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

    2017-12-13 18:18:47黃浩蔡戩王衛(wèi)東吳金平李盛孫麗趙惠芹
    電腦知識(shí)與技術(shù) 2017年33期
    關(guān)鍵詞:發(fā)展

    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。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 劉基余.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的現(xiàn)況與發(fā)展[J].遙測(cè)遙控,2013,34(3).

    [2] 楊元喜.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2010,39(1).

    [3] 國(guó)務(wù)院新聞辦公室.中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)[J].白皮書(shū),2016(6).

    [4] 許冬彥,吳海玲,張秋和.推動(dòng)合格評(píng)定與產(chǎn)品認(rèn)證服務(wù)促進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球化應(yīng)用[J].衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò),2014(1):24-29.

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