北斗組網(wǎng),,星耀全球,。
7月29日,,記者從中國衛(wèi)星導(dǎo)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(shè),、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)航和授時服務(wù),。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有何本領(lǐng),,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(dǎo)航系統(tǒng)等信息基礎(chǔ)設(shè)施支撐,智慧港口建設(shè)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(dǎo)航系統(tǒng)是由我國自主建設(shè)運行的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施,也是我國迄今為止,,規(guī)模最大,、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng),。
說起北斗,,不少人的第一反應(yīng)就是“導(dǎo)航定位”。實時導(dǎo)航和快速定位是衛(wèi)星導(dǎo)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),。”中國科學(xué)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(lǐng)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(yīng)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(guān)。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(guān)注用戶行蹤的相關(guān)方“你在哪”,,廣泛用于搜救、漁業(yè)等領(lǐng)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(dǎo)航衛(wèi)星和通信衛(wèi)星是兩種類型的衛(wèi)星,但北斗導(dǎo)航衛(wèi)星卻附加了通信功能,。中國衛(wèi)星導(dǎo)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(luò)覆蓋的地區(qū),,或者是災(zāi)害發(fā)生、通信受阻時至關(guān)重要,。
“汶川地震以后,,所有地面通信設(shè)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(dāng)時很起作用?!焙教炜萍技瘓F五院北斗三號衛(wèi)星總設(shè)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(zāi),、全球搜救等多個領(lǐng)域,。據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(wù)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(dǎo)航系統(tǒng),,并且以北斗的數(shù)據(jù)為主。其中,,由上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司研制的北斗高精度定位設(shè)備,,在測量中發(fā)揮了重要作用。
華測導(dǎo)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(guān)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(yīng)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(chǔ)元器件,、中游終端,、下游運營服務(wù)三大環(huán)節(jié)。其中,,上游基礎(chǔ)元器件主要是芯片,、板卡、天線等基礎(chǔ)元器件,;中游終端主要是指能接收“北斗”信號的導(dǎo)航和定位裝置,;下游運營服務(wù)主要是指為政企用戶、行業(yè)用戶,、服務(wù)商和大眾消費者提供基于“北斗”的定位,、導(dǎo)航、授時,、短報文通信等各類基礎(chǔ)服務(wù),。
從為亞太區(qū)域提供服務(wù)到為全球提供服務(wù),北斗實現(xiàn)全球組網(wǎng),,不僅意味著北斗服務(wù)范圍覆蓋面更廣,,還會使全產(chǎn)業(yè)鏈受益,相關(guān)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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,,22納米雙頻定位芯片已具備市場化應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(wù)全球?!?019年北斗海外應(yīng)用合作及貿(mào)易交往更加頻繁,,國產(chǎn)北斗基礎(chǔ)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(yīng)用,。”于賢成說,。
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(yīng)用產(chǎn)品,,包括北斗導(dǎo)航手持機、北斗船載終端,、北斗車載終端等,。“2019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(wù),,也為漁民提供定位導(dǎo)航、漁獲上報,、文本通信及報警救援等功能,。”航天恒星有關(guān)負責(zé)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(dǎo)航產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展?!?020中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)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(dǎo)航與位置服務(wù)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(yù)計2020年產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值將超過4000億元。
應(yīng)用只受想象力限制
信號在天邊,,應(yīng)用在身邊,。
從衣、食,、住,、行到水、電、氣,、熱,,從農(nóng)林漁業(yè)到救災(zāi)減災(zāi)……北斗衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng),。
交通運輸行業(yè)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最大的用戶之一,。北斗系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于重點運輸過程監(jiān)控、公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控,、港口高精度實時調(diào)度監(jiān)控等領(lǐng)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(dǎo)航設(shè)施,、2900余座海上導(dǎo)航設(shè)施都已應(yīng)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?。看不見摸不著的時空信息,,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(chǔ)設(shè)施。
智能化港口建設(shè),,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(guān)于建設(shè)世界一流港口的指導(dǎo)意見》,,提出要建設(shè)基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等技術(shù)的信息基礎(chǔ)設(shè)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(dǎo)航系統(tǒng)可以提供更高精度的時空信息,,通過5G網(wǎng)絡(luò)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(wù)是北斗的一大特色,傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)精度都是“米級”甚至“10米級”,,更高精度的服務(wù)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(dāng)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“尋常”,?;诒倍范ㄎ还δ埽シN機沿預(yù)設(shè)路線自行作業(yè),。有了這種精準科學(xué)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(shè)備提供服務(wù),,極大提高了作業(yè)管理效率。
當(dāng)災(zāi)害預(yù)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(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)”及時發(fā)出預(yù)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(yù)警,,守護生命、減小損失,。
特殊戰(zhàn)場上,,北斗同樣快速響應(yīng)、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(fù)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(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計師孫家棟院士曾說的那樣,“北斗的應(yīng)用只受人類想象力的限制”,。