北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)運行與發(fā)展

● 文 |中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室 冉承其

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)運行與發(fā)展

● 文 |中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室 冉承其

一、發(fā)展規(guī)劃

（一）基本原則及發(fā)展目標

北斗系統(tǒng)秉承開放、自主、兼容、漸進的基本原則。

致力于為全球用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的定位、導航、授時服務。

致力于滿足國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展對定位、導航、授時的需求，促進國家信息化建設和經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，提升經(jīng)濟和社會效益。

致力于與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)共同合作，服務全球、造福人類。

（二）基本政策

2016年6月，中國政府正式發(fā)布首部北斗系統(tǒng)白皮書，詮釋發(fā)展理念和政策主張：

北斗系統(tǒng)提供免費開放服務。

持續(xù)進行北斗系統(tǒng)維護和完善，不斷提升服務性能，為用戶提供更高質(zhì)量的服務。

按計劃發(fā)布公開服務規(guī)范，發(fā)揮政府和市場作用，推動北斗/GNSS應用的創(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。

秉承發(fā)展、合作、共贏的理念，實現(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、最新進展

包括系統(tǒng)建設、應用推廣、國際合作三個方面。

（一）系統(tǒng)建設

1．北斗二號系統(tǒng)性能穩(wěn)中有升

為確保北斗二號系統(tǒng)穩(wěn)定運行，在13顆在軌衛(wèi)星穩(wěn)定運行的基礎上，2016年又發(fā)射2顆在軌備份衛(wèi)星，進一步提高了北斗二號系統(tǒng)星座的穩(wěn)定性和可用性，定位精度由10m提高到8m。

持續(xù)開展服務性能提升工作，完成地面系統(tǒng)升級改造年度任務，以服務用戶為根本，根據(jù)星座變化及時發(fā)布應用接口控制文件升級版。

2017年1月9日，北斗二號衛(wèi)星工程榮獲國家科技進步特等獎，實現(xiàn)了國際衛(wèi)星導航領域和我國航天領域的多個首創(chuàng)，走出了一條符合我國國情、獨具特色的衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展道路。

2．北斗三號系統(tǒng)建設穩(wěn)步推進

2015—2016年完成5顆北斗三號衛(wèi)星試驗驗證，全面突破系統(tǒng)核心關鍵技術，衛(wèi)星狀態(tài)基本固化。北斗三號衛(wèi)星將增加性能更優(yōu)的互操作信號B1C，并隨著全球系統(tǒng)建設將B2I逐步升級為性能更優(yōu)的B2a信號，在進一步提高基本導航服務能力基礎上，按照國際標準提供星基增強服務（SBAS）及搜索救援服務（SAR）。同時，還將采用更高性能的銣原子鐘和氫原子鐘，銣原子鐘天穩(wěn)定度為E-14量級，氫原子鐘天穩(wěn)定度為E-15量級。通過采用新的技術，性能得到大幅提升，空間信號精度（SIS）優(yōu)于0.5m。

3．地基增強系統(tǒng)正式提供服務

完成北斗地基增強系統(tǒng)第一階段（完成150個框架網(wǎng)基準站，120個加強密度網(wǎng)基準站，國家綜合數(shù)據(jù)處理中心，6個行業(yè)數(shù)據(jù)處理中心用戶終端等研制建設）建設任務，具備為用戶提供基本服務的能力，即將發(fā)布服務性能規(guī)范與應用接口控制文件，承諾對外免費提供米級、亞米級高精度定位服務。

4．星基增強系統(tǒng)建設統(tǒng)籌推進

按照國際民航標準，開展北斗星基增強系統(tǒng)（BDSBAS）設計、試驗與建設。目前，已完成系統(tǒng)實施方案論證，固化了系統(tǒng)在下一代雙頻多星座（DFMC）SBAS標準中的技術狀態(tài)，進一步鞏固了BDSBAS作為星基增強服務供應商的地位。

5．全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展

建成8個國內(nèi)監(jiān)測站、15個國外監(jiān)測站，具備對GPS、格洛納斯、北斗、Galileo四大導航系統(tǒng)的監(jiān)測評估能力，在亞太空間合作組織（APSCO）、IGMA-IGS聯(lián)合試驗、中俄監(jiān)測評估合作中實質(zhì)推進，在北斗二號系統(tǒng)穩(wěn)定運行、北斗三號全球系統(tǒng)建設中也發(fā)揮出重要作用。

6．國家綜合PNT體系多點布局

正在深化國家綜合PNT（定位、導航、授時）體系論證，開展深空、水下、室內(nèi)等領域定位導航授時關鍵技術及融合技術研究。成功發(fā)射了脈沖星試驗01星，開展了Crab脈沖星觀測等多項在軌試驗，獲取的脈沖星觀測數(shù)據(jù)已在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)網(wǎng)站上公開發(fā)布，供社會各界研究交流，共同促進脈沖星導航技術發(fā)展。

（二）應用推廣

1．基礎產(chǎn)品引領精準服務

北斗基礎產(chǎn)品已實現(xiàn)自主可控，技術已達到或接近國際先進水平。通過強強聯(lián)合等生態(tài)合作，深挖行業(yè)和用戶需求，已在產(chǎn)品和服務方面形成一定優(yōu)勢。隨著我國首個自主研制的“米級快速定位北斗芯片”正式推出，北斗系統(tǒng)應用正式進入米級定位時代。

截至2017年4月，北斗導航型芯片模塊銷量已突破3000萬片，高精度板卡和天線銷量已占據(jù)國內(nèi)市場30%和90%的市場份額，并輸出到70余個國家和地區(qū)，其中“一帶一路”沿線國家和地區(qū)已達30余個。

2．行業(yè)/區(qū)域示范應用全面深化

在中央網(wǎng)信辦、國家發(fā)改委、科技部、工業(yè)和信息化部等部門的聯(lián)合推動下，2016年以來，北斗應用在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、警用裝備、防災減災等各行業(yè)領域遍地開花、不斷深化。

2017年年初，北斗系統(tǒng)在配電行業(yè)的應用受到各方關注，利用北斗短報文功能，傳輸配電自動化運行中采集的各類參數(shù)信息，有效解決了偏遠地區(qū)地面通信公網(wǎng)無法有效覆蓋問題，為國內(nèi)無公網(wǎng)信號偏遠地區(qū)用電信息采集開辟了一種全新模式。

在首個行業(yè)示范項目“重點運輸過程監(jiān)控管理示范工程”的帶動下，全國已有超過400萬輛營運車輛安裝北斗兼容終端，形成了全球最大的營運車輛動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，建立了包含測試、審查、數(shù)據(jù)接入、管理、考核等要素的一整套營運車輛動態(tài)監(jiān)控管理體系，有效加強了道路營運車輛監(jiān)控效率，提高了道路運輸安全水平。根據(jù)交通運輸部發(fā)布的數(shù)據(jù)，2016年全年道路運輸領域重大事故起數(shù)和傷亡人數(shù)同比分別下降50%和51.6%。

區(qū)域示范工程“長三角衛(wèi)星導航應用示范”順利完成驗收，為上海市智慧城市建設和產(chǎn)業(yè)培育貢獻了力量。

結(jié)合國家東盟信息港建設，正在啟動“廣西壯族自治區(qū)北斗綜合應用示范項目”，為北斗系統(tǒng)走向東盟邁出堅實步伐（編者注：該項目已于7月24日啟動）。

海事搜救、公安、民政、林業(yè)等行業(yè)示范，以及北京、陜西、湖南、湖北、江蘇等區(qū)域示范正按計劃實施。

3．北斗高精度服務革新產(chǎn)業(yè)應用新業(yè)態(tài)

目前，小藍車bluegogo利用北斗技術實現(xiàn)了精準定位；摩拜單車已全面支持“北斗+GPS+格洛納斯”三模衛(wèi)星定位；ofo單車與北斗導航實施戰(zhàn)略合作，推出北斗智能鎖，實現(xiàn)車輛精細化管理，推動建立共享單車行業(yè)定位技術新標準。在北斗高精度定位技術的支持下，當前困擾大家的單車定位不準、人找車，單車亂停放、難管理等難題有望得到妥善解決。北斗使人車互聯(lián)更加緊密、更加智能。

千尋位置網(wǎng)絡公司打造了全球首個支持網(wǎng)絡輔助北斗（A-北斗）的加速輔助定位系統(tǒng)FindNow，結(jié)合北斗地基增強系統(tǒng)，將定位精度提升至厘米級，并將初始定位時間縮短至3s。目前，加速定位服務已有超過200個國家和地區(qū)4000多萬用戶使用，每天調(diào)用次數(shù)達1億次。

北斗已在諸多民生領域?qū)崿F(xiàn)跨界融合，各類高精度數(shù)據(jù)服務產(chǎn)品已廣泛應用于輔助駕駛、精準農(nóng)業(yè)、駕考駕培、邊坡監(jiān)測、智慧房管等10余個典型場景。目前，以融合為特征的“北斗+互聯(lián)網(wǎng)+其他行業(yè)”新模式，正在構(gòu)建以北斗時空信息為主要內(nèi)容的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，并正在成為北斗產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新引擎和助推器，推動著生產(chǎn)生活方式變革和商業(yè)模式的創(chuàng)新。北斗的應用只有想不到，沒有做不到!

在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新和“一帶一路”倡議的推動下，北斗產(chǎn)業(yè)將迎來黃金機遇期，到2020年，我國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將超過4000億元，北斗系統(tǒng)將拉動2400～3200億元規(guī)模的市場份額。

4．產(chǎn)業(yè)發(fā)展欣欣向榮

中國政府高度重視北斗系統(tǒng)發(fā)展，將北斗系統(tǒng)與“一帶一路”倡議、“信息化發(fā)展”戰(zhàn)略深度融合，北斗產(chǎn)業(yè)迎來政策密集發(fā)布期。2016年以來，交通運輸部等部委相繼出臺多項與北斗相關的政策，以國家力量助推北斗應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展；北京等省市結(jié)合當?shù)匦枨?，出臺相關地方政策，助力地方經(jīng)濟發(fā)展。北斗融合產(chǎn)業(yè)應用、國際化等未來路線更加明晰。

《中華人民共和國衛(wèi)星導航條例》研究起草工作全面展開。成立了包括中央和國家部委，以及民航、電力、公安等重要用戶和重點企業(yè)協(xié)會專家代表參加的起草工作組。經(jīng)廣泛調(diào)研論證，召開全國性學術研討會，已經(jīng)完成草案初稿擬制，即將形成征求意見稿。

北斗宣傳工作再上新臺階。中央電視臺即將開拍的《城市里的中國》、《創(chuàng)新中國》、《大國重器（第二季）》以及《超級工程（第三季）》等都將北斗作為重要題材，并計劃拍攝北斗專題紀錄片，講述北斗自己的故事。

（三）國際合作

持續(xù)推動北斗系統(tǒng)國際化發(fā)展，積極務實開展國際合作與交流，促進全球衛(wèi)星導航事業(yè)發(fā)展，讓北斗系統(tǒng)更好地服務全球、造福人類。

1．深度開展雙邊合作

持續(xù)與各衛(wèi)星導航系統(tǒng)供應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。

中俄合作。于2016年11月召開中俄衛(wèi)星導航重大戰(zhàn)略合作項目委員會第三次會議，全面啟動中俄衛(wèi)星導航監(jiān)測評估服務平臺、北斗與格洛納斯跨境運輸車輛聯(lián)合應用示范、中俄衛(wèi)星導航芯片聯(lián)合設計中心等7個合作項目；正在推進星基增強系統(tǒng)、衛(wèi)星導航領域教育培訓項目等新合作。

中美合作。召開中美合作2個子工作組會議，開展北斗新增全球信號兼容與互操作協(xié)調(diào)；推動增強系統(tǒng)及民航應用、民用服務與監(jiān)測評估等領域合作。

中歐合作。完成北斗與伽利略系統(tǒng)導航頻段的首輪頻率協(xié)調(diào)，協(xié)商建立了兩系統(tǒng)兼容與互操作等領域交流合作機制。

2．廣泛參與國際衛(wèi)星導航組織活動

積極參加全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會（ICG）第十一屆大會、國際電信聯(lián)盟（ITU）、國際星基增強系統(tǒng)互操作工作組（SBAS IWG）第30次會議等聯(lián)合國衛(wèi)星導航相關活動，以及慕尼黑峰會、莫斯科論壇、美國衛(wèi)星導航學會（ION）環(huán)太平洋PNT會議等高級會議，開展技術交流與合作。

鼓勵學術交流。中國衛(wèi)星導航學術年會至今已舉辦了八屆，已經(jīng)成為中國乃至世界上有影響力的大型國際學術交流平臺。年會致力創(chuàng)新，為衛(wèi)星導航系統(tǒng)和PNT體系的建設、應用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻了大量優(yōu)秀研究成果；年會主題鮮明，順應世界科技發(fā)展潮流，引領了衛(wèi)星導航與移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的應用融合發(fā)展；年會內(nèi)容豐富，包括學術交流、展覽展示和科學普及等部分，成為吸引各界同仁齊聚一堂的重要舞臺。

3．大力推進應用合作

穩(wěn)步推進北斗系統(tǒng)走出去，北斗列入國家“一帶一路”建設任務。與巴基斯坦、泰國、沙特阿拉伯以及東盟、阿盟等國家和地區(qū)組織開展全方位合作。

2017年年初，在外交部大力支持下，阿拉伯駐華使團和聯(lián)合國外空司參觀團，到中國實地考察了北斗系統(tǒng)建設發(fā)展情況，代表團對于北斗系統(tǒng)建設成就均給予高度評價。

2017年4月，中國與沙特聯(lián)合舉辦了中沙衛(wèi)星導航應用研討會，全面探討了在智慧交通、國土測繪、邊境管控、科學研究等領域的合作意愿。

2017年5月24日，在中阿合作論壇框架下舉辦了第一屆中阿北斗合作論壇，來自阿拉伯國家聯(lián)盟21個國家和組織的60余位代表與中方進行報告交流，并參觀第八屆中國衛(wèi)星導航技術年會北斗應用成果展覽，進一步促進中阿衛(wèi)星導航務實合作。

4．積極融入國際標準

2016年以來，繼北斗系統(tǒng)取得國際海事應用合法地位之后，北斗國際海事（IMO）標準領域又取得重大進展。2017年3月，可兼容GPS、北斗系統(tǒng)、格洛納斯的多系統(tǒng)船載接收機標準獲通過，同時，北斗系統(tǒng)也被寫入海事應用的PNT導則。

國際移動通信標準方面，北斗系統(tǒng)已成為國際移動通信標準支持的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，目前已完成26項北斗國際標準制定工作，在移動通信相關標準的帶動下，北斗在我國移動通信領域的滲透率已達25%。

三、近期計劃

（一）系統(tǒng)建設

1）持續(xù)改善北斗系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定性和服務精度，2018年發(fā)射2顆北斗二號備份衛(wèi)星，確保北斗區(qū)域服務性能穩(wěn)中有升。

2）全面推進北斗三號系統(tǒng)研制建設。計劃2017年發(fā)射6～8顆北斗三號中地球軌道（MEO）衛(wèi)星；2018年發(fā)射10顆左右北斗三號MEO衛(wèi)星和1顆北斗三號地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星；2019年～2020年，發(fā)射6顆北斗三號MEO衛(wèi)星、3顆北斗三號傾斜地球同步軌道（IGSO）衛(wèi)星和2顆北斗三號GEO衛(wèi)星。北斗系統(tǒng)將確保運行連續(xù)穩(wěn)定，服務性能滿足承諾指標要求并穩(wěn)步提升，逐步具備全球服務能力。

計劃2017年8月左右，發(fā)布性能更優(yōu)的B1C、B2a北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間信號接口控制文件（ICD）測試版；結(jié)合衛(wèi)星在軌測試等工作，進一步全面驗證接口文件準確性和可用性，2018年初發(fā)布B1C、B2a信號ICD正式版文件。

3）2018年，完成北斗地基增強系統(tǒng)第二階段建設，進行覆蓋全國主要區(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)。

4）2018年，發(fā)射首顆北斗星基增強系統(tǒng)GEO衛(wèi)星，開展系統(tǒng)集成與測試；2019年，完善地面監(jiān)測網(wǎng)建設；2020年，完成兩顆GEO衛(wèi)星發(fā)射，逐步形成覆蓋我國及周邊地區(qū)的星基增強初始服務能力。

5）加快推進以北斗系統(tǒng)為核心的國家綜合PNT體系建設，爭取到2030年前后，構(gòu)建基準統(tǒng)一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合PNT體系，顯著提升國家時空信息服務能力，滿足國民經(jīng)濟和國家安全需求，為全球用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務。

（二）應用推廣

1）全面開展新一代北斗/GNSS基礎產(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，實現(xiàn)大眾市場億級應用推廣。

2）發(fā)揮衛(wèi)星導航在工業(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)濟帶、軍民融合示范工程等國家戰(zhàn)略，全面推進示范應用和北斗“走出去”。

3）加快推進《中華人民共和國衛(wèi)星導航條例》起草制定，填補國內(nèi)法律空白，促進衛(wèi)星導航健康發(fā)展。

4）構(gòu)建北斗應用服務生態(tài)體系，走融合發(fā)展路子，按照“四融”（融網(wǎng)絡、融數(shù)據(jù)、融終端、融資金）推動北斗應用創(chuàng)新發(fā)展。

（三）國際合作

1）繼續(xù)推動與美、俄、歐等衛(wèi)星導航系統(tǒng)的合作，重點是兼容與互操作、監(jiān)測評估、星基增強系統(tǒng)及其應用等方面。

2）繼續(xù)在全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會（ICG）、ITU、國際民用航空組織（ICAO）、國際海事組織（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，履行大國責任。

3）以“一帶一路”為支點，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。

四、結(jié)束語

使萬物有感、萬物互聯(lián)、萬物智能是構(gòu)建未來智能社會的根本，北斗作為國家重大基礎設施，無疑是萬物互通發(fā)展最強有力的基礎和支撐。經(jīng)過了十余年的發(fā)展，北斗如今與云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術更加廣泛融合，一系列新的應用正在催生。隨著北斗全球系統(tǒng)的建設發(fā)展，北斗將在萬物互聯(lián)時代迸發(fā)無限的可能。相信在不遠的將來，北斗系統(tǒng)將無處不在，定位萬物，讓萬物互聯(lián)！歡迎大家繼續(xù)關注北斗，支持北斗。