北斗導(dǎo)航產(chǎn)品應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀分析

黃浩　蔡戩　王衛(wèi)東　吳金平　李盛　孫麗　趙惠芹

摘要：隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷建設(shè)和完善，它在國(guó)民生活中起到越來(lái)越重要的作用，并計(jì)劃在未來(lái)的幾年中，逐漸成為覆蓋全球的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。北斗導(dǎo)航在軍用和民用市場(chǎng)已得到大范圍的應(yīng)用：出于國(guó)家安全考慮，軍隊(duì)國(guó)防中已實(shí)現(xiàn)北斗化；而在民用方面，北斗導(dǎo)航已實(shí)現(xiàn)了在各行各業(yè)中的應(yīng)用，并在不斷地?cái)U(kuò)大導(dǎo)航市場(chǎng)占比份額。相比于成熟的GPS系統(tǒng)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還有待完善，在關(guān)鍵技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)上有待提升和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航；產(chǎn)品應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）33-0273-02

2003年，我國(guó)成果將第三顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位衛(wèi)星送入太空，與前兩顆“北斗一號(hào)”衛(wèi)星一起組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這標(biāo)志著我國(guó)成為了世界上第三個(gè)建立了完善衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家?！氨倍芬惶?hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是覆蓋我國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，定位精度不高，由于其采用的有源定位方法，用戶(hù)失去了隱蔽性，而且有源定位的系統(tǒng)用戶(hù)容量有限，難以廣泛應(yīng)用到生活當(dāng)中。

從2014年開(kāi)始建設(shè)到2012年，我國(guó)區(qū)域性的“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成了組網(wǎng)，“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅解決了“北斗一號(hào)”導(dǎo)航系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，而且在技術(shù)上進(jìn)行了提升?！氨倍范?hào)”系統(tǒng)主要提供快速定位，為服務(wù)區(qū)域內(nèi)（目標(biāo)在2020年覆蓋全世界）的用戶(hù)提供全天候、實(shí)時(shí)定位服務(wù)，定位精度約為10米，已達(dá)到與GPS民用定位精度水平；短報(bào)文通信，一次可傳送多達(dá)120個(gè)漢字的信息；精密授時(shí)，精度達(dá)20納秒。

2017年下半年中國(guó)將按計(jì)劃開(kāi)啟覆蓋全球的“北斗三號(hào)”工程，2017年11月開(kāi)始發(fā)射定位精度更高的北斗三號(hào)全球組網(wǎng)衛(wèi)星，到年底增至4顆，2018年前后完成18顆衛(wèi)星的發(fā)射，“北斗三號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將使定位精度提高至2.5米至5米。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷進(jìn)步使得北斗導(dǎo)航產(chǎn)品逐漸進(jìn)入了生產(chǎn)、生活等各行各業(yè)中，并逐漸取代GPS進(jìn)入到千家萬(wàn)戶(hù)中。

1 北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的重要性

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為了國(guó)家非常重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施，在某些重要領(lǐng)域如依賴(lài)國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)緊急情況或重大利益沖突，整個(gè)國(guó)家的國(guó)防軍事以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)安全都將受到威脅，這對(duì)國(guó)家利益的影響將是慘重的。因此，為打破國(guó)外的壟斷，在一些特殊領(lǐng)域和場(chǎng)合不在受制于國(guó)外衛(wèi)星系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航的安全性，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)論在軍事戰(zhàn)略還是日常生活中，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)都對(duì)我國(guó)具有非常重大的意義。

由于目前導(dǎo)航市場(chǎng)大部分被GPS占據(jù)，我國(guó)的北斗導(dǎo)航領(lǐng)域的市場(chǎng)潛力非常巨大，北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能為國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效率。2016年度《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)》，白皮書(shū)顯示，2016年我國(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%，預(yù)計(jì)在2020年達(dá)到4000億元的總產(chǎn)值。其中，北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈中的天線(xiàn)、芯片、模塊、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備等在內(nèi)的產(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%，特別是在國(guó)內(nèi)行業(yè)市場(chǎng)和特殊市場(chǎng)中。由于北斗具有兼容性，多模式的導(dǎo)航設(shè)備已經(jīng)成為產(chǎn)品主流方案，大眾市場(chǎng)正在想北斗方向發(fā)展大。

2 北斗導(dǎo)航在軍用和民用方面的應(yīng)用

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自主研制的，目前的北斗二號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)可為亞洲和太平洋地區(qū)提供無(wú)源定位、授時(shí)、導(dǎo)航服務(wù)，相比于GPS，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還可以提供有源的北斗短報(bào)文服務(wù)，將短信和導(dǎo)航結(jié)合，成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特色，而且北斗導(dǎo)航與其他導(dǎo)航系統(tǒng)具有兼容性，能夠與其他導(dǎo)航一起組成組合導(dǎo)航模式。出于國(guó)家安全考慮，北斗導(dǎo)航已經(jīng)在國(guó)防軍事方面率先普及，隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸完善和成熟，逐漸普及到民用方面的各類(lèi)行業(yè)中，形成軍民融合的局面，并最終成為在全球都普及度較高的全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，并以此促進(jìn)和拉動(dòng)北斗產(chǎn)業(yè)全方面的發(fā)展。

隨著北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已建設(shè)完善，北斗導(dǎo)航產(chǎn)品在軍用、民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，相關(guān)產(chǎn)品已被應(yīng)用于交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、測(cè)繪地理信息、森林防火、通信時(shí)統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域，并逐步滲透到人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的方方面面，為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。

1） 軍用方面：我國(guó)的軍事力量強(qiáng)大，衛(wèi)星導(dǎo)航安全是國(guó)家安全的一個(gè)重要方面，我國(guó)自主設(shè)計(jì)的北斗導(dǎo)航形成的市場(chǎng)是一個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)，并且這個(gè)市場(chǎng)的潛力已經(jīng)在軍用市場(chǎng)中體現(xiàn)了出來(lái)。目前的北斗產(chǎn)品在軍隊(duì)中的應(yīng)用已經(jīng)大范圍普及，北斗產(chǎn)品也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)家海、陸、空、火箭軍、戰(zhàn)略支援部隊(duì)、武警軍兵種，北斗手持、車(chē)載、船載、機(jī)載產(chǎn)品，北斗救援體系等一系列產(chǎn)品提供導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能，為地理測(cè)繪、飛機(jī)定姿、彈藥制導(dǎo)、船舶導(dǎo)航、車(chē)輛路徑規(guī)劃、應(yīng)急救援提供服務(wù)，更加強(qiáng)有力的為國(guó)防事業(yè)提供了保障。

2） 民用方面：在國(guó)家大力推進(jìn)軍民融合的前提，軍技民用、民技軍用的軍民技術(shù)的相互滲透，北斗導(dǎo)航將攜手其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，與其他國(guó)家、地區(qū)一起，共同推動(dòng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)發(fā)展，讓北斗系統(tǒng)更好地服務(wù)全球、造福人類(lèi)。

北斗民用方面主要指大眾應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用。北斗民用大眾應(yīng)用有指汽車(chē)導(dǎo)航、車(chē)輛信息服務(wù)、跟蹤監(jiān)控、緊急救援、移動(dòng)位置服務(wù)等。中國(guó)作為主要的汽車(chē)消費(fèi)國(guó)，車(chē)載導(dǎo)航產(chǎn)品也有著十分巨大的市場(chǎng)，車(chē)載定位、導(dǎo)航、路徑規(guī)劃等已基本應(yīng)用到每一輛車(chē)輛，目前我國(guó)的貨車(chē)上已基本全部安裝了北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)；現(xiàn)在的智能手機(jī)也都離不開(kāi)定位導(dǎo)航功能，北斗導(dǎo)航已經(jīng)在相關(guān)廠家的手機(jī)上和手表進(jìn)入應(yīng)用階段，市場(chǎng)前景廣闊，預(yù)計(jì)在未來(lái)五年之內(nèi)能夠進(jìn)入大部分智能手機(jī)。北斗導(dǎo)航手表、北斗導(dǎo)航共享單車(chē)、北斗導(dǎo)航老人兒童保障卡、北斗鎖等一系列北斗產(chǎn)品正在不斷改革換代，走進(jìn)日常生活中。

在行業(yè)應(yīng)用方面，北斗導(dǎo)航在電力、水利等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中心、應(yīng)用中心、數(shù)據(jù)服務(wù)中心得到逐步推廣，而邊防巡邏、抗震救災(zāi)、應(yīng)急救災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)、海上救援等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

相比于GPS，目前北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在民用上應(yīng)用還比較少，主要是由于北斗芯片的成本高，北斗產(chǎn)品的核心零部件和制造水平還有待進(jìn)一步提高，芯片的工藝雖然已經(jīng)達(dá)到納米級(jí)別，但功耗跟體積還較大，在電子設(shè)備越做越薄、越做越小的趨勢(shì)下，相比于GPS，北斗芯片的價(jià)格和工藝上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

3 面臨的挑戰(zhàn)

《國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中指出：到2020年，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展格局基本形成，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用規(guī)模和國(guó)際化水平大幅提升，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大眾消費(fèi)市場(chǎng)逐步推廣和普及，使北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)的貢獻(xiàn)率達(dá)到60%，在重要應(yīng)用領(lǐng)域的占比達(dá)到80%以上，在全球的導(dǎo)航市場(chǎng)形成較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，GPS國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額占比90%，民用市場(chǎng)基本被GPS占據(jù)。相比于GPS，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)尚未建設(shè)完善，目前系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性不足；雖然導(dǎo)航芯片技術(shù)已實(shí)現(xiàn)納米工藝，但在功耗方面與GPS方面還有一定差距：由于技術(shù)積累的時(shí)間短，導(dǎo)航終端的穩(wěn)定性較差，成本高，導(dǎo)航產(chǎn)品的可靠性較低，維修費(fèi)用大，穩(wěn)定性有待提高；北斗行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)還有待健全和完善，北斗導(dǎo)航產(chǎn)品的認(rèn)證檢測(cè)體系有待建立和實(shí)施，管理和服務(wù)的觀念有待加強(qiáng)。隨著今年的“北斗三號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航體制的開(kāi)始建設(shè)，北斗導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)在縮小與GPS的差距，在未來(lái)的幾年中，實(shí)現(xiàn)北斗真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程，分析了北斗導(dǎo)航產(chǎn)品得到的不同用戶(hù)的應(yīng)用范圍，重點(diǎn)分析了北斗導(dǎo)航產(chǎn)品在軍用和民用中的應(yīng)用范圍，然后分析了北斗導(dǎo)航應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，最后分析了北斗導(dǎo)航面臨的挑戰(zhàn)，針對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo)，北斗導(dǎo)航市場(chǎng)的現(xiàn)狀問(wèn)題，提出了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)存在的挑戰(zhàn)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是國(guó)際導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)展獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國(guó)家的重大國(guó)策，北斗導(dǎo)航驗(yàn)證系統(tǒng)建成以來(lái)，已得到各類(lèi)不同用戶(hù)的廣泛使用。相信隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)一步建設(shè)和發(fā)展完善、導(dǎo)航技術(shù)的提高，系統(tǒng)的性能和可靠性將的提升，北斗導(dǎo)航將獲得市場(chǎng)認(rèn)可并日益深入人們生活和國(guó)防建設(shè)的方方面面，發(fā)揮其巨大的影響。

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