“北斗＋”時(shí)代來(lái)了

喬思偉

6 月23 日上午，北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射，我國(guó)提前半年全面完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。作為天地一體部署的大國(guó)重器，北斗為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要時(shí)空信息保障，也將為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。

盛夏平原，上萬(wàn)臺(tái)智慧農(nóng)機(jī)在麥田里奔忙，由南向北迎接豐收；高鐵飛馳，數(shù)千個(gè)傳感器隨身體檢，鋼軌、路基、輸電線，橋梁、隧道、邊坡實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)；都市里點(diǎn)餐配送、共享單車、出行導(dǎo)航……億萬(wàn)人習(xí)以為常的便捷生活中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支撐無(wú)處不在，與這款大國(guó)重器的橫空出世相比，其強(qiáng)大功效似乎潤(rùn)物無(wú)聲。

“天上好用，地上用好”，是首任總設(shè)計(jì)師孫家棟院士對(duì)北斗系統(tǒng)的寄語(yǔ)。隨著北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射，以及我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，尤其是與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)、大眾生活各領(lǐng)域廣泛融合，“北斗＋”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

基礎(chǔ)產(chǎn)品和設(shè)施：實(shí)現(xiàn)“天地呼應(yīng)”

據(jù)了解，北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。支持北斗三號(hào)新信號(hào)的22 納米工藝射頻基帶一體化導(dǎo)航定位芯片，體積更小、功耗更低、精度更高，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。截至2019 年底，國(guó)產(chǎn)北斗導(dǎo)航型芯片模塊出貨量已超1 億片，季度出貨量突破1000 萬(wàn)片。北斗導(dǎo)航型芯片、模塊、 高精度板卡和天線等，已輸出到100 余個(gè)國(guó)家和地區(qū)。國(guó)外主流廠商紛紛推出支持北斗三號(hào)的基礎(chǔ)產(chǎn)品。

基礎(chǔ)設(shè)施方面，支持北斗、兼容GPS 等多系統(tǒng)的國(guó)家和省級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站及服務(wù)系統(tǒng)日益完善?；鶞?zhǔn)站服務(wù)于國(guó)家坐標(biāo)框架建立與維持，可滿足不同行業(yè)用戶對(duì)高精度、快速、實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航的要求，為多種現(xiàn)代信息化管理提供服務(wù)。從1992 年原國(guó)家測(cè)繪局通過(guò)國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)，到“十二五”末期建成了國(guó)家級(jí)基準(zhǔn)站網(wǎng)。目前，各省（區(qū)、市）建成了平均間距40 千米至70 千米的省級(jí)基準(zhǔn)站及數(shù)據(jù)中心，形成省級(jí)衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)。近年來(lái)，交通運(yùn)輸部、中國(guó)地震局、千尋位置等企事業(yè)單位都建立了相應(yīng)規(guī)模的基準(zhǔn)站，構(gòu)成廣義的北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)。可以說(shuō)，我國(guó)已經(jīng)建成全球基站數(shù)量最多、覆蓋范圍最廣的高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位地基增強(qiáng)系統(tǒng)。

各地基于北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，積極打造物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代新時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)市場(chǎng)化運(yùn)作，構(gòu)建北斗高精度位置服務(wù)生態(tài)圈。湖南省自然資源部門通過(guò)對(duì)省內(nèi)基準(zhǔn)站網(wǎng)整合，構(gòu)建了“問(wèn)北位置”云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了米級(jí)/分米級(jí)/厘米級(jí)和事后毫米級(jí)定位服務(wù)的數(shù)據(jù)入口統(tǒng)一，向大眾提供標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程序接口和軟件開(kāi)發(fā)包，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)者調(diào)用即可實(shí)現(xiàn)高精度定位服務(wù)，為大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新開(kāi)辟了云孵化平臺(tái)。

自然資源領(lǐng)域：“北斗＋”不斷深化

自然資源領(lǐng)域“兩統(tǒng)一”職責(zé)履行，“山水林田湖草”一體化保護(hù)，對(duì)高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)須臾不離，北斗應(yīng)用與自然資源工作方方面面的融合正持續(xù)深化。

通過(guò)北斗衛(wèi)星信號(hào)定位，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航與位置服務(wù)，離不開(kāi)大地測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)支持。而北斗三號(hào)全球組網(wǎng)，進(jìn)入應(yīng)用階段，也將有力促進(jìn)測(cè)繪和地理信息技術(shù)的發(fā)展和變革，高效助力國(guó)家坐標(biāo)框架維護(hù)、快速更新。這在要求地理信息完整性、一致性的自然資源和國(guó)土空間管理領(lǐng)域，在對(duì)精度、快速定位有極高要求的自然災(zāi)害防治、安全生產(chǎn)領(lǐng)域，都有著至關(guān)重要的作用。

在全球連續(xù)監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)北斗分析中心建設(shè)過(guò)程中，中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院利用北斗系統(tǒng)建立和維持我國(guó)自主的坐標(biāo)基準(zhǔn)，有效提升了我國(guó)坐標(biāo)基準(zhǔn)的可靠性和可用性，提高了國(guó)家自然資源調(diào)查和國(guó)土空間規(guī)劃保障能力。今年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)更是全方位應(yīng)用于珠峰高程測(cè)量。得益于北斗數(shù)據(jù)，登頂?shù)膰?guó)產(chǎn)GNSS 接收機(jī)測(cè)量精度大幅提高。據(jù)提供裝備的上海華測(cè)公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，基于北斗的高精度定位產(chǎn)品，能長(zhǎng)時(shí)間以低PDOP（Position Dilutionof Precision，位置精度因子）值工作，測(cè)量成果更加穩(wěn)定可靠。

在自然資源調(diào)查領(lǐng)域，南方測(cè)繪等企業(yè)不斷探索將北斗應(yīng)用于迭代無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)、無(wú)人船水上水下測(cè)量系統(tǒng)、機(jī)載（車載）三維激光雷達(dá)系統(tǒng)等，廣泛服務(wù)于陸海地理信息采集、規(guī)劃勘測(cè)。

第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中，貴州省自然資源廳基于北斗基準(zhǔn)站網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)不同坐標(biāo)系下調(diào)查圖件無(wú)縫對(duì)接，利用基準(zhǔn)站網(wǎng)提供的差分信號(hào)，快速獲取航空攝影瞬間的精確位置信息，大幅減少了野外像片控制測(cè)量的工作量，降低生產(chǎn)成本，縮短成圖周期；有了亞米級(jí)定位信息，外業(yè)采集軟件能快速補(bǔ)測(cè)、調(diào)繪及舉證，優(yōu)化了調(diào)查成果信息化管理。

在地質(zhì)調(diào)查中，北斗短報(bào)文通信能實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)及時(shí)傳輸信息。基于北斗和“天地圖”研發(fā)的地質(zhì)調(diào)查安全保障系統(tǒng)，2013 年以來(lái)累計(jì)為6900 余個(gè)海陸空地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，11 萬(wàn)余人次、2.1 萬(wàn)余車次、580 余船次、120 余航次飛機(jī)提供安全保障服務(wù)。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面，我國(guó)基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)超過(guò)2 萬(wàn)臺(tái)套，基于北斗系統(tǒng)的作業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為10 萬(wàn)余臺(tái)套農(nóng)機(jī)提供服務(wù)。合眾思?jí)芽萍脊就ㄟ^(guò)載波相位差分技術(shù)、無(wú)人駕駛等北斗應(yīng)用，在江蘇、新疆等10 多個(gè)省區(qū)服務(wù)農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)播種、智能采收，在西藏日喀則高精度測(cè)量引導(dǎo)土地平整，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，機(jī)械施工誤差小于正負(fù)3 厘米。

此外，北斗定位與短報(bào)文通信功能廣泛應(yīng)用于防火、天然林保護(hù)、森林資源調(diào)查、病蟲(chóng)害防治等領(lǐng)域。中關(guān)村智連災(zāi)害感知科學(xué)研究院在“微芯方”“位移微芯樁”內(nèi)置北斗單點(diǎn)定位模塊，短報(bào)文通信功能不受移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等限制，布點(diǎn)更加靈活。據(jù)該院科研人員介紹，高精度定位與動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)、預(yù)警模型相結(jié)合，振動(dòng)、傾斜、水平位移和高程沉降的變化監(jiān)測(cè)精度可達(dá)毫米級(jí)。

大眾應(yīng)用：“只受制于想象力”

近年來(lái)，北斗系統(tǒng)不斷融入電子商務(wù)、智能終端，在物流監(jiān)控、共享單車、自動(dòng)駕駛、智能手機(jī)等方面，不斷促發(fā)新業(yè)態(tài)。正如業(yè)內(nèi)有句話所言：北斗應(yīng)用“只受制于想象力”。

在電子商務(wù)領(lǐng)域，物流貨車、配送員已普及應(yīng)用北斗車載終端、手環(huán)，實(shí)現(xiàn)了車、人、貨信息的實(shí)時(shí)調(diào)度和業(yè)態(tài)優(yōu)化?？箵粜鹿诜窝滓咔槠陂g，美團(tuán)、餓了么都新提供了上百萬(wàn)騎手就業(yè)崗位，為保就業(yè)、?；久裆⒈．a(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定開(kāi)拓了重要途徑。

智能手機(jī)是衛(wèi)星導(dǎo)航最大的大眾消費(fèi)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外主流芯片廠商均選擇推出兼容北斗的通導(dǎo)一體化芯片，截至2019 年第三季度，中國(guó)市場(chǎng)申請(qǐng)入網(wǎng)的手機(jī)中有400 余款具有定位功能，其中支持北斗定位的近300 款。

前不久，發(fā)改委、工信部、自然資源部等11 部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，明確提出了“智能汽車基礎(chǔ)地圖”概念，通過(guò)5G 網(wǎng)絡(luò)連接北斗地面基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度定位。未來(lái)，汽車將由單純的交通運(yùn)輸工具轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芤苿?dòng)空間和應(yīng)用終端。

此外，北斗系統(tǒng)正在走出國(guó)門，相關(guān)產(chǎn)品已輸出到100 余個(gè)國(guó)家，基于北斗的土地確權(quán)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字施工、車輛船舶監(jiān)管、智慧港口解決方案，在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地得到成功應(yīng)用。

“北斗＋5G”：“新基建”中舉足輕重的力量

“只有想不到，沒(méi)有做不到?！睂O家棟對(duì)北斗應(yīng)用前景的這一論斷，在市場(chǎng)探索中產(chǎn)生了深刻共鳴。業(yè)界普遍認(rèn)為，“北斗＋”“＋北斗”與5G 互相賦能，正催生前所未有的變革。

當(dāng)前的“新基建”戰(zhàn)略，是以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。在“新基建”中，北斗、5G 將充分發(fā)揮其極高速率、極大容量、極低時(shí)延的特性，以及融網(wǎng)絡(luò)、融科技、融技術(shù)、融終端、融應(yīng)用天然優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域深度應(yīng)用。伴隨技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革，“新基建”向縱深推進(jìn)，北斗＋5G 的“用武”時(shí)空才剛剛開(kāi)篇。

可以展望，到2035 年，以北斗系統(tǒng)為核心，在更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系下，異彩紛呈的新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)必將深度塑造著我們的生產(chǎn)生活。這一切，可以暢想，沒(méi)有止境。