《電子技術(shù)應(yīng)用》
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北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面開通:千億產(chǎn)業(yè)化落地疾行

2021-01-05
來源:21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道

壽命長達(dá)12-14年的北斗系統(tǒng)已在交通運(yùn)輸,、公共安全,、氣象預(yù)報(bào),、救災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益,預(yù)計(jì)到2025年,,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)值規(guī)模有望達(dá)6440億元,。

  2020年對于整個(gè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈而言,都是一個(gè)有歷史性意義的年份,。

  2020年6月23日,,伴隨最后一顆靜止軌道衛(wèi)星(GEO)成功上天,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng),。7月31日,,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。

  自此,,代表中國科研實(shí)力的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開始為全球提供服務(wù),,中國也正式成為全球第三個(gè)獨(dú)立擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家,進(jìn)而把時(shí)空信息安全完全自主化地掌握在自己手中,。

  成為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)核心供應(yīng)商的一員之后,,接下來更重要的就是在各行各業(yè)中的技術(shù)落地。據(jù)《2020中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》(下稱“白皮書”)預(yù)測,,2020年我國在該產(chǎn)業(yè)的總體產(chǎn)值達(dá)4000億元,,且呈穩(wěn)定成長性,在2019年總產(chǎn)值為3450億元,,相比前一年上升了14.39%,。

  近日,中海達(dá)董事長廖定海在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者專訪時(shí)表示,,“接下來相關(guān)產(chǎn)業(yè)上下游和應(yīng)用場景會快速推進(jìn),。最重要的就是,如何把產(chǎn)業(yè)需求應(yīng)用落地做好,。誰能用好,,誰就能獲得更大收益?!?/p>

  根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師楊長風(fēng)的理解,,“北斗應(yīng)用只受人類想象力限制”。這也意味著在未來,,只要與定位,、時(shí)間信息、通信能力相關(guān)的場景,,都有可能對北斗系統(tǒng)有應(yīng)用需求,,那將是龐大的市場想象空間。

  26年自主化

  迭代躋身全球主流

  從1994年我國啟動(dòng)北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè),,到2020年7月正式啟用能夠?yàn)槿蛱峁┓?wù)的北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,26年來通過“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略,,我國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為具備全面自主化能力的產(chǎn)物,,得以為全人類提供服務(wù),。

  在2020年11月舉行的世界5G大會上,楊長風(fēng)在演講中表示,,北斗三號正式開通以來,,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),經(jīng)過評估,,北斗系統(tǒng)全球范圍定位精度優(yōu)于10米,,測速精度優(yōu)于0.2米/秒,授時(shí)精度優(yōu)于20納秒,。

  他同時(shí)指出,,北斗三號核心器部件國產(chǎn)化率達(dá)到100%,北斗已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈,,基礎(chǔ)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)自主可控,,性能指標(biāo)與國際主流產(chǎn)品相當(dāng)。如今,,國產(chǎn)北斗導(dǎo)航型芯片模塊銷量已突破億級規(guī)模,。

  從發(fā)展脈絡(luò)來看,雖然北斗三號系統(tǒng)起步略晚,,但走到如今,,已是能夠與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并駕齊驅(qū)的產(chǎn)物。

  而基于發(fā)展路線不同,,北斗三號還具備更豐富的能力可被挖掘,。

  由于我國采用的是獨(dú)有的“地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)+傾斜地球軌道衛(wèi)星(IGSO)+中圓地球軌道衛(wèi)星(MEO)”中高軌混合星座架構(gòu),在定位精度等方面可以有更優(yōu)異的表現(xiàn),。

  廖定海向記者分析,,全球其他主要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采取以動(dòng)態(tài)衛(wèi)星為主的策略,核心目的是通過在每個(gè)地方保證有3顆以上衛(wèi)星,,進(jìn)而讓最少數(shù)量的衛(wèi)星進(jìn)行運(yùn)作,。

  而北斗系統(tǒng)采用的靜止軌道衛(wèi)星+非靜止軌道衛(wèi)星組合方式,背后原理在于,,衛(wèi)星分布越分散,,衛(wèi)星構(gòu)成的空間立方體體積就越大,對用戶的定位精度也會更高,?!叭愋l(wèi)星的組合,相比單純依靠某一類衛(wèi)星的定位精度會表現(xiàn)更優(yōu),,也即幾何分布因子更好,?!彼赋觥?/p>

  更重要的是核心部件的全面自主化,,這包括芯片,、模塊、高精度板卡,、天線等主要環(huán)節(jié),。

  “相比北斗二號,北斗三號系統(tǒng)在底層技術(shù)方面解決的最大問題是整個(gè)衛(wèi)星框架的精度問題,,包括從原子鐘這類核心器件方面著手解決這些挑戰(zhàn)等,。”廖定海告訴記者,,在底層能力方面,,中海達(dá)已經(jīng)推出相關(guān)射頻芯片,隨著北斗三號系統(tǒng)信號調(diào)制方式的正式確定,,預(yù)計(jì)在2021年,,具備公司自主能力的基帶芯片也將面市。

  “對于中海達(dá)來說,,向上游延伸,,一方面是為了滿足自主可控,保證未來發(fā)展的可擴(kuò)展性,,另一方面也是為了降低應(yīng)用落地成本,。”他補(bǔ)充道,。

  在此背景下,,圍繞著北斗系統(tǒng)全面服務(wù)全球的技術(shù)應(yīng)用也在如火如荼地展開。

  打開千億產(chǎn)業(yè)化市場

  根據(jù)“白皮書”統(tǒng)計(jì),,北斗系統(tǒng)已在交通運(yùn)輸,、公共安全、氣象預(yù)報(bào),、救災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益,,預(yù)計(jì)到2025年,我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)值規(guī)模有望達(dá)6440億元,,北斗產(chǎn)值產(chǎn)比有望大幅抬升,。

  其中,產(chǎn)值貢獻(xiàn)較大的領(lǐng)域當(dāng)屬交通領(lǐng)域,。據(jù)中信證券綜合統(tǒng)計(jì),,在2019-2029年間,GNSS(全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))在公路領(lǐng)域的收入貢獻(xiàn)將占總體收入的55%,消費(fèi)者解決方案部分的收入占比約為38.3%,。在其他市場中,,地理測繪將占據(jù)重要收入貢獻(xiàn)。

  廖定海向記者分析,,“北斗系統(tǒng)未來落地的最大方向,,當(dāng)屬新興信息化?!彼m(xù)稱,,這主要包括自動(dòng)駕駛,、智能機(jī)器人,、物聯(lián)網(wǎng)等智能應(yīng)用。尤其將集中在對高精度的訴求方面,,比如自動(dòng)駕駛這種需要厘米級定位精度的領(lǐng)域,。“北斗導(dǎo)航應(yīng)用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域不僅僅是獲得位置信息的問題,,還需要復(fù)雜的技術(shù)支持,,包括地基增強(qiáng)系統(tǒng)和星際增強(qiáng)系統(tǒng)等能力的融合?!?/p>

  據(jù)介紹,,中海達(dá)此前已與一些車企在高精度地圖、高精度位置裝備等方面開展合作,,正與上汽合作打造高精度地圖運(yùn)營商,。

  “在全國的高精度數(shù)據(jù)已經(jīng)采集完畢。未來這些數(shù)據(jù)計(jì)劃開放給所有車廠,,因?yàn)槲翌A(yù)計(jì)在2022年,,L3級別的自動(dòng)駕駛將快速普及?!绷味êV赋?。

  由于北斗系統(tǒng)具備特有的全球位置報(bào)告和短報(bào)文通信等能力,由此也可以開拓出更多新興應(yīng)用空間,。2020年以來,,國家自然資源部就在著力推動(dòng)該系統(tǒng)在普適化監(jiān)災(zāi)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

  “目前,,全國正在建設(shè)一張災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng),,計(jì)劃短期內(nèi)將建設(shè)2萬多個(gè)站點(diǎn)?!绷味êO蛴浾弑硎?,這也是中海達(dá)正著力發(fā)展的方向。

  據(jù)介紹,不同于應(yīng)急監(jiān)災(zāi)主要以一定范圍的滑坡,、泥石流及崩塌等地質(zhì)災(zāi)變體為監(jiān)測對象,,普適化地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備可以對突發(fā)重大災(zāi)情險(xiǎn)情進(jìn)行快速布設(shè)與快速監(jiān)測,有精度適當(dāng),、成本較低,、推廣適用性強(qiáng)等特點(diǎn),足以應(yīng)對滑坡崩塌分布范圍廣,、災(zāi)害成因機(jī)理復(fù)雜多樣的難題,。

  而相比北斗一號,北斗三號系統(tǒng)的短報(bào)文通信容量已經(jīng)提升近20倍,。廖定海向記者指出,,傳輸容量和速度大幅提升,意味著可以做到類似微信語音的聊天方式,。

  由此,,北斗系統(tǒng)將在地面通訊被破壞后的應(yīng)急通信、海洋場景等極端環(huán)境下的應(yīng)用具備剛性需求,。

  尤為重要的是,,隨著普適性監(jiān)災(zāi)的全國化推進(jìn)、芯片等底層自主化能力的深化,,相關(guān)應(yīng)用成本快速下降,,將為進(jìn)一步技術(shù)普及帶來更大推動(dòng)力。

  “北斗+”的未來

  隨著5G已經(jīng)在我國逐步推進(jìn)大規(guī)模商用進(jìn)程,,未來北斗+5G無疑將進(jìn)一步惠及各行各業(yè),。

  在世界5G大會期間,楊長風(fēng)曾表示,,北斗+5G未來可期,。“衛(wèi)星導(dǎo)航和移動(dòng)通信有天然融合的基礎(chǔ),?!彼忉尩溃@是源于衛(wèi)星導(dǎo)航可以支持移動(dòng)通信網(wǎng)安全高效運(yùn)行,,反之,,移動(dòng)通信可以增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航的服務(wù)能力。

  “北斗+5G的融合創(chuàng)新,,將突破單一系統(tǒng)應(yīng)用的局限性,。”楊長風(fēng)認(rèn)為,,通過北斗+5G兩大新基建設(shè)施的彼此增強(qiáng),、互相賦能,,可以形成泛在、無縫,、高精度,、高可信的PNT(定位導(dǎo)航授時(shí)能力)服務(wù)能力,助力自動(dòng)駕駛,、智能交通等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。“相信未來,,能夠通信的地方就能導(dǎo)航,,能導(dǎo)航就能通信,這一愿景將成為現(xiàn)實(shí),?!?/p>

  除了國內(nèi)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域開始了北斗應(yīng)用的深入探索,實(shí)際上在國際市場,,尤其在“一帶一路”沿線國家,,北斗系統(tǒng)也早早開啟了支持服務(wù),。據(jù)統(tǒng)計(jì),,目前國產(chǎn)北斗產(chǎn)品已經(jīng)輸出到了120多個(gè)國家和地區(qū)。

  “四大系統(tǒng)的兼容將是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流趨勢,?!绷味ê8嬖V記者,因此北斗系統(tǒng)的應(yīng)用未來必然會走向全球化,?!霸谒行l(wèi)星導(dǎo)航供應(yīng)商共同支持下,雖然可能感覺不出來具體是北斗在發(fā)揮作用,,但互通,、互用、相互兼容是大勢所趨,。除了在國內(nèi)發(fā)展產(chǎn)業(yè)落地,,把裝備、設(shè)備,、應(yīng)用等帶出國外,,也將帶動(dòng)整個(gè)北斗系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展?!?/p>

  他進(jìn)而向記者分析,,國產(chǎn)北斗系統(tǒng)在全面自主化的發(fā)展脈絡(luò)之下,走向國際市場將具備足夠的技術(shù)能力和性價(jià)比優(yōu)勢,,如此來看,,代表中國實(shí)力的北斗產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)未來有望在國際市場占據(jù)GNSS應(yīng)用領(lǐng)域的較大比例份額。

  “中海達(dá)目前的出海主要包括裝備出口和幫助建設(shè)基站兩個(gè)方面?!彼硎?,尤其在2020年全球新冠肺炎疫情影響之下,海外國家對相關(guān)裝備的需求旺盛,,近些年來這一業(yè)務(wù)一直處于較高增速,;幫助建設(shè)基站,則可以借此讓海外國家在未來更好感受到對地災(zāi)監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用落地,?!澳壳拔覀兊臉I(yè)務(wù)在亞太地區(qū)發(fā)展較快,韓國和俄羅斯市場容量都比較大,?!?/p>

  接下來,面向新一代北斗系統(tǒng)的演進(jìn)還在持續(xù),,對于全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來說,,2035年都將是下一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。

  根據(jù)楊長風(fēng)此前介紹,,一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命是10-12年,,從北斗二號的經(jīng)驗(yàn)來看,衛(wèi)星可以服務(wù)12-14年,,之后會進(jìn)入“墳?zāi)管壍馈?,屆時(shí)就需要進(jìn)行衛(wèi)星替換。

  而按照國家層面的定義,,在2035年前,,中國將建成更加泛在、更加融合,、更加智能的國家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系,,為未來智能化、無人化發(fā)展提供核心支撐,,構(gòu)建覆蓋天空地海,、基準(zhǔn)統(tǒng)一、高精度,、高智能,、高安全、高效益的時(shí)空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施,。

  屆時(shí),,由北斗系統(tǒng)所打開的市場空間,以及代表國家底層技術(shù)實(shí)力的核心產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),,無疑將迎來新一階段,、更為廣闊的發(fā)展機(jī)遇,。


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