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北斗領航:北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)為全產(chǎn)業(yè)鏈賦能

2020-08-05
來源:中國日報網(wǎng)

  北斗組網(wǎng),,星耀全球。

  7月29日,,記者從中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室獲悉,,北斗三號系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星,已完成在軌測試,、入網(wǎng)評估等工作,,于近日正式入網(wǎng)。

  古有北斗七星辨明方向,,今有北斗衛(wèi)星定位九州,。這一由我國自主建設、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),,將為全球用戶提供全天候,、全天時、高精度的定位,、導航和授時服務,。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)有何本領,怎樣實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力,?北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng),,又將如何推動生產(chǎn)生活變革、賦能行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,?

  基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)等信息基礎設施支撐,,智慧港口建設正在穩(wěn)步推進。這是武漢花山港內(nèi)利用北斗定位的5G智能無人集裝箱轉(zhuǎn)運卡車,。(資料圖片)

  身兼五大能力

  北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由我國自主建設運行的重要空間基礎設施,,也是我國迄今為止,規(guī)模最大,、覆蓋范圍最廣,、服務性能要求最高的巨型復雜航天系統(tǒng)。

  說起北斗,,不少人的第一反應就是“導航定位”,。實時導航和快速定位是衛(wèi)星導航系統(tǒng)最基本的功能,除此之外,,北斗還具有精確授時,、位置報告和短報文通信三大特色功能。

  “北斗衛(wèi)星本身是我們國家的一個授時系統(tǒng),?!敝袊茖W院國家授時中心副主任盧曉春說,,北斗三號衛(wèi)星上的星載銣原子鐘的精度處于國際領先水平,可以達到每天100億分之5秒,。目前,,這一功能已廣泛應用于通信、電力,、金融等系統(tǒng),。

  位置報告功能,與北斗“有源定位”的特性息息相關,。有源定位是中國北斗的一大創(chuàng)舉,,利用無線電測定技術(shù),通過兩顆地球同步軌道衛(wèi)星聯(lián)手,,不僅能回答用戶“我在哪”,還能告訴關注用戶行蹤的相關方“你在哪”,,廣泛用于搜救,、漁業(yè)等領域,是保障民生安全的“千里眼”,。

  短報文通信功能,,是北斗系統(tǒng)的“獨門絕技”。導航衛(wèi)星和通信衛(wèi)星是兩種類型的衛(wèi)星,,但北斗導航衛(wèi)星卻附加了通信功能,。中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會副秘書長王博介紹稱,北斗用戶利用終端,,不僅可以知道自己的位置,,還可以通過短報文將自己的情況告訴他人。這個功能在沙漠,、遠洋,、深山、森林等沒有網(wǎng)絡覆蓋的地區(qū),,或者是災害發(fā)生,、通信受阻時至關重要。

  “汶川地震以后,,所有地面通信設施已經(jīng)全中斷了,。信息實際上就是靠北斗一號短報文短信息功能,雖然只有幾百個漢字的能力,,但是當時很起作用,。”航天科技集團五院北斗三號衛(wèi)星總設計師王平說,。

  在北斗三號系統(tǒng)中,,短報文通信的能力顯著提升,, 信息發(fā)送能力從最初一次120個漢字提升到1200個漢字, 廣泛用于遠洋漁業(yè),、搶險救災,、全球搜救等多個領域。據(jù)中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會會長于賢成介紹,,目前全國7萬余艘漁船和執(zhí)法船安裝了北斗終端,,累計救助1萬余人。

  北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段,、地面段和用戶段三部分組成,。值得一提的是,北斗空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座,,除了與美國GPS,、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)同樣具有中圓地球軌道衛(wèi)星外,,還具有地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,,這兩類衛(wèi)星屬于高軌衛(wèi)星,衛(wèi)星越高,,其抗遮擋能力越強,,無論是在高樓林立的城市,還是在多有遮擋的山區(qū),,在其他衛(wèi)星系統(tǒng)不能定位的情況下,,北斗依然能“堅守崗位”。尤其在低緯度地區(qū),,北斗性能更具優(yōu)勢,。

  日前,工作人員在陜西省漢中市略陽縣境內(nèi)王家沱至樂素河區(qū)間操控多旋翼無人機,,借助北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),,對Ⅰ級防洪點危巖山體進行視頻和圖片數(shù)據(jù)采集。(圖片來源:視覺中國)

  惠及國內(nèi)服務全球

  5月27日,,中國2020珠峰高程測量登山隊成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰,。

  15年前,我國測量珠峰高程時,,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)衛(wèi)星測量主要依賴美國的GPS系統(tǒng),。而此次測量,我國同時參考中國北斗,、美國GPS,、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),,并且以北斗的數(shù)據(jù)為主,。其中,,由上海華測導航技術(shù)股份有限公司研制的北斗高精度定位設備,在測量中發(fā)揮了重要作用,。

  華測導航總部位于上海市青浦區(qū)西虹橋北斗產(chǎn)業(yè)園,,這里聚集了百余家與北斗產(chǎn)業(yè)相關的企業(yè),北斗產(chǎn)業(yè)鏈上,、中,、下游已形成緊密聯(lián)系。

  從應用層面向上溯源,,北斗產(chǎn)業(yè)鏈是如何劃分的呢,?

  據(jù)了解,“北斗”產(chǎn)業(yè)鏈主要集中于北斗系統(tǒng)的用戶段,,分為上游基礎元器件,、中游終端、下游運營服務三大環(huán)節(jié),。其中,,上游基礎元器件主要是芯片、板卡,、天線等基礎元器件;中游終端主要是指能接收“北斗”信號的導航和定位裝置,;下游運營服務主要是指為政企用戶,、行業(yè)用戶、服務商和大眾消費者提供基于“北斗”的定位,、導航,、授時、短報文通信等各類基礎服務,。

  從為亞太區(qū)域提供服務到為全球提供服務,,北斗實現(xiàn)全球組網(wǎng),不僅意味著北斗服務范圍覆蓋面更廣,,還會使全產(chǎn)業(yè)鏈受益,,相關產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品就多了一套支持系統(tǒng),這些產(chǎn)品的使用體驗,、穩(wěn)定性,、可靠性都會隨之大幅提升,特別是芯片和終端產(chǎn)業(yè),。

  北斗芯片的研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)正在逐步成熟,。支持“北斗三號”系統(tǒng)信號的28納米芯片已在物聯(lián)網(wǎng)和消費電子領域得到廣泛應用,22納米雙頻定位芯片已具備市場化應用條件,,全頻一體化高精度芯片已投產(chǎn),,北斗芯片性能再上新臺階,。截至2019年底,國產(chǎn)北斗導航型芯片模塊出貨量已超1億片,,季度出貨量突破1000萬片,,北斗導航型芯片、模塊,、高精度板卡和天線已輸出到100余個國家和地區(qū),。

  在終端產(chǎn)品方面,以智能手機為例,,2019年,,國內(nèi)衛(wèi)星導航定位終端產(chǎn)品總銷量突破4.6億臺,其中智能手機銷售量達到3.72億臺,。截至2019年第三季度,,在中國市場申請入網(wǎng)的手機有400余款具有定位功能,其中支持北斗定位的近300款,。

  北斗全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力,,既惠及國內(nèi),也服務全球,?!?019年北斗海外應用合作及貿(mào)易交往更加頻繁,國產(chǎn)北斗基礎產(chǎn)品已出口120余個國家和地區(qū),,基于北斗的土地確權(quán),、精準農(nóng)業(yè)、智慧施工,、智慧港口等,,已在東盟、南亞,、東歐,、西亞、非洲等地得到成功應用,?!庇谫t成說。

  航天科技集團五院航天恒星公司至今已研發(fā)出了千余種衛(wèi)星應用產(chǎn)品,,包括北斗導航手持機,、北斗船載終端、北斗車載終端等,?!?019年,我們的船載終端產(chǎn)品成功進入緬甸漁業(yè)市場,截止到目前共交付了1000余套船載終端產(chǎn)品,,既為緬甸漁業(yè)監(jiān)管部門提供船舶定位監(jiān)管,、禁漁禁航區(qū)管理等服務,也為漁民提供定位導航,、漁獲上報,、文本通信及報警救援等功能?!焙教旌阈怯嘘P負責人告訴記者,。

  北斗系統(tǒng)全面建成,將極大推動我國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展,?!?020中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》(以下簡稱《白皮書》)顯示,2019年,,我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到3450億元人民幣,,較2018年增長14.4%,預計2020年產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值將超過4000億元,。

  應用只受想象力限制

  信號在天邊,,應用在身邊。

  從衣,、食,、住、行到水,、電,、氣、熱,,從農(nóng)林漁業(yè)到救災減災……北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與社會生活深度融入,,滲透到經(jīng)濟社會發(fā)展的方方面面,。

  開車上路,,走哪條路更順暢?公交出行,,汽車還有多久到站,?共享騎行,怎樣才能快速找到單車,?無論你選擇什么交通方式,,都離不開北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

  交通運輸行業(yè)是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)最大的用戶之一,。北斗系統(tǒng)廣泛應用于重點運輸過程監(jiān)控,、公路基礎設施安全監(jiān)控、港口高精度實時調(diào)度監(jiān)控等領域。據(jù)《白皮書》的數(shù)據(jù),,截至2019年底,,國內(nèi)超過650萬輛運營車輛、4萬輛快遞和郵政車輛,、36個城市的約8萬臺公交車,、3200余座內(nèi)河導航設施、2900余座海上導航設施都已應用北斗系統(tǒng),,建成了全球最大的營運車輛動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng),。

  “在哪里”和“什么時間”構(gòu)成了我們?nèi)粘9ぷ魃畹暮饬孔鴺恕,?床灰娒恢臅r空信息,,既是人們生活中不可或缺的重要保證,也是國民經(jīng)濟的重要基礎設施,。

  智能化港口建設,,被視為提升港口核心競爭力的重要手段。此前,,交通運輸部等九部門發(fā)布《關于建設世界一流港口的指導意見》,,提出要建設基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)等技術(shù)的信息基礎設施,推動港區(qū)內(nèi)部集卡和特殊場景集疏運通道集卡自動駕駛示范,。

  在武漢花山港,,一排排橋吊、船吊,、軌道吊依次排開,,一輛輛約15米長、最高載重75噸的“平板車”自主行駛,,停車,、裝箱、駛離,、停車,、卸箱等一系列操作完全自主完成。

  這是利用北斗定位的5G智能無人集裝箱轉(zhuǎn)運卡車,。相比于傳統(tǒng)集裝箱無人集卡依靠地上的“磁釘”定位移動,,北斗導航系統(tǒng)可以提供更高精度的時空信息,通過5G網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù),,使車能夠感知200米以內(nèi)的各類物體,,停車定位精度控制在5厘米內(nèi)。

  精度控制在5厘米內(nèi)——這還不是北斗的“極限”,。高精度服務是北斗的一大特色,,傳統(tǒng)導航系統(tǒng)的服務精度都是“米級”甚至“10米級”,,更高精度的服務很少開放給民用市場。而北斗“全國一張網(wǎng)”,,借助超過2000個地基增強站,,北斗系統(tǒng)具備為用戶提供分米級、厘米級甚至是毫米級定位精度的能力,。

  當農(nóng)業(yè)遇見北斗,,播種更省力,出苗更省心,,勞動生產(chǎn)效率大幅提升,。在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市烏拉特前旗大佘太鎮(zhèn)的農(nóng)田里,無人駕駛播種機正在從“稀罕物”變得日益“尋?!?。基于北斗定位功能,,播種機沿預設路線自行作業(yè),。有了這種精準科學的方法,每千米播種偏差不超過2厘米,,每畝地出苗率能提高10%,。

  據(jù)統(tǒng)計,基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)已有超過2萬臺套,,節(jié)約50%的用工成本,;基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管平臺和物聯(lián)網(wǎng)平臺為10萬余臺套農(nóng)機設備提供服務,極大提高了作業(yè)管理效率,。

  當災害預警遇見北斗,,人身更安全,財產(chǎn)有保障,。前不久,,在湖南省石門縣雷家山,多虧了“北斗衛(wèi)星高精度地災監(jiān)測預警系統(tǒng)”及時發(fā)出預警,,位于滑坡危險區(qū)的村民及時轉(zhuǎn)移,,無一傷亡。通過對山體,、水庫,、河流的形變,、位移等進行24小時實時監(jiān)測,,北斗對可能發(fā)生的滑坡、沉降,、裂縫,、水庫遇險、河流水位暴漲等險情進行預警,守護生命,、減小損失,。

  特殊戰(zhàn)場上,北斗同樣快速響應,、盡銳出戰(zhàn),。2020年初,一場抗擊新冠肺炎疫情的阻擊戰(zhàn)在神州大地打響,,火神山,、雷神山醫(yī)院平地而起,為復雜地形地貌實現(xiàn)高精度定位,、精確標繪的,,正是北斗;面向全國的“千尋位置”網(wǎng)上無人機平臺,,可以實現(xiàn)無人機精準噴灑等防疫作業(yè),,為其提供高精度數(shù)據(jù)的,也是北斗,;物資運輸車輛實時監(jiān)管調(diào)控,,智能機器人將各地送達的醫(yī)療物資快速送往醫(yī)院隔離區(qū),背后的支持系統(tǒng),,還是北斗……

  北斗系統(tǒng)與新一代5G移動通信,、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng),、人工智能等新技術(shù)碰撞融合,,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,推動生產(chǎn)生活方式變革和商業(yè)模式不斷創(chuàng)新,,將創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,。

  未來,北斗擁有無限可能,。正如首任北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師孫家棟院士曾說的那樣,,“北斗的應用只受人類想象力的限制”。

 

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