北斗如何彎道超車GPS？

北斗在天上，北斗也在地上。

去年，作為第一條智能高鐵的京張高鐵，刷爆了朋友圈。借助北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡稱為北斗系統(tǒng)）等尖端科技，時速350公里的復(fù)興號高鐵在世界上首次實(shí)現(xiàn)自動駕駛。

今年，湖北武漢火神山、雷神山醫(yī)院能在十幾天內(nèi)拔地而起，離不開北斗系統(tǒng)在測繪方面的神奇技能，測量和畫線一次成型，向世界再次展示了“中國速度”。

5月27日，2020珠峰高程測量登山隊(duì)成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰。此次珠峰測高綜合運(yùn)用多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)，其中，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）衛(wèi)星測量是重要一環(huán)，并以我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)為主。

共享單車的電子圍欄?！吨袊?jīng)濟(jì)周刊》記者賈璇I攝

城市中，共享單車是否停進(jìn)了電子圍欄，小孩老人佩戴的智能手表定位，產(chǎn)業(yè)園區(qū)中送外賣的無人機(jī)……身上都有著同樣的印記——北斗。

10年來，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長20%以上，2019年達(dá)到3450億元，2020年有望超4000億元。

安裝在閱兵坦克方陣上的北斗系統(tǒng)高精度引航系統(tǒng)。供圖司南導(dǎo)航

安裝在閱兵坦克方陣上的北斗系統(tǒng)高精度引航系統(tǒng)。供圖司南導(dǎo)航

司南導(dǎo)航北斗農(nóng)機(jī)自動駕駛設(shè)備。圖片來源司南導(dǎo)航官網(wǎng)

華測導(dǎo)航北斗高精度定位設(shè)備在珠峰GNSS同步觀測點(diǎn)作業(yè)。供圖華測導(dǎo)航

高精度導(dǎo)航或?yàn)楸倍窂澋莱嘒PS機(jī)遇

在中國抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵儀式上，600多輛軍車組成的方隊(duì)駛過天安門廣場時，世界為整齊劃一的“鋼鐵雄獅”驚嘆。

據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，各方隊(duì)之間距離誤差在10厘米以內(nèi)，各方隊(duì)整體車速控制在10千米/小時，騎線偏差不超過1厘米。

這離不開背后的“秘密武器”——北斗系統(tǒng)的高精度引航。設(shè)備提供與技術(shù)支持方是上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司。

上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理王昌對《中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者解釋，人們?nèi)粘Ｊ褂檬謾C(jī)和車載導(dǎo)航時的標(biāo)準(zhǔn)，被稱為一般精度導(dǎo)航?！皩?dǎo)航精度好起來是幾米，也會差幾十米甚至百米。像北京和上海的高架橋，橋面和地面相差20米左右，導(dǎo)航就分不清楚你在橋上還是橋下，造成你和司機(jī)都找不到具體位置的問題”。

高精度導(dǎo)航的精度可以分成幾個級別：亞米級、厘米級、毫米級?！叭绻酶呔榷ㄎ?，那么車就一定能找到你，停在你的面前”。

目前，一般精度多在消費(fèi)領(lǐng)域，高精度應(yīng)用在測繪、無人機(jī)、農(nóng)業(yè)等專業(yè)領(lǐng)域。隨著高精度導(dǎo)航模塊體積、功耗、成本的降低，高精度衛(wèi)星導(dǎo)航已逐步向消費(fèi)領(lǐng)域進(jìn)軍，汽車輔助駕駛正是一個典型的消費(fèi)級應(yīng)用。

在高精度導(dǎo)航領(lǐng)域，北斗有彎道超車GPS的機(jī)會。8月18日，中南大學(xué)與北云科技發(fā)布高精度測試報告顯示，在開闊環(huán)境下，北斗信號和GPS信號性能相當(dāng)。在樹蔭遮擋、水池多徑和各類干擾環(huán)境下，北斗的定位精度都明顯高于GPS，信號質(zhì)量指標(biāo)（抗多徑能力、信號穩(wěn)定跟蹤和周跳探測與修復(fù)的能力）整體優(yōu)于GPS。

“北斗在長沙地區(qū)的高精度定位效果能夠優(yōu)于GPS，一方面是因?yàn)楸倍窊碛懈F(xiàn)代化的三頻導(dǎo)航信號，另一方面是因?yàn)楸倍吩趤喬貐^(qū)可見衛(wèi)星達(dá)到20多顆，為GPS的兩倍?！焙媳痹瓶萍加邢薰綜EO向?yàn)檎f。

業(yè)內(nèi)人士分析，北斗系統(tǒng)發(fā)展民用導(dǎo)航市場，除了要在高精度導(dǎo)航領(lǐng)域發(fā)力，在一般精度導(dǎo)航領(lǐng)域勢必要和GPS正面競爭。作為后來者，北斗系統(tǒng)面臨升級芯片等設(shè)備帶來的成本挑戰(zhàn)。

CHIP全球測試中心中國實(shí)驗(yàn)室主任羅國昭表示，“北斗要趕超，就必須在芯片端和專利授權(quán)端將成本降得更低?！?h3>自動駕駛拖拉機(jī)從無人問津，到有人主動上門咨詢

大規(guī)模量產(chǎn)是降低成本最直接的方法，市場需求就顯得格外重要，被央視多次報道的司南導(dǎo)航北斗農(nóng)機(jī)自動駕駛設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于黑龍江、新疆、山東、內(nèi)蒙古、湖北、廣西、上海等地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

司南導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動駕駛系統(tǒng)基于北斗系統(tǒng)提供的高精度定位信息運(yùn)行，農(nóng)戶只要按照步驟提前設(shè)置好程序，即可按照期望路徑進(jìn)行自動駕駛，無需全程掌握方向盤，只要在轉(zhuǎn)彎時調(diào)整拖拉機(jī)作業(yè)方向即可。

“農(nóng)忙時，一位司機(jī)的月工資能達(dá)到數(shù)萬。加裝自動駕駛系統(tǒng)后，農(nóng)田里開始出現(xiàn)女性機(jī)手，甚至3歲的孩子也可以耕種，只需要坐在拖拉機(jī)上，按一下啟動鍵就可以了。”王昌說。

好技術(shù)在推廣時卻遇了難題。因?yàn)橄嚓P(guān)設(shè)備未能大規(guī)模量產(chǎn)，加裝了自動駕駛系統(tǒng)的拖拉機(jī)，售價比原來高不少，農(nóng)民們望而卻步。

“最開始我們要在拖拉機(jī)上加裝設(shè)備，沒有廠商同意，怕價格貴了銷路不好。我當(dāng)時在新疆待了三個月，就為了推廣技術(shù)。一年后的一天，終于有人跑去拖拉機(jī)廠問，有沒有出廠就帶自動駕駛的拖拉機(jī)，開始有廠家找到我們要合作。”王昌回憶道。

近年來，隨著惠農(nóng)政策不斷出臺，司南導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動駕駛設(shè)備已納入國內(nèi)多個省份的補(bǔ)貼范圍，真正讓廣大農(nóng)民感受到實(shí)惠。

北斗6顆靜止軌道衛(wèi)星，“罩著”中國企業(yè)走出去

除了開拓國內(nèi)市場，北斗三號還提供全球化服務(wù)，為中國廠家走出去拓展海外市場提供了很多便利。

今年5月27日，珠峰高程測量登山隊(duì)員在峰頂連接的是華測導(dǎo)航技術(shù)有限公司（以下簡稱“華測導(dǎo)航”）的北斗高精度定位設(shè)備，精度達(dá)到毫米級。這是我國首次全程采用國產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行珠峰高程測量。

除了導(dǎo)航等傳統(tǒng)應(yīng)用，華測導(dǎo)航還在智慧城市、自動駕駛、農(nóng)業(yè)自動化等領(lǐng)域提供高精度的產(chǎn)品和解決方案，產(chǎn)品銷往全球100多個國家和地區(qū)。

華測導(dǎo)航副總裁胡煒對《中國經(jīng)濟(jì)周刊》說，在只有GPS的時候，華測的農(nóng)業(yè)機(jī)械在海外很多地方推廣不了，設(shè)備只能收到幾顆衛(wèi)星，而且GPS的衛(wèi)星一直圍著地球轉(zhuǎn)，地面所在的位置不是隨時都能有好信號。

“我們的北斗有6顆靜止軌道衛(wèi)星，3顆在地球靜止軌道，3顆在傾斜地球同步軌道，它們始終在我們上方。現(xiàn)在在比較惡劣的條件下，例如房角屋檐或者樹蔭下，都可以進(jìn)行測量，這對我們測繪的體驗(yàn)是大大改善的。同時，對于我們開拓海外市場，尤其在‘一帶一路沿線國家有很大幫助。”

千尋位置首席執(zhí)行官陳金培表示，“以前大家使用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，最大的顧慮有兩個?！钡谝唬m然我國廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品集成了北斗系統(tǒng)，但產(chǎn)品被賣往的有些地方不能享用北斗服務(wù)，產(chǎn)品服務(wù)和能力被降級。第二，因?yàn)楫?dāng)?shù)貨]有北斗服務(wù)，歐洲的手機(jī)廠商、汽車廠商首選的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不會是北斗，只有在進(jìn)入中國市場時，才會集成北斗系統(tǒng)。

國產(chǎn)CNSS高精度全星座全頻點(diǎn)基帶芯片

《 中國經(jīng)濟(jì)周刊》記者王雨菲攝

上海西虹橋?qū)Ш郊夹g(shù)有限公司副總經(jīng)理萬松，呼吁有關(guān)部門能夠適度規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定進(jìn)口手機(jī)廠商兼容北斗系統(tǒng)，提高北斗系統(tǒng)在智能手機(jī)端的市場份額，進(jìn)一步推動北斗應(yīng)用。

智研咨詢發(fā)布的《2020—2026年中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)運(yùn)營現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報告》數(shù)據(jù)顯示，目前中國已同30個國家和地區(qū)以及3個國際組織簽署了98份北斗導(dǎo)航合作協(xié)定，涉及“一帶一路”國家和地區(qū)11個。

隨著北斗三號加速建設(shè)，北斗產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入發(fā)展的重要機(jī)遇期。

北斗芯片突圍戰(zhàn)

作為衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品的核心部件與產(chǎn)業(yè)鏈源頭，芯片在北斗產(chǎn)業(yè)鏈中占有關(guān)鍵地位。

8月27日，北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“北斗星通”）在相關(guān)產(chǎn)業(yè)論壇上首次向公眾展示了北斗最新一代的22納米定位芯片，并透露該芯片有望于2021年上半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

據(jù)悉，目前國際上導(dǎo)航定位芯片還處在40納米的平均制程水平。北斗星通22納米芯片新品，尺寸是上一代高精度芯片的1/4，功耗是上一代的1/5，能滿足自動駕駛、無人機(jī)等市場高端應(yīng)用需求，在厘米級高精度定位領(lǐng)域具有開創(chuàng)意義。

該芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，意味著北斗導(dǎo)航芯片至少在工藝上已經(jīng)領(lǐng)先全球平均水平兩代。

據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會發(fā)布的《2020中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已突破1億片，國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航定位終端產(chǎn)品總銷量突破4.6億臺，其中具有衛(wèi)星導(dǎo)航定位功能的智能手機(jī)銷售量達(dá)到3.72億臺。

北斗22納米芯片的量產(chǎn)，不僅對北斗下游產(chǎn)業(yè)有強(qiáng)大帶動作用，同時也帶領(lǐng)國產(chǎn)芯片殺出“突圍”。