北斗應(yīng)用深度廣度持續(xù)提升，面向未來(lái)前景廣闊

文 | 武中奇

北京空間科技信息研究所

2020年7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通，北斗應(yīng)用進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化、國(guó)際化發(fā)展新時(shí)代。隨著“融平臺(tái)、融數(shù)據(jù)、融技術(shù)、融終端”持續(xù)走深走實(shí)，北斗規(guī)模應(yīng)用的深度和廣度也持續(xù)提升。在北斗國(guó)際合作不斷深化的背景下，中國(guó)北斗也得到更多國(guó)家和地區(qū)的認(rèn)可和使用，“中國(guó)的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念得到了更有力的詮釋?zhuān)倍烦蔀橹袊?guó)以實(shí)際行動(dòng)積極推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體的生動(dòng)案例。

行業(yè)應(yīng)用蓬勃發(fā)展產(chǎn)業(yè)化程度持續(xù)提升

北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)于交通運(yùn)輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁等行業(yè)，加速融入電力、金融、通信等基礎(chǔ)設(shè)施，賦能各行各業(yè)提質(zhì)升級(jí)。

為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)管理提供有效支撐。精密單點(diǎn)定位等北斗特色服務(wù)已經(jīng)面向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的用戶提供服務(wù)?；诒倍返母黝?lèi)農(nóng)機(jī)設(shè)備已超過(guò)10萬(wàn)臺(tái)（圖1），精準(zhǔn)作業(yè)產(chǎn)量提高5%，節(jié)約了50%的用工成本。在湖北棗陽(yáng)，相關(guān)工作人員為80多臺(tái)深松機(jī)安裝了北斗終端，能夠精準(zhǔn)高效開(kāi)展春花生、春玉米等的耕種工作。今年春耕備耕的農(nóng)機(jī)呈現(xiàn)出裝備精準(zhǔn)智能化的特點(diǎn)，不僅省時(shí)、省力，還能夠降低人工成本。基于北斗的精準(zhǔn)農(nóng)機(jī)有效解決了以往供需時(shí)空信息不對(duì)稱的問(wèn)題，提升了農(nóng)機(jī)手的收益，加強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)度，支撐了農(nóng)業(yè)管理決策工作。

圖1 加裝北斗的農(nóng)機(jī)系統(tǒng)

為交通運(yùn)輸多個(gè)場(chǎng)景提供“北斗智慧”。北斗為超過(guò)700萬(wàn)輛道路運(yùn)營(yíng)車(chē)輛提供安全保障服務(wù)，近4萬(wàn)輛郵政快遞車(chē)輛安裝北斗終端，約1600艘公務(wù)船舶安裝使用北斗系統(tǒng)。在北京冬奧會(huì)首鋼園區(qū)，綜合運(yùn)用了北斗、5G、AI等技術(shù)的自動(dòng)小巴車(chē)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛、自動(dòng)泊車(chē)等，成為冬奧園區(qū)智能車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。智能車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基于“5G+北斗”的多源融合高精度定位，能夠滿足車(chē)輛0.1米級(jí)的連續(xù)高精度定位需求，在首鋼園出租車(chē)、巴士、零售車(chē)、物流車(chē)等四種車(chē)型上應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人接駁擺渡、無(wú)人零售、無(wú)人配送等10大業(yè)務(wù)場(chǎng)景（圖2）。在鐵路運(yùn)輸上，京張高鐵的籌備建設(shè)和運(yùn)行方面都融入了北斗智慧，基于北斗和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，京張高鐵在建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、調(diào)度、維護(hù)、應(yīng)急全流程實(shí)現(xiàn)了智能化。在水路運(yùn)輸方面，長(zhǎng)江干線超過(guò)1.5萬(wàn)艘船舶裝上了北斗終端，涉水用戶可享受實(shí)時(shí)厘米級(jí)、后處理毫米級(jí)的高精度定位服務(wù)，北斗助力長(zhǎng)江智慧航運(yùn)建設(shè)取得重要的實(shí)質(zhì)性成果。

圖2 5G+北斗智能車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)

為電力管理和服務(wù)提供可靠保障。運(yùn)用北斗高精度服務(wù)，電網(wǎng)公司可以開(kāi)展線路應(yīng)急搶修、無(wú)人機(jī)電力巡線、電力線路監(jiān)管等多項(xiàng)工作，結(jié)合多種手段提供電網(wǎng)設(shè)備精細(xì)化預(yù)警信息，在偏遠(yuǎn)地區(qū)作用更加明顯。新疆運(yùn)用1000余套“5G+北斗”巡檢無(wú)人機(jī)，可以在預(yù)設(shè)航線上設(shè)置240個(gè)航點(diǎn)，完成復(fù)雜場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)定位和精細(xì)化自動(dòng)飛行巡檢作業(yè)。運(yùn)用北斗高精度服務(wù)，巡檢無(wú)人機(jī)偏航微小距離能夠根據(jù)預(yù)設(shè)航道自行矯正，實(shí)現(xiàn)了低延時(shí)、無(wú)卡頓的圖像傳輸，大幅降低了電力巡檢過(guò)程中潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

助力防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急信息保障能力提升。防災(zāi)減災(zāi)是北斗應(yīng)用最為典型和突出的領(lǐng)域之一。2021年6月16日至22日，基于北斗系統(tǒng)的智慧安全監(jiān)管平臺(tái)，在一起內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市白云鄂博礦區(qū)鐵礦塌方事故中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)告警信息、持續(xù)監(jiān)測(cè)形變情況并第一時(shí)間成功報(bào)警，使得工作人員第一時(shí)間就獲得精準(zhǔn)預(yù)警并果斷采取安全處置措施，所有礦工及時(shí)避險(xiǎn)，有效保護(hù)了礦工生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全。江蘇、貴州、四川等地利用北斗高精度技術(shù)進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，多次成功預(yù)警山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。北斗系統(tǒng)特有的短報(bào)文與位置報(bào)告功能能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)害預(yù)警速報(bào)、救災(zāi)指揮調(diào)度和快速應(yīng)急通信，可以極大地提高災(zāi)害應(yīng)急救援反應(yīng)速度和決策能力，有效保障了居民生命財(cái)產(chǎn)安全。

北斗智慧放牧引領(lǐng)現(xiàn)代牧業(yè)發(fā)展。基于北斗的智能放牧系統(tǒng)已經(jīng)在新疆、內(nèi)蒙古等多地的牧民用戶生產(chǎn)生活中得到實(shí)踐。運(yùn)用北斗系統(tǒng)，除了查看牛羊的實(shí)時(shí)距離和位置，人們還可通過(guò)電子坐標(biāo)設(shè)置“電子網(wǎng)圍欄”，在牛羊超出圈定范圍時(shí)發(fā)出警報(bào)；或者利用北斗盒子控制牧井系統(tǒng)，在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的無(wú)人區(qū)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程供水。在青海烏蘭，超過(guò)600峰駱駝戴上了“北斗項(xiàng)圈”（圖3），高效的管理激發(fā)了牧民群眾養(yǎng)殖熱情，激活了駱駝養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈，一峰母駱駝每年為當(dāng)?shù)啬撩駝?chuàng)收1.2萬(wàn)元人民幣，有效助推了烏蘭縣駱駝產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在內(nèi)蒙古鄂爾多斯，依托北斗建立的數(shù)字化養(yǎng)殖管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星放牧、電子圍欄預(yù)警、疾病遠(yuǎn)程診斷、牛羊肉追溯、草畜平衡預(yù)警、消費(fèi)者評(píng)價(jià)反饋、消費(fèi)者需求反向調(diào)整生產(chǎn)決策等多個(gè)功能，有效引領(lǐng)現(xiàn)代牧業(yè)的發(fā)展。

圖3 戴著“北斗項(xiàng)圈”的駱駝

北斗林業(yè)應(yīng)用高效守護(hù)綠水青山。北斗系統(tǒng)定位與短報(bào)文通信功能廣泛應(yīng)用于森林防火、天然林保護(hù)、森林自然調(diào)查、病蟲(chóng)害防治等方面。神農(nóng)架全區(qū)配備了北斗巡護(hù)手持終端1530臺(tái)，建成信息指揮中心、視頻監(jiān)控、北斗定位、無(wú)人機(jī)巡航四大系統(tǒng)開(kāi)展遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，構(gòu)筑了“空中有飛機(jī)、山頭有監(jiān)控、路口有探頭、林內(nèi)有巡護(hù)、應(yīng)急有隊(duì)伍”的五位一體的立體管護(hù)網(wǎng)絡(luò)，北斗讓植被保護(hù)能夠更加智能、高效、安全。

日益融入普通百姓的日常生活。北斗正在成為智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等大眾消費(fèi)產(chǎn)品定位功能標(biāo)準(zhǔn)配置。小米、華為、蘋(píng)果、三星等智能手機(jī)廠商均支持北斗系統(tǒng)。2021年前三季度，中國(guó)境內(nèi)申請(qǐng)入網(wǎng)支持北斗定位的智能手機(jī)款型占比達(dá)到72.3%，出貨量占比達(dá)到93.5%。北斗地基增強(qiáng)功能已進(jìn)入智能手機(jī)，可實(shí)現(xiàn)1米級(jí)高精度定位，正在中國(guó)多個(gè)城市開(kāi)展車(chē)道級(jí)導(dǎo)航試點(diǎn)應(yīng)用。

海外應(yīng)用成果豐碩助推全人類(lèi)發(fā)展進(jìn)步

北斗系統(tǒng)是中國(guó)踐行“讓各國(guó)人民共享發(fā)展機(jī)遇和成果”的典型公共產(chǎn)品，以一流的性能和服務(wù)持續(xù)滿足全球用戶需求。

北斗系統(tǒng)國(guó)際合作深入推進(jìn)，成為北斗海外應(yīng)用的重要依據(jù)和基礎(chǔ)。中俄簽署《關(guān)于北斗和格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間互操作的合作協(xié)議》和《2021至2025年中俄衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作路線圖》（圖4）。成功舉辦第二屆中國(guó)—中亞北斗合作論壇（圖5）、第一屆中非北斗合作論壇、中國(guó)—南非北斗/GNSS應(yīng)用研討會(huì)、第三屆中阿北斗合作論壇等會(huì)議，簽署和發(fā)布了《2021年中國(guó)—中亞北斗合作論壇倡議》《促進(jìn)中非衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作構(gòu)想》《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在非十大應(yīng)用場(chǎng)景》《中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室與南非國(guó)家航天局關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航用于和平目的合作諒解備忘錄》《中國(guó)—阿拉伯國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作行動(dòng)計(jì)劃（2022—2023年）》等多份成果文件。

圖4 中俄簽署《2021至2025年中俄衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作路線圖》

圖5 第二屆中國(guó)—中亞北斗合作論壇召開(kāi)

北斗產(chǎn)品已在全球一半以上國(guó)家和地區(qū)得到應(yīng)用。基于北斗系統(tǒng)的土地確權(quán)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧港口等解決方案已服務(wù)于東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地區(qū)，服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

由中方牽頭，中國(guó)與塔吉克斯坦多家單位聯(lián)合建成了基于北斗的薩雷茲湖大壩變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)薩雷茲湖惡劣環(huán)境條件，該系統(tǒng)對(duì)低功耗輕重量便攜式北斗監(jiān)測(cè)終端技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境氣候下北斗實(shí)時(shí)毫米級(jí)可靠定位技術(shù)等進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)薩雷茲湖大壩的實(shí)時(shí)連續(xù)毫米級(jí)變形監(jiān)測(cè)，為大壩的安全提供重要科學(xué)參考，標(biāo)志中塔國(guó)際減災(zāi)防災(zāi)合作和北斗“一帶一路”國(guó)際應(yīng)用取得重要成果。

2021年12月，中老昆萬(wàn)鐵路全線正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，北斗系統(tǒng)在中老昆萬(wàn)鐵路的建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用?；诒倍泛图t外掃描技術(shù)的接觸網(wǎng)施工參數(shù)一體化測(cè)量裝置，能夠集計(jì)算測(cè)量、數(shù)據(jù)共享等功能于一體，提升了施工管理效率。基于北斗的“自動(dòng)巡航走形定位系統(tǒng)”，在中老鐵路玉磨段的鋼軌鋪設(shè)中發(fā)揮了重要作用，引導(dǎo)了我國(guó)自主研制的500m長(zhǎng)鋼軌鋪軌機(jī)開(kāi)展精準(zhǔn)鋪設(shè)作業(yè)，提升了作業(yè)精度水平，1小時(shí)可規(guī)劃上千千米鋪軌路徑，僅用80余天便創(chuàng)造了鋪軌500km的紀(jì)錄。

此外，在南非運(yùn)輸公司的跨境運(yùn)輸過(guò)程中，北斗高精度定位終端助力實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛全程定位監(jiān)控、實(shí)時(shí)調(diào)度等綜合信息管理，有效提升了車(chē)輛管理能力和效率。莫桑比克加扎省賽賽市擁有占地兩萬(wàn)公頃的非洲最大的水稻合作種植項(xiàng)目，在這里，基于北斗的植保無(wú)人機(jī)、基于北斗自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的大中型拖拉機(jī)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)耕、種、管、收多個(gè)環(huán)節(jié)。

“十四五”前景廣闊面向未來(lái)共繪新藍(lán)圖

2021年3月12日，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》發(fā)布，提出將實(shí)施北斗產(chǎn)業(yè)化等重大工程，形成強(qiáng)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，構(gòu)建新發(fā)展格局。

國(guó)務(wù)院先后印發(fā)了《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”旅游業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”國(guó)家應(yīng)急體系規(guī)劃》等，提出在多個(gè)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域加快推動(dòng)北斗系統(tǒng)的應(yīng)用普及。

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、文化和旅游部、國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)、中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)辦公室、國(guó)家能源局、國(guó)家鐵路局、中國(guó)民用航空局、國(guó)家郵政局等多個(gè)部委，針對(duì)文化旅游、交通運(yùn)輸、物聯(lián)網(wǎng)、鐵路、郵政等多個(gè)領(lǐng)域，制定了“十四五”規(guī)劃，推動(dòng)北斗系統(tǒng)助力多個(gè)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。各區(qū)域，各省、自治區(qū)、直轄市結(jié)合產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和區(qū)域特色優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展了各具特色的計(jì)劃規(guī)劃政策，旨在發(fā)展北斗、應(yīng)用北斗、推廣北斗，為各地區(qū)人民帶來(lái)更多務(wù)實(shí)發(fā)展成果。

當(dāng)前，北斗規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化、全球化發(fā)展的關(guān)鍵階段，應(yīng)用的深度廣度不斷提升。隨著北斗產(chǎn)業(yè)化工程的深入推進(jìn)，未來(lái)五年，北斗將為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)領(lǐng)域和大眾消費(fèi)提供更先進(jìn)更經(jīng)濟(jì)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和便利服務(wù)，更好地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要時(shí)空基石作用，為服務(wù)民生福祉、造福人類(lèi)貢獻(xiàn)“北斗智慧”和“北斗力量”。