北斗卫星导航：“飞入寻常百姓家”

这是一款利用北斗卫星系统兼容GPS研制的手持导航仪。中新社发

　　中国北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行，并与其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后的全球第四大卫星导航系统。2000年，我国首次将两颗北斗系统试验卫星送上太空，标志着我国卫星导航系统实现了从无到有的突破；2004年，两颗卫星试验结束，我国正式启动“北斗”建设，首次开始批量研制生产卫星和运载火箭，迈出具有中国特色的卫星导航系统之路。

　　北斗卫星导航系统是一种尖端科学技术，然而，它的应用不仅仅止于以往卫星发射这样的高端领域，而是正在“飞入寻常百姓家”，广泛惠及普罗大众的生活。在此借第三届中国卫星导航技术与应用成果展及学术年会召开之机，对北斗卫星导航的相关知识做一个详尽报道，旨在让读者对这只“旧时王谢堂前燕”有一个全景式的了解，进一步引领全社会关注“北斗”，推动“北斗”应用的步伐，让我们的生活因之更便利、更精彩。

　　许多人都有过通讯设备突然没了信号的体验。这在平时或许影响不大，但是如果身处群山之中或较为偏僻的地方，在野外遇险或者遇到突发事件时，就是非常棘手的事情。此时，该如何发出求救信号？

　　近日，第三届中国卫星导航技术与应用成果展及学术年会在广州开幕，来自中、美、俄、欧、日等国家和地区的1800余人参加了会议。中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍，通过中国北斗卫星导航系统技术应用的导航仪，可以通过卫星来发送和接收短信，也可以向其他的手持终端发送信息，并自动定位求救。只不过目前这种终端机体积大了些，价格也贵了点，但目前发短信暂时免费。

　　与会专家称，北斗卫星导航系统将在今年年内实现对亚太大部分地区的覆盖，产业化发展将全面展开。预计2020年将形成由30多颗卫星组网具有覆盖全球的能力，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力，卫星导航在经济社会发展中的作用将会越来越重要。

　　技术领航世界

　　“像我国这样一个大国，完全依靠国外的导航系统风险是很大的。出于国家安全战略考虑，中国要搞自己的导航系统。”广东省经济和信息化委员会主任杨建初如是说。

　　据介绍，目前我国的北斗卫星导航系统正按照“三步走”的发展战略稳步推进：第一步，2000年建成了北斗卫星导航试验系统，使中国成为继美、俄之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家；第二步，建设北斗卫星导航系统，2012年左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力；第三步，2020年左右北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。

　　根据发展计划，北斗系统即将完成“第二步”建设任务，在年底前后向亚太地区用户正式提供免费的无源定位、导航、授时服务；2020年将形成由30多颗卫星组网具有覆盖全球的能力，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。目前与GPS相比，北斗系统增加了通讯功能，可以实现双向通讯。

　　技术展会现场展示了一款应用终端，除了具备导航功能外，还具备北斗求救功能。就算野外遇险通信讯号中断，还可在该仪器上编辑短信，最多可写200字，通过卫星发送到技术支持中心，并且自动定位。仪器同样也可以接收到救援者发回的短信。

　　“中国北斗卫星导航系统可以将你的位置信息发送出去，使你想告知的其他人获知你的情况，目前在这项技术上美国也在向我们学习。”“两弹一星”功勋科学家、国家最高科学技术奖获得者、北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士介绍,随着系统组网的推进，北斗二代卫星导航系统已转入建设和应用并举的新阶段。去年12月27日，北斗系统进入试运行阶段，正式提供无源定位、导航、授时等试运行服务；今年4月，“一箭双星”成功发射了第12、13颗北斗系统卫星,表明北斗系统应用服务逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、测绘等领域。

　　中国科学院院士杨元喜透露，北斗卫星导航系统结网完成后，北斗系统用户定位、电文通信和位置报告只需要几秒钟，而GPS首次定位一般需要1～3分钟。“北斗系统除定位速度快的优点外，还是世界上首个集定位、授时和报文通信为一体的卫星导航系统。”杨元喜在广州市科普大讲坛上表示。

　　应用领域广泛

　　孙家栋表示：“北斗”有着非常广泛的应用，未来结合通讯、互联网等产业，可以实现从交通、航空、农业等单一领域的应用到现代位置服务的跨越。如果将定位系统与矿山开发等技术结合，未来无人采矿也会成为可能。

　　作为新兴的全球定位系统，北斗系统的最终目标是走向应用，推动行业和区域的示范，通过行业的应用带动大众的应用，进一步推动全社会关注北斗，推动北斗的应用。有券商研究报告预计，北斗卫星导航将在2013年广泛应用于国防领域，之后拓展到其他行业，并于2017年在大众消费领域获得应用。以市场规模计，2020年将达到3000亿元左右，其中，汽车导航市场有望达到近2000亿元规模。“十二五”期间，北斗系统产业产值年复合增长率可望达到50%左右。“北斗在通信、气象、渔业、电力等行业都有广阔的应用前景，特别是中国庞大的车载导航市场使卫星导航的民用空间巨大。”杨建初表示。

　　“北斗对我们的生活太有用了”，杨元喜介绍，北斗系统现阶段主要用途是在军事海事上，而在抢险救灾中，当一般信号打不出来时，北斗仍可以告诉我们那个灾区有多少人受伤。“北斗可以作为防灾减灾、监测山体滑破、多系统的终端，比如监测山体变形，能够实时将数据通过北斗一代信道传回指挥中心，如果监测到变形超过一定范围，赶紧发布预警，对灾情进行预判、预报。在汶川抗震救灾中，汶川地震的第一条灾情报告就是‘北斗’系统发回的。”

　　杨建初说，卫星导航与我们日常生活密不可分，“现在开车我们用得最多的是GPS导航，不过北斗将为我们提供‘北斗+GPS’的双模兼容系统，就像手机‘一机双卡’那样，使得导航设备既有GPS的功能，又兼具‘北斗’的优点。如果GPS信号接收受到人为干扰，则使用北斗系统定位，服务会更完善。”

　　本届年会在技术展会现场展出了一个比手机卡略小一圈儿的北斗芯片，可根据需要装载于手持用户机、车载一体机、平板电脑等各种终端产品。据介绍，这个芯片有基于北斗和GPS兼容的功能，终端的功耗下降并小型化了，成本降低，定位精度比纯GPS好得多，纯GPS一般在10米左右，有了这样一个芯片以后，它的定位精度可以达到5米。

　　有私募人士预计，北斗卫星导航系统的运营服务集中在大众消费领域，将是一个持续而庞大的市场。据介绍，装有北斗芯片的各种终端设备在可以气象监测、空气探测中探测出空气湿度，提高灾害性天气预报的准确性；同时对森林救火预警也尤为重要。“将各防火员、车、飞机的当前位置传送到防火调度中心，并绘制电子地图，运用北斗系统，最近的救援队在什么地方、最近的救火地在什么地方就都知道了。”

　　前景乐观可期

　　目前“北斗”尚处于发展阶段，现在市场流行的导航和定位产品多数为北斗和GPS双模信号，能够同时采用北斗信号和GPS信号，具有提高精度、信号可靠度的优势，但是设备也面临着制造成本高、单一北斗信号不稳定、大多数设备体积巨大、不利于携带等问题。相关人士表示，相信北斗系统在转型向民用的过程中，国内巨大的市场优势势必能为北斗产业带来巨大的利益，也促进产业规模做大做强。

　　数据显示，近年来卫星导航产业年增长保持50%左右，从2003年的40亿上升至目前的500多亿元，2009年增长幅度甚至超过80%。随着专业领域和消费领域的发展,按年复合增长率20%左右保守预计,我国卫星导航产业预计在2015年增长至1500亿元~2000亿元，2020年增长至4000亿元。

　　据统计，广东目前卫星导航产业已聚集企业超过400家，是全国卫星导航企业数量最多的城市，并初步形成了从芯片、地图、集成、终端制造和服务的产业链条，在珠三角地区聚集了一批有一定技术实力的企业，生产配套能力强、市场推广应用潜力大。2011年全行业产值超过1000亿元，卫星产品产能约占全国的70%。

　　具体而言，未来北斗系统将向汽车、农业、智能终端、路况信息管理、道路堵塞治理等民用领域深化，形成软件、硬件、数据三管齐下和一条从卫星导航、基础数据、地图引擎到下游软硬件应用的大地理信息产业链。比如，广东将把卫星导航技术应用到测绘、航运、物流、机械控制等产业中，加速产业转型升级。

　　杨建初介绍，广东省将制定加快培育和发展战略性新兴产业的意见，将卫星导航产业纳入战略性新兴产业重点领域予以扶持；北斗卫星导航产业发展专项规划提出了2015年全省卫星导航产业规模达到1000亿元，实现省内新安装车载监控装置及在用“两客一危”车辆北斗覆盖率“两个百分百”的目标；设立战略性新兴产业发展专项资金，其中卫星导航产品研发及产业化被列入重点支持的领域之一。孙家栋说：“就车载导航来说，我国终端设备的60%产自广东，这里有一条相对完整的产业链和一大批高素质人才，我对广东充满信心！”

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