北斗衛星導航：“飛入尋常百姓家”

這是一款利用北斗衛星系統兼容GPS研制的手持導航儀。中新社發

　　中國北斗衛星導航系統是中國獨立發展、自主運行，并與其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，是繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略之后的全球第四大衛星導航系統。2000年，我國首次將兩顆北斗系統試驗衛星送上太空，標志著我國衛星導航系統實現了從無到有的突破；2004年，兩顆衛星試驗結束，我國正式啟動“北斗”建設，首次開始批量研制生產衛星和運載火箭，邁出具有中國特色的衛星導航系統之路。

　　北斗衛星導航系統是一種尖端科學技術，然而，它的應用不僅僅止于以往衛星發射這樣的高端領域，而是正在“飛入尋常百姓家”，廣泛惠及普羅大眾的生活。在此借第三屆中國衛星導航技術與應用成果展及學術年會召開之機，對北斗衛星導航的相關知識做一個詳盡報道，旨在讓讀者對這只“舊時王謝堂前燕”有一個全景式的了解，進一步引領全社會關注“北斗”，推動“北斗”應用的步伐，讓我們的生活因之更便利、更精彩。

　　許多人都有過通訊設備突然沒了信號的體驗。這在平時或許影響不大，但是如果身處群山之中或較為偏僻的地方，在野外遇險或者遇到突發事件時，就是非常棘手的事情。此時，該如何發出求救信號？

　　近日，第三屆中國衛星導航技術與應用成果展及學術年會在廣州開幕，來自中、美、俄、歐、日等國家和地區的1800余人參加了會議。中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其介紹，通過中國北斗衛星導航系統技術應用的導航儀，可以通過衛星來發送和接收短信，也可以向其他的手持終端發送信息，并自動定位求救。只不過目前這種終端機體積大了些，價格也貴了點，但目前發短信暫時免費。

　　與會專家稱，北斗衛星導航系統將在今年年內實現對亞太大部分地區的覆蓋，產業化發展將全面展開。預計2020年將形成由30多顆衛星組網具有覆蓋全球的能力，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務，并兼具短報文通信能力，衛星導航在經濟社會發展中的作用將會越來越重要。

　　技術領航世界

　　“像我國這樣一個大國，完全依靠國外的導航系統風險是很大的。出于國家安全戰略考慮，中國要搞自己的導航系統。”廣東省經濟和信息化委員會主任楊建初如是說。

　　據介紹，目前我國的北斗衛星導航系統正按照“三步走”的發展戰略穩步推進：第一步，2000年建成了北斗衛星導航試驗系統，使中國成為繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家；第二步，建設北斗衛星導航系統，2012年左右形成覆蓋亞太大部分地區的服務能力；第三步，2020年左右北斗衛星導航系統形成全球覆蓋能力。

　　根據發展計劃，北斗系統即將完成“第二步”建設任務，在年底前后向亞太地區用戶正式提供免費的無源定位、導航、授時服務；2020年將形成由30多顆衛星組網具有覆蓋全球的能力，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務，并兼具短報文通信能力。目前與GPS相比，北斗系統增加了通訊功能，可以實現雙向通訊。

　　技術展會現場展示了一款應用終端，除了具備導航功能外，還具備北斗求救功能。就算野外遇險通信訊號中斷，還可在該儀器上編輯短信，最多可寫200字，通過衛星發送到技術支持中心，并且自動定位。儀器同樣也可以接收到救援者發回的短信。

　　“中國北斗衛星導航系統可以將你的位置信息發送出去，使你想告知的其他人獲知你的情況，目前在這項技術上美國也在向我們學習。”“兩彈一星”功勛科學家、國家最高科學技術獎獲得者、北斗衛星導航系統工程總設計師孫家棟院士介紹,隨著系統組網的推進，北斗二代衛星導航系統已轉入建設和應用并舉的新階段。去年12月27日，北斗系統進入試運行階段，正式提供無源定位、導航、授時等試運行服務；今年4月，“一箭雙星”成功發射了第12、13顆北斗系統衛星,表明北斗系統應用服務逐步拓展到交通運輸、氣象、漁業、林業、測繪等領域。

　　中國科學院院士楊元喜透露，北斗衛星導航系統結網完成后，北斗系統用戶定位、電文通信和位置報告只需要幾秒鐘，而GPS首次定位一般需要1～3分鐘。“北斗系統除定位速度快的優點外，還是世界上首個集定位、授時和報文通信為一體的衛星導航系統。”楊元喜在廣州市科普大講壇上表示。

　　應用領域廣泛

　　孫家棟表示：“北斗”有著非常廣泛的應用，未來結合通訊、互聯網等產業，可以實現從交通、航空、農業等單一領域的應用到現代位置服務的跨越。如果將定位系統與礦山開發等技術結合，未來無人采礦也會成為可能。

　　作為新興的全球定位系統，北斗系統的最終目標是走向應用，推動行業和區域的示范，通過行業的應用帶動大眾的應用，進一步推動全社會關注北斗，推動北斗的應用。有券商研究報告預計，北斗衛星導航將在2013年廣泛應用于國防領域，之后拓展到其他行業，并于2017年在大眾消費領域獲得應用。以市場規模計，2020年將達到3000億元左右，其中，汽車導航市場有望達到近2000億元規模。“十二五”期間，北斗系統產業產值年復合增長率可望達到50%左右。“北斗在通信、氣象、漁業、電力等行業都有廣闊的應用前景，特別是中國龐大的車載導航市場使衛星導航的民用空間巨大。”楊建初表示。

　　“北斗對我們的生活太有用了”，楊元喜介紹，北斗系統現階段主要用途是在軍事海事上，而在搶險救災中，當一般信號打不出來時，北斗仍可以告訴我們那個災區有多少人受傷。“北斗可以作為防災減災、監測山體滑破、多系統的終端，比如監測山體變形，能夠實時將數據通過北斗一代信道傳回指揮中心，如果監測到變形超過一定范圍，趕緊發布預警，對災情進行預判、預報。在汶川抗震救災中，汶川地震的第一條災情報告就是‘北斗’系統發回的。”

　　楊建初說，衛星導航與我們日常生活密不可分，“現在開車我們用得最多的是GPS導航，不過北斗將為我們提供‘北斗+GPS’的雙模兼容系統，就像手機‘一機雙卡’那樣，使得導航設備既有GPS的功能，又兼具‘北斗’的優點。如果GPS信號接收受到人為干擾，則使用北斗系統定位，服務會更完善。”

　　本屆年會在技術展會現場展出了一個比手機卡略小一圈兒的北斗芯片，可根據需要裝載于手持用戶機、車載一體機、平板電腦等各種終端產品。據介紹，這個芯片有基于北斗和GPS兼容的功能，終端的功耗下降并小型化了，成本降低，定位精度比純GPS好得多，純GPS一般在10米左右，有了這樣一個芯片以后，它的定位精度可以達到5米。

　　有私募人士預計，北斗衛星導航系統的運營服務集中在大眾消費領域，將是一個持續而龐大的市場。據介紹，裝有北斗芯片的各種終端設備在可以氣象監測、空氣探測中探測出空氣濕度，提高災害性天氣預報的準確性；同時對森林救火預警也尤為重要。“將各防火員、車、飛機的當前位置傳送到防火調度中心，并繪制電子地圖，運用北斗系統，最近的救援隊在什么地方、最近的救火地在什么地方就都知道了。”

　　前景樂觀可期

　　目前“北斗”尚處于發展階段，現在市場流行的導航和定位產品多數為北斗和GPS雙模信號，能夠同時采用北斗信號和GPS信號，具有提高精度、信號可靠度的優勢，但是設備也面臨著制造成本高、單一北斗信號不穩定、大多數設備體積巨大、不利于攜帶等問題。相關人士表示，相信北斗系統在轉型向民用的過程中，國內巨大的市場優勢勢必能為北斗產業帶來巨大的利益，也促進產業規模做大做強。

　　數據顯示，近年來衛星導航產業年增長保持50%左右，從2003年的40億上升至目前的500多億元，2009年增長幅度甚至超過80%。隨著專業領域和消費領域的發展,按年復合增長率20%左右保守預計,我國衛星導航產業預計在2015年增長至1500億元~2000億元，2020年增長至4000億元。

　　據統計，廣東目前衛星導航產業已聚集企業超過400家，是全國衛星導航企業數量最多的城市，并初步形成了從芯片、地圖、集成、終端制造和服務的產業鏈條，在珠三角地區聚集了一批有一定技術實力的企業，生產配套能力強、市場推廣應用潛力大。2011年全行業產值超過1000億元，衛星產品產能約占全國的70%。

　　具體而言，未來北斗系統將向汽車、農業、智能終端、路況信息管理、道路堵塞治理等民用領域深化，形成軟件、硬件、數據三管齊下和一條從衛星導航、基礎數據、地圖引擎到下游軟硬件應用的大地理信息產業鏈。比如，廣東將把衛星導航技術應用到測繪、航運、物流、機械控制等產業中，加速產業轉型升級。

　　楊建初介紹，廣東省將制定加快培育和發展戰略性新興產業的意見，將衛星導航產業納入戰略性新興產業重點領域予以扶持；北斗衛星導航產業發展專項規劃提出了2015年全省衛星導航產業規模達到1000億元，實現省內新安裝車載監控裝置及在用“兩客一危”車輛北斗覆蓋率“兩個百分百”的目標；設立戰略性新興產業發展專項資金，其中衛星導航產品研發及產業化被列入重點支持的領域之一。孫家棟說：“就車載導航來說，我國終端設備的60%產自廣東，這里有一條相對完整的產業鏈和一大批高素質人才，我對廣東充滿信心！”

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