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北斗导航产业将迎大发展 为军民融合提交优质答卷
发布时间:2016-8-2
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文章来源:中国网

中国网新闻8月1日讯 日前,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《国家信息化发展战略纲要》,明确指出,“围绕通信、导航、遥感等应用卫星领域,建立持续稳定、安全可控的国家空间基础设施”。另据7月23日召开的“2016中国北斗与物联产业技术研讨会”上业内权威人士透露,中国自主研制的北斗卫星导航系统,已初步具备向全球拓展的基础,拥有良好的市场前景。种种迹象表明,经过几十年的艰辛探索,我国自主研发的北斗导航系统已“开花结果”,产业化进程迈入黄金期,走出了一条成功的军民融合之路。

美国最早研制卫星导航技术,GPS长期独占鳌头

导航定位是人类社会所必需的。从古至今,人类在生产和生活实践中发明了多种导航方法。例如,天文导航是通过观测天体的位置来确定自身的位置和航向,此法设备简单,但受到气象条件的限制;无线电导航是接收海岸电台发出的无线电波来确定舰船自身的位置,它虽不受气象条件的影响,但由于无线电波的传播距离有限,故用于远航时有困难。其他导航方法也不尽如人意。从目前的技术水平和可以预见的将来看,卫星导航技术是一种比较理想的导航工具。

1958年,美国海军开始研制子午仪卫星定位系统,1960年开始发射卫星并于1964年正式投入使用。尽管这个为核潜艇开发的定位系统具有诸多弊端,但对比传统的定位方式而言已经是一场革命了。针对上述不足,美国海军提出了“测时”(Timation)计划,试验了星载原子钟,为海军舰艇尤其是核潜艇提供低动态的2维定位服务;同期美国空军提出了621B计划,使用伪随机码为基础的测距原理,621B计划为空军提供高动态3维服务。1973年美国国防部将海空军的方案合二为一,建立国防导航卫星系统,这是现有“全球定位系统”(GPS)正式的源头。此后不久,国防导航卫星系统改名为Navstar,即授时和测距导航卫星或者说是全球定位系统,后来简称GPS。

GPS卫星导航系统是美国为军事目的开发,历时20多年,耗资200多亿美元建立起来的。1983年,时任美国总统里根建议GPS扩展到民用领域。在1991年的海湾战争中,美军的全球定位系统大显身手,为美军实施精确轰炸立下了赫赫战功,同时,这也刺激了它在商业领域的应用。1993年,美国正式向全球民间用户免费开放其研发的全球定位系统,并承诺不会中断服务,甚至外国军队都可以使用它。但为了防范“某些国家”利用该系统威胁美国,全球定位系统对外国只提供低精度的卫星导航信号。一旦发生威胁自身安全的军事冲突,美国会马上切断卫星导航服务。

如今,GPS已经是一个军民两用系统,提供两个等级的服务。全球用户只需购买GPS接收机,便可免费享受该服务。随着GPS向民用开放,它所蕴藏的巨大商机被发掘出来。GPS不仅用于导弹、飞船的导航定位,更是广泛用于飞机、汽车、船舶的导航定位,公安、银行、医疗、消防等用它建立监控、报警、救援系统,企业用它建立现代物流管理系统,农业、林业、环保、资源调查、物理勘探、电信等都离不开导航定位,特别是随着卫星导航接收机的集成微型化,出现各种融通信、计算机、GPS于一体的个人信息终端,使卫星导航技术从专业应用走向大众应用,成为继通信、互联网之后的IT第三个新的增长点。

使用他国GPS难免受制于人,中国开始有了自己的导航系统

由于GPS系统属于美国政府的国家资产,由国防部负责管理。美国保留了限制GPS信号强度和精度,或者彻底关闭GPS服务的权利,以便美军及其盟国可以在冲突时独享GPS服务。有军事专家指出,一个没有自己独立导航系统的国家,平时只能使用比军用GPS信号精度低的民用信号。最要命的是,一旦与美国发生冲突,本国GPS信号极有可能被掐断,大量平台与武器都会陷入“两眼一抹黑”的境地。事实上,美国并非没有这样的先例,在海湾战争时,美国甚至还一度关闭对欧洲的GPS服务,连盟友的利益都可以牺牲。

在此背景下,发展独立自主的卫星导航系统,就成为各国很自然的选择。早在1970年代,苏联就开始发展格洛纳斯(GLONASS)系统,与GPS同时起步,今天已成为两大已建成的全球卫星导航系统之一。欧盟联手打造“伽利略”系统,还一度邀中国“入伙”,但因为多国需求难以协调,至今步履维艰。印度和日本也在计划自己的区域卫星定位系统。

其实,我国对卫星导航系统的探索并不比美国晚多少,历时已达半个世纪之久。早在上世纪60年代末,我国就开展了卫星导航系统的研制工作,但由于诸多原因而夭折。自20世纪70年代后期以来,国内开展了探讨适合国情的卫星导航系统的体制研究,先后提出过单星、双星、三星和3-5星的区域性系统方案,以及多星的全球系统的设想,并考虑到导航定位与通信等综合运用问题,但是由于种种原因,这些方案和设想都没能得以实现。

在20世纪80年代到90年代,我国就结合国情,科学合理地提出并制订自主研制实施“北斗”卫星导航系统建设的“三步走”规划:第一步是试验阶段,即用少量卫星利用地球同步静止轨道来完成试验任务,为“北斗”卫星导航系统建设积累技术经验、培养人才,研制一些地面应用基础设施设备等;第二步是到2012年,计划发射10多颗卫星,建成覆盖亚太区域的“北斗”卫星导航定位系统(即“北斗二号”区域系统);第三步是到2020年,建成由5颗静止轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统。

近20年来,中国的北斗系统异军突起,从一代发展到二代,目前已覆盖亚太,预计将在2020年完成组网,如期实现全球覆盖。2000年,中国“北斗”导航系统建成运行,成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域,经济效益和社会效益显著,特别是在2008年中国南方冰冻灾害、汶川特大地震抗震救灾和北京奥运会中发挥了非常重要的作用。

北斗导航产业化不断提速,军民融合的路子越走越宽

自2007年第一颗北斗导航卫星发射成功后,9年多的高密度卫星发射,令中国卫星导航系统为广泛民用和全球服务做好了准备。今年6月12日,第23颗北斗导航卫星顺利升空,进入预定轨道。7月23日,在南京举行的“2016中国北斗与物联产业技术研讨会”上,中国卫星导航系统管理办公室总工程师张春领表示,中国自主研制的北斗卫星导航系统,已初步具备向全球拓展的基础,该系统将于2018年形成面向“一带一路”沿线国家的服务能力,2020年形成全球服务能力。

据《国家卫星导航产业中长期发展规划》预测,到2020年,我国卫星导航产业规模将超过4000亿元,北斗产业规模将要达到2400亿元。表明从2016年到2020年,我国卫星导航与位置服务产业产值复合增速达到20%。7月20日,中国卫星导航定位协会在京发布的2015年度《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,2015年中国卫星导航与位置服务产业保持高速发展,总体产值达到1735亿元,较2014年增长29.2%。其中,北斗应用占比进一步提高,市场贡献率接近20%。白皮书特别指出,北斗系统拥有良好的市场前景,预计该产业未来仍会高速增长。

日前,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《国家信息化发展战略纲要》,为北斗卫星导航系统未来发展进一步定调:统筹北斗卫星导航系统建设和应用,推进北斗产业化和走出去进程。加强陆地、大气、海洋遥感监测,提升对我国资源环境、生态保护、应急减灾、大众消费以及全球观测的服务保障能力。

北斗导航系统兼有军民两用的属性,必然践行一条军民融合的发展道路。在军事领域,中国卫星导航系统办公室主任冉承奇曾公开表示,北斗卫星导航系统将把解放军的目标追踪能力提高100到1000倍,还能减少军用开支的经济负担。英国路透社在报道中称,中国军队目前使用的是GPS和格洛纳斯系统的民用版。一旦北斗系统完成35颗卫星的部署,将令解放军实施“外科手术”式的远程打击的能力极大提高。

在民用领域,随着智能手机进一步普及,2015年国内导航定位终端产品总销量突破4.66亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到4.4亿台。随着国外主流厂商纷纷量产兼容北斗的芯片,极大推升了北斗在智能手机、平板电脑、可穿戴设备和消费电子终端等产品中的应用规模。其中采用国产芯片的北斗兼容型终端年产销量首次突破1000万台/套。

目前,我国北斗产业已初具规模。围绕这一产业,已经培育出如北方导航、北斗星通等一大批经营效益好、市场人气高的上市公司。从产业链来看,上游基础元器件,包括芯片等硬件设备和系统程序软件;中游应用终端,适应不同用户需求的终端设备,如车载导航终端设备、手机导航终端设备等;下游基于运营维护服务的各种应用领域。运营维护服务是通过对卫星信号的处理、转化,为终端用户提供综合服务,如实时路况信息、定位、导航及通信等。在政策不断加码及导航需求日益增长的共同推动,下游运维服务将迎来高速发展期。(窦豆)