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

2020年對于整個北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈而言，都是一個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獨立擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家，進(jìn)而把時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)報道記者專訪時表示，“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。”

根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計師楊長風(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。

北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。IC photo

26年自主化迭代躋身全球主流

從1994年我國啟動北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，到2020年7月正式啟用能夠為全球提供服務(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，授時精度優(yōu)于20納秒。

他同時指出，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)采取以動態(tài)衛(wèi)星為主的策略，核心目的是通過在每個地方保證有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。“三類衛(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。”他指出。

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，北斗系統(tǒng)已在交通運輸、公共安全、氣象預(yù)報、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，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。”他續(xù)稱，這主要包括自動駕駛、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。”

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)計劃開放給所有車廠，因為我預(yù)計在2022年，L3級別的自動駕駛將快速普及。”廖定海指出。

由于北斗系統(tǒng)具備特有的全球位置報告和短報文通信等能力，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)，計劃短期內(nèi)將建設(shè)2萬多個站點。”廖定海向記者表示，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，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)航和移動通信有天然融合的基礎(chǔ)。”他解釋道，這是源于衛(wèi)星導(dǎo)航可以支持移動通信網(wǎng)安全高效運行，反之，移動通信可以增強(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)航授時能力）服務(wù)能力，助力自動駕駛、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。”

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，目前國產(chǎn)北斗產(chǎn)品已經(jīng)輸出到了120多個國家和地區(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。”廖定海告訴記者，因此北斗系統(tǒng)的應(yīng)用未來必然會走向全球化。“在所有衛(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，也將帶動整個北斗系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。”

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)能力和性價比優(yōu)勢，如此來看，代表中國實力的北斗產(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)基站兩個方面。”他表示，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。“目前我們的業(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。”

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年都將是下一個重要節(jié)點。

根據(jù)楊長風(fēng)此前介紹，一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的設(shè)計壽命是10-12年，從北斗二號的經(jīng)驗來看，衛(wèi)星可以服務(wù)12-14年，之后會進(jìn)入“墳?zāi)管壍馈保瑢脮r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、高效益的時空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。

屆時，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。