北斗全球組網(wǎng)人類(lèi)進(jìn)入中國(guó)版GPS時(shí)代

肖松

在5月23日舉行的第八屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)上，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其透露，我國(guó)已全面啟動(dòng)北斗系統(tǒng)第三步建設(shè)，即北斗三號(hào)系統(tǒng)，今年下半年發(fā)射6—8顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星。這意味著，從今年下半年開(kāi)始，中國(guó)北斗衛(wèi)星將正式開(kāi)始全球組網(wǎng)，拉開(kāi)北斗系統(tǒng)面向全球服務(wù)的帷幕。2018年前后，還將上演井噴式發(fā)射18顆北斗衛(wèi)星的磅礴大戲。冉承其說(shuō)，這將率先為“一帶一路”沿線國(guó)家提供基本服務(wù)，直到2020年我國(guó)建成世界一流的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，最終形成全球服務(wù)能力。

目前，北斗系統(tǒng)在移動(dòng)通信領(lǐng)域已完成26項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定工作，在其帶動(dòng)下，北斗在我國(guó)移動(dòng)通信領(lǐng)域的滲透率已達(dá)25%。隨著北斗全球系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展，北斗將在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代迸發(fā)出無(wú)限的可能。

已有GPS，為什么還要北斗導(dǎo)航？

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是一群距離地球兩萬(wàn)公里遠(yuǎn)的人造衛(wèi)星，為我們提供位置服務(wù)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為GNSS系統(tǒng)，在GNSS俱樂(lè)部中一共有4位VIP會(huì)員，除了大家所熟知的美國(guó)GPS系統(tǒng)以外，包括俄羅斯的格洛納斯（GLONASS）系統(tǒng)、歐盟的伽利略（Galileo）系統(tǒng)以及我國(guó)自主建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星、30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。

在衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，人們最關(guān)心的就是頻率資源問(wèn)題了。所有頻率資源都要向國(guó)際電聯(lián)提出申請(qǐng)，由國(guó)際電聯(lián)進(jìn)行劃分。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的初始階段，頻率資源相對(duì)比較充沛，建設(shè)相對(duì)比較早的GPS系統(tǒng)和格洛納斯系統(tǒng)不存在頻率資源的沖突問(wèn)題。到了北斗系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)建立的時(shí)候，頻率爭(zhēng)奪戰(zhàn)就非常明顯了。當(dāng)時(shí)伽利略系統(tǒng)其實(shí)提前申請(qǐng)了這個(gè)頻率資源，但是由于后來(lái)歐洲出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)危機(jī)，導(dǎo)致伽利略系統(tǒng)資金鏈斷了，他們雖然當(dāng)時(shí)發(fā)射了衛(wèi)星，占領(lǐng)了軌位，卻并沒(méi)有發(fā)射這個(gè)頻率的信號(hào)。根據(jù)國(guó)際電聯(lián)“先到先得”的規(guī)定，哪一個(gè)國(guó)家能夠先把這顆衛(wèi)星發(fā)射上去，并且衛(wèi)星向下發(fā)射了這個(gè)頻率的信號(hào)，以后這個(gè)頻率資源就是你的了。

因?yàn)?007年4月17日就是北斗所申報(bào)的頻率資源的最后期限，所以要求北斗試驗(yàn)星必須提前發(fā)射，這在我國(guó)航天史上是非常罕見(jiàn)的。因?yàn)樘崆皶?huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題。但是經(jīng)過(guò)各個(gè)部門(mén)的配合之后，為了爭(zhēng)奪這個(gè)頻率，我國(guó)在4月14日成功發(fā)射了北斗試驗(yàn)星，15日衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)變軌，16日衛(wèi)星開(kāi)始向下發(fā)送信號(hào)，在距離4月17日北斗申請(qǐng)的頻率資源失效前24個(gè)小時(shí)內(nèi)，中國(guó)正式啟用了北斗申報(bào)的頻率資源，也就此拉開(kāi)了北斗全球系統(tǒng)建設(shè)的帷幕。

在第八屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)上，廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司攜新品——北斗高精度“20厘米車(chē)道級(jí)”導(dǎo)航軟件、室內(nèi)外無(wú)縫定位技術(shù)、新一代北斗便攜式智能綜合終端等亮相，獲得眾多導(dǎo)航領(lǐng)域科學(xué)家的贊揚(yáng)。被譽(yù)為“北斗之父”的中科院院士孫家棟勉勵(lì)道：“北斗的規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展有賴(lài)于企業(yè)的推進(jìn)，作為北斗應(yīng)用最早的龍頭企業(yè)，海格通信可以為北斗應(yīng)用做出更大的貢獻(xiàn)?！?/p>

而今，源于1956年國(guó)營(yíng)第七五〇廠的海格通信，已經(jīng)由原來(lái)單一服務(wù)海軍的通信、導(dǎo)航整機(jī)設(shè)備廠，成功轉(zhuǎn)型為全頻段覆蓋無(wú)線通信與全產(chǎn)業(yè)鏈布局的北斗導(dǎo)航裝備研制專(zhuān)家以及行業(yè)領(lǐng)先的軟件和信息服務(wù)供應(yīng)商，走出了一條高科技開(kāi)道、軍民融合的創(chuàng)新發(fā)展之路。不久前，我國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母下水。讓海格通信員工自豪的是，航母上列裝了企業(yè)自主研發(fā)的通信和導(dǎo)航設(shè)備。事實(shí)上，從遼寧艦到首艘國(guó)產(chǎn)航母，海格通信一直在為中國(guó)航母貢獻(xiàn)力量，信息化水平的提高被公認(rèn)為首艘國(guó)產(chǎn)航母實(shí)現(xiàn)的三大突破之一。

同時(shí)，海格通信與新興互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)企業(yè)——小鵬汽車(chē)在此次年會(huì)上宣布達(dá)成合作，海格通信研發(fā)的國(guó)產(chǎn)“20厘米級(jí)”高精度北斗導(dǎo)航，很快將為中國(guó)人自己的智能駕駛汽車(chē)配套。海格通信將在北斗高精度定位、高精度地圖和導(dǎo)航算法等領(lǐng)域加大研發(fā)投入，助推小鵬汽車(chē)成為智能駕駛乃至無(wú)人駕駛領(lǐng)域的領(lǐng)先者，同時(shí)實(shí)現(xiàn)北斗自身業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

“有人可能會(huì)問(wèn)，不是有GPS嗎，為什么還要北斗？GPS是美國(guó)的導(dǎo)航系統(tǒng)，可以根據(jù)需要關(guān)閉特定區(qū)域的服務(wù)。因此，發(fā)展自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)非常重要?！苯′h告訴記者，做北斗的企業(yè)很多，從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，海格通信的北斗產(chǎn)業(yè)鏈有著比較完備的布局，擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的高動(dòng)態(tài)、抗干擾等關(guān)鍵技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成了“芯片—模塊—天線—整機(jī)—系統(tǒng)及運(yùn)營(yíng)”的全產(chǎn)業(yè)鏈。與很多企業(yè)只關(guān)注北斗某一方面的應(yīng)用相比，海格通信的全產(chǎn)業(yè)鏈模式具有明顯的先進(jìn)性。

北斗產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值向2000億元以上市場(chǎng)快速擴(kuò)張

對(duì)于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，人們最熟悉的莫過(guò)于美國(guó)的GPS。它從1964年投入使用至今，由于資歷老、名氣大以及服務(wù)范圍廣，甚至成了導(dǎo)航定位的代名詞，在市場(chǎng)中一直處于壟斷地位。美國(guó)國(guó)家天基PNT協(xié)調(diào)辦公室主任哈羅德·馬丁提到，GPS已發(fā)展到第五代衛(wèi)星，衛(wèi)星組網(wǎng)包括36顆衛(wèi)星，其中31顆每天提供導(dǎo)航信號(hào)，其信號(hào)精度已經(jīng)達(dá)到45.3厘米至70.3厘米之間。而且，GPS的導(dǎo)航性能還在不斷提升。相比之下，中國(guó)的北斗系統(tǒng)，以及歐洲的伽利略系統(tǒng)還處在“追趕”的位置。

中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其在接受采訪時(shí)告訴記者，我國(guó)于20世紀(jì)后期開(kāi)始探索適合國(guó)情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐漸形成“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：第一步是2000年年底建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，即“北斗一號(hào)”，向中國(guó)提供服務(wù)；第二步是2012年年底建成由14顆組網(wǎng)衛(wèi)星和32個(gè)地面站天地協(xié)同組網(wǎng)運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即“北斗二號(hào)”，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；第三步是到2020年前后建成由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星和30顆非地球靜止軌道衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即“北斗三號(hào)”，向全球提供服務(wù)。目前，前兩步已實(shí)現(xiàn)，這也讓我國(guó)成為繼美、俄之后世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。endprint

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。記者了解到，2000年，我國(guó)首先建成北斗導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測(cè)繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。特別是在2008年北京奧運(yùn)會(huì)、汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。

除了天上的建設(shè)，中國(guó)還在地面上打造了一張北斗增強(qiáng)系統(tǒng)大網(wǎng)。在承擔(dān)北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)的千尋位置公司設(shè)置的大屏幕上，記者看到一個(gè)標(biāo)注了不同顏色圓點(diǎn)的中國(guó)地圖，有些地區(qū)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的密集程度讓親眼目睹的所有人都感到震撼。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹，目前千尋位置可以提供滿(mǎn)足多種需求的導(dǎo)航定位服務(wù)：其中“跬步”（實(shí)時(shí)米級(jí)定位服務(wù)）覆蓋面積達(dá)到1160萬(wàn)平方公里，實(shí)現(xiàn)全國(guó)覆蓋，并外延到部分海域；“知寸”（實(shí)時(shí)厘米級(jí)定位服務(wù)）可以服務(wù)于自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)自主飛行以及未來(lái)的機(jī)器人，目前的覆蓋面積是260萬(wàn)平方公里?！耙?jiàn)微”提供的是靜態(tài)的毫米級(jí)解算能力，可用在地質(zhì)滑坡監(jiān)測(cè)、危舊房監(jiān)測(cè)以及高鐵路基沉降監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。隨著技術(shù)的突飛猛進(jìn)，北斗產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值從100億元向2000億元以上市場(chǎng)快速擴(kuò)張。

5月17日，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布《中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2016年度）》。白皮書(shū)顯示，2016年中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值已突破2000億元大關(guān)，達(dá)到2118億元，較2015年增長(zhǎng)22.06%。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)備等產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值達(dá)到808億元，北斗對(duì)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率已達(dá)到70%。同時(shí)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)成為“一帶一路”建設(shè)的重要內(nèi)容，目前，中國(guó)已同30個(gè)國(guó)家和地區(qū)以及3個(gè)國(guó)際組織簽署了98份合作協(xié)定，涉及“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)11個(gè)，協(xié)定23份，與沿線國(guó)家和地區(qū)建立了良好的合作機(jī)制。2018年左右將實(shí)現(xiàn)“一帶一路”沿線國(guó)家及地區(qū)的覆蓋。

在大眾消費(fèi)市場(chǎng)，目前以智能手機(jī)和車(chē)載終端為主。目前普通民用北斗芯片的價(jià)格與GPS芯片已經(jīng)持平，不少導(dǎo)航產(chǎn)品已采用北斗和GPS的雙模方式，應(yīng)對(duì)車(chē)載市場(chǎng)的發(fā)展需求。而在智能手機(jī)領(lǐng)域，主流機(jī)型中均已支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，部分國(guó)外品牌手機(jī)已具備北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的功能。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年國(guó)內(nèi)導(dǎo)航定位終端產(chǎn)品總銷(xiāo)量突破5.3億臺(tái)。其中，具有衛(wèi)星導(dǎo)航定位功能的智能手機(jī)銷(xiāo)售量達(dá)到5.1億臺(tái)，帶北斗功能的數(shù)量超過(guò)30%。北斗系統(tǒng)在共享單車(chē)、城市智慧管線等新興市場(chǎng)規(guī)模化應(yīng)用逐漸顯現(xiàn)。雖然目前規(guī)模較小，但已經(jīng)顯示出巨大的生命力。

誘捕無(wú)人機(jī) 護(hù)佑民航飛行安全

記者在5月23日至25日舉辦的中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用與成果展的展臺(tái)上，看到幾輛當(dāng)前熱門(mén)的共享單車(chē)ofo小黃車(chē)。據(jù)工作人員介紹，目前共享單車(chē)在方便市民出行的同時(shí)，也暴露出亂停亂放占用公共空間的問(wèn)題，而小黃車(chē)安裝北斗導(dǎo)航芯片的智能鎖后，如果不停到劃定的停車(chē)區(qū)域，將無(wú)法鎖車(chē)。這只是一個(gè)非常小的北斗應(yīng)用案例。在中國(guó)電科集團(tuán)的展臺(tái)，記者還看到一款對(duì)老人摔倒進(jìn)行“報(bào)警”的智能拐杖，它安裝有北斗定位模塊，手杖的把手部分有感應(yīng)器，只有當(dāng)人握著它并發(fā)生意外摔倒等突發(fā)情況時(shí)才會(huì)進(jìn)行報(bào)警，這樣就可以減少誤報(bào)的情況。一旦老人在外突然摔倒，監(jiān)護(hù)人手機(jī)會(huì)收到兩條提示信息，第一條是有關(guān)老人可能跌倒請(qǐng)關(guān)注，第二條就是解算出的老人所在位置。目前定位精度大概在8米以?xún)?nèi)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)老人實(shí)時(shí)位置、歷史軌跡的查詢(xún)，后續(xù)還可以采用定位精度更高的模塊來(lái)改善性能。

在另一個(gè)展臺(tái)，記者看到一款名為“小駕學(xué)車(chē)”的工業(yè)機(jī)器人，通過(guò)在汽車(chē)上加裝高精度北斗定位模塊，就如同擁有了一個(gè)機(jī)器人版的駕校教練。它可以幫助你進(jìn)行側(cè)方停車(chē)等專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練，它特有的評(píng)判功能還能用北斗定位系統(tǒng)評(píng)判駕駛者的練車(chē)軌跡。

有關(guān)旅游者在登山時(shí)意外受傷或因手機(jī)沒(méi)信號(hào)而被困的消息時(shí)常見(jiàn)諸媒體。北斗特有的短報(bào)文功能是否可以在關(guān)鍵時(shí)刻為他們發(fā)回救命短信呢？記者在一家成都公司的展臺(tái)看到一個(gè)類(lèi)似充電寶的設(shè)備，它實(shí)際是內(nèi)置有北斗定位芯片的小型北斗基站，可以與用戶(hù)的手機(jī)進(jìn)行一對(duì)一綁定，借助手機(jī)上的APP就可以以短信方式發(fā)送求救信息，正常情況下它可以待機(jī)一個(gè)星期左右，如果需要還能定制電量更高的版本。即使驢友不幸掉進(jìn)一個(gè)很深的坑里，只要有一線天空，這個(gè)設(shè)備對(duì)著天就可以使用，中心基站和用戶(hù)的緊急聯(lián)系人都會(huì)收到求救信息。據(jù)工作人員介紹，該產(chǎn)品主要面向戶(hù)外、驢友、自駕等對(duì)于定位有著很高需求的終端用戶(hù)，同時(shí)也可用于遠(yuǎn)洋領(lǐng)域，船員可以用它進(jìn)行定位和通信。

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)“黑飛”嚴(yán)重威脅航班運(yùn)行與敏感區(qū)域的安全防控。國(guó)內(nèi)外廠商都開(kāi)始大力發(fā)展反“黑飛”無(wú)人機(jī)技術(shù)，其中包括直接摧毀類(lèi)、干擾阻斷類(lèi)、監(jiān)測(cè)控制類(lèi)等手段。記者在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)看到一家長(zhǎng)沙公司展示了一種以導(dǎo)航欺騙為切入點(diǎn)研制出的全球首套誘騙式無(wú)人機(jī)主動(dòng)防御系統(tǒng)。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)視頻介紹，該系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射模擬的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航誘騙，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的防御和管控。誘騙信號(hào)功率為毫瓦級(jí)，信號(hào)輻射是手機(jī)信號(hào)的1/1000。該系統(tǒng)包括多個(gè)系列：基站式無(wú)人機(jī)誘騙防御系統(tǒng)，可用于軍事及敏感區(qū)域的長(zhǎng)期或臨時(shí)布設(shè)，國(guó)外如俄羅斯克里姆林宮就曾采用GPS欺騙技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全防御，該系統(tǒng)也可以用于機(jī)場(chǎng)低空區(qū)域安全防護(hù)，為飛機(jī)安全起降保駕護(hù)航。

動(dòng)態(tài)區(qū)域無(wú)人機(jī)誘騙防御系統(tǒng)可布設(shè)于特殊車(chē)輛上，構(gòu)建動(dòng)態(tài)無(wú)人機(jī)禁飛區(qū)，實(shí)現(xiàn)特定行駛路線上的安全防護(hù)，主要應(yīng)用于重要道路及區(qū)域的常規(guī)巡邏，重要人員及物資的出行防護(hù)?？雌饋?lái)很像狙擊槍的便攜式無(wú)人機(jī)誘騙防控系統(tǒng)，通過(guò)向無(wú)人機(jī)定向發(fā)射全頻道的干擾信號(hào)和導(dǎo)航誘騙信號(hào)，使無(wú)人機(jī)脫離操作者的控制，迫降或驅(qū)離“黑飛”無(wú)人機(jī)。也可以將以上系統(tǒng)組合成一體化無(wú)人機(jī)主動(dòng)防御系統(tǒng)，規(guī)避現(xiàn)有雷達(dá)針對(duì)低小慢目標(biāo)的預(yù)警缺陷。endprint