù)大眾生活。

（4）產(chǎn)業(yè)發(fā)展欣欣向榮

國家高度重視并積極推動衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后發(fā)布了《國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》和《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃》，從國家層面對衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展進(jìn)行了總體部署。同時(shí)，正式發(fā)布了《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系（1.0版）》及17項(xiàng)北斗標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)推進(jìn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。《北斗導(dǎo)航條例》已列入《國務(wù)院2016年立法工作計(jì)劃》，將成為我國首部衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的行政法規(guī)，保護(hù)北斗系統(tǒng)提供可靠服務(wù)，提高北斗系統(tǒng)法制化管理水平。

目前，我國已形成包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、運(yùn)行服務(wù)等較為完整的北斗產(chǎn)業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)值已達(dá)1900億元，其中北斗系統(tǒng)貢獻(xiàn)率約30%。

3.國際合作

（1）深度開展雙邊合作

持續(xù)與各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)商開展兼容與互操作協(xié)調(diào)，共同為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

中俄合作：在中俄總理定期會晤框架下成立中俄衛(wèi)星導(dǎo)航重大戰(zhàn)略合作項(xiàng)目委員會，簽署中俄衛(wèi)星導(dǎo)航合作諒解備忘錄，成立工作組，完成中俄互建站考察，發(fā)布兼容與互操作及導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用合作聯(lián)合聲明，提出了首批七個(gè)合作項(xiàng)目。

中美合作：建立北斗與GPS系統(tǒng)間合作機(jī)制，進(jìn)行兩次會談，發(fā)布聯(lián)合聲明；開展兼容與互操作、增強(qiáng)系統(tǒng)及民航應(yīng)用、民用服務(wù)與監(jiān)測評估等領(lǐng)域合作。

中歐合作：初步完成北斗與伽利略系統(tǒng)導(dǎo)航頻段的頻率協(xié)調(diào)，協(xié)商建立兩系統(tǒng)兼容與互操作等領(lǐng)域交流合作機(jī)制。

（2）廣泛參與國際衛(wèi)星導(dǎo)航組織活動

積極承擔(dān)國際責(zé)任，推動衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用。積極參加ICG第十屆大會、ITU等聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)活動，承辦SBAS IWG第30次會議。首次參加美國天基PNT咨詢委員會會議及國際民航組織高級會議，開展技術(shù)交流與合作。鼓勵國際學(xué)術(shù)交流，舉辦中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會，持續(xù)參與衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域其他國際學(xué)術(shù)會議，持續(xù)面向全球特別是發(fā)展中國家開展衛(wèi)星導(dǎo)航國際教育培訓(xùn)。

（3）大力推進(jìn)應(yīng)用合作

大力推進(jìn)北斗系統(tǒng)國際推廣，并將北斗應(yīng)用納入“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃，與巴基斯坦、泰國、阿聯(lián)酋以及東盟、阿盟等國家和地區(qū)組織開展應(yīng)用合作，與沙特和阿盟分別簽署了衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作諒解備忘錄，面向海外舉行“北斗行”推廣活動，開展北斗/GNSS應(yīng)用演示體驗(yàn)，讓更多國家和人民感受北斗系統(tǒng)的特色和優(yōu)勢。

（4）積極融入國際標(biāo)準(zhǔn)

積極推動北斗系統(tǒng)進(jìn)入國際海事（IMO）、國際民航（ICAO）、全球移動通信（3GPP）等國際組織標(biāo)準(zhǔn)。目前，北斗系統(tǒng)已取得國際海事應(yīng)用合法地位，成為國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)支持的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，全面支持北斗的RINEX 3.03標(biāo)準(zhǔn)已于2016年1月正式對外公布。

三、近期計(jì)劃

1.系統(tǒng)建設(shè)

1）持續(xù)改善北斗系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定性和服務(wù)精度，確保北斗區(qū)域服務(wù)性能穩(wěn)中有升。

2）2016年，再發(fā)射1顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（編者注：該衛(wèi)星為系統(tǒng)第23顆，已于6月12日成功發(fā)射升空），進(jìn)一步提升亞太區(qū)域服務(wù)性能；固化新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星狀態(tài)，全面推進(jìn)全球系統(tǒng)組網(wǎng)建設(shè)，2018年為“一帶一路”國家提供基本服務(wù)，2020年形成全球服務(wù)能力，建成世界一流的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

3）2016年中，完成北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)（一期）集成與測試，進(jìn)行覆蓋全國主要區(qū)域的米級、分米級定位精度，以及加密覆蓋區(qū)厘米級和后處理毫米級修正數(shù)的試播發(fā)；2018年，建成全國范圍區(qū)域加密網(wǎng)基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)。2018年前后，發(fā)射BDSBAS首顆GEO衛(wèi)星；2020年，形成覆蓋我國及周邊地區(qū)的星基增強(qiáng)服務(wù)。

4）加快推進(jìn)以北斗系統(tǒng)為基石的國家綜合PNT體系建設(shè)，爭取到2030年前，建成基準(zhǔn)統(tǒng)一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合PNT體系，顯著提升國家時(shí)空信息服務(wù)能力，滿足國民經(jīng)濟(jì)和國家安全需求，為全球用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2.應(yīng)用推廣

1）全面開展新一代北斗/GNSS基礎(chǔ)產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提升性能、功耗、小型化、成本等核心競爭力，實(shí)現(xiàn)大眾市場億級應(yīng)用推廣。

2）發(fā)揮衛(wèi)星導(dǎo)航在工業(yè)化和信息化融合中的作用，結(jié)合國家“一帶一路”、京津冀一體化、長江經(jīng)濟(jì)帶等國家戰(zhàn)略，全面推進(jìn)示范應(yīng)用和北斗“走出去”。

3）加快《北斗導(dǎo)航條例》立法進(jìn)程，將北斗系統(tǒng)納入國家信息安全戰(zhàn)略體系，建立健全北斗建設(shè)運(yùn)行和應(yīng)用的法治環(huán)境。

4）構(gòu)建北斗應(yīng)用服務(wù)生態(tài)體系，走融合發(fā)展路子，按照“四融”（融網(wǎng)絡(luò)、融數(shù)據(jù)、融終端、融產(chǎn)業(yè)）推動北斗應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展。

3.國際合作

1）近期發(fā)布北斗白皮書（編者注：已于6月16日發(fā)布），詮釋北斗系統(tǒng)發(fā)展理念和政策主張。

2）繼續(xù)推動與美、俄、歐等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)商的合作交流，深化在兼容與互操作、監(jiān)測評估、天基增強(qiáng)系統(tǒng)及其應(yīng)用等方面的合作。

3）繼續(xù)在ICG、ITU、ICAO、IMO等國際組織平臺開展國際協(xié)調(diào)，推動北斗系統(tǒng)國際化，履行大國責(zé)任。

4）以“一帶一路”為支點(diǎn)，推廣北斗系統(tǒng)的國際化，為“一帶一路”沿線地區(qū)提供服務(wù)。

四、結(jié)論

感知是智能的根基，智能化需求牽引著感知的發(fā)展。時(shí)空信息是人們與生俱來的基本需求，它時(shí)刻引導(dǎo)著我們的感知，使我們的生活更加智能。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使時(shí)空信息感知發(fā)生了革命性變化，加速了智能時(shí)代的到來，北斗系統(tǒng)必將在推動智能時(shí)代發(fā)展方面發(fā)揮重大作用。