北斗卫星导航系统建设与应用

蔡兰波，中国卫星导航系统管理办公室总师

 

　　大家下午好！首先我代表中国卫星导航管理办公室对我们本次会议召开表示祝贺。下面我报告的题目是“北斗卫星导航系统建设与应用”。分三部分，系统建设、应用推广、近期计划。

 

　　第一，系统建设。1、发展目标，北斗致力于为全球用户提供连续稳定可靠的定位、导航、授时服务，满足国家安全和经济社会发展对定位导航授时的需求，促进国家信息化建设和经济发展方式的转变，提升经济和社会效益。与世界其他卫星导航系统共同合作，服务全球，造福人类。

 

　　2、基本原则，开放，自主、兼容、渐进。开放是要面向全球用户，承诺免费提供开放的服务；自主是独立自主的发展和运行北斗系统；兼容是致力于与其他全球卫星导航系统兼容与互操作；渐进是依据国家的技术和经济发展实际，按计划循序渐进的建设北斗系统。

 

　　3、发展步骤，按照三步走的发展路线，先区域、后全球，先有源，后无源的发展思路，分布实施，形成突出区域，面向全球，赋予富有特色的北斗系统发展道路。第一步，1994年至2000年，我们已经形成了区域有源服务，是我们讲的北斗1号系统。第二步，2004年到2012年，我们形成了区域的无源服务，目前我们正在运行的三个星座，14颗星的亚太地区提供的系统。第三步，2013年到2020年要形成全球无源服务的方法。

 

　　4、全球无源系统的空间段有5颗地球同步轨道卫星，3颗地球倾斜同步轨道卫星和27颗中圆轨道卫星组成。地面控制的有31个地面站组成，用户段包括各类北斗应用的终端及其相应的一些兼容性。北斗系统到2020年将继续提供北斗系统提供授权、公开、广域差分和短报文四类服务，定位精度优于10米，单向授时精度优于50纳秒，测速精度每秒0.2米。

 

　　5、基本政策，北斗系统免费提供开放服务。持续进行北斗系统维护和完善，不断提升服务性能，为用户提供更高质量的服务。按计划发布公开服务规范，发挥政府和市场作用，推动北斗/GNSS应用的创新、普及与国际化，打造国家战略性新兴产业的基础。秉承发展、合作、共赢的理念，实现北斗与其他GNSS系统的兼容共用，充分发挥系统效能，提升用户效益。

 

　　6、保持系统稳定运行。北斗系统自2012年12月27日正式提供区域服务以来，系统运行连续稳定，服务性能满足系统服务规范要求。星基增强系统建设，北斗系统将按照国际民航标准，开展北斗星基增强系统设计、试验与建设，为我国及周边地区民航等用户提供一类精密进近服务。目前，国际IWG组织已明确北斗为未来星基增强系统的增强对象。已初步完成基本系统研制建设，正在进行广域实时米级和分米级，以及北京地区厘米级、后处理毫米级定位精度试验。按照“统一规划、统一标准、共建共享”原则，建立以北斗为主，并与其他卫星导航系统兼容的地基增强高精度卫星导航服务体系。目前，已初步完成基本系统的建设，正在进行广域实时米级和分米级的实验，其中湖北有1/3的区域已经完成了我们厘米级和毫米级的试验，目前正在北京地区进行厘米级和后处理级毫米级的定位精度实验。整个地机增强系统包括在全国建成31个框架基准站形成的基准网，将可以提供全球首个大众米级的导航定位的实施服务。全球组网稳步推进，2015年3月30日，首颗新一代北斗导航卫星成功发射。卫星采用新型导航信号体制、星间链路等新技术体制，搭载更高精度卫星钟，将有助于全面提升卫星服务能力。目前，卫星按计划开展在轨测试，有关新技术体制和性能指标得到初步验证，满足设计要求。

 

　　第二，应用推广。

 

　　1、目标定位。建立完备的自主卫星导航产业体系，掌握核心技术、完善基础设施，形成有利于产业持续健康发展的法规、政策、标准体系和市场环境，具备较强国际竞争力。2020年，我国卫星导航应用产业年产值超过4000亿元。中国第二代卫星导航系统重大专项是引领和带动北斗产业发展的助推器，重点是解决北斗产业发展的基础共性问题，发挥市场在北斗产业发展中的决定性作用，国内各有关主管部门群策群力，加强北斗产业的战略规划、政策标准、市场监管等制定与实施，推动北斗产业健康、快速、可持续发展。

 

　　2、工作思路。抓好两个重点：一是具有自主知识产权的芯片/模块的研发，为北斗系统规模化应用夯实基础。二是开展行业和区域北斗典型应用示范，打开北斗应用的突破口。

 

　　做好六项支撑：顶层规划北斗产业化和国际化应用的战略发展；北斗地基增强系统等应用基础设施建设；政策法规体系研究与构建；北斗标准化工作；北斗知识产权战略与行动计划；北斗宣传与传播。

 

　　3、工作体系。政策标准、基础产品、基础设施、示范应用以及产业化。

 

　　4、最新进展，政策标准。一是各部门相继发布北斗产业政策。2012年9月，科技部印发《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》。2013年9月，国务院办公厅印发《国家卫星导航产业中长期发展规划》。2014年3月，国家测绘地理信息局印发《关于北斗卫星导航系统应用的若干意见》。会同国家发改委、工业和信息化部、科技部、国防科工局等有关部门共同研究制定《关于促进北斗卫星导航产业发展的有关政策》（草案），已完成征求意见工作。

 

　　二是论证形成《国家北斗卫星导航标准体系》。共计571项标准，其中制修定423项，收录148项。针对北斗系统建设运行和应用特点，按照“基础、工程建设、运行维护、应用”划分体系层次。标准级别和标准性质体现军民统筹、融合共用特色。开放式层次架构，便于后续持续扩展。

 

　　三是已申报8项国家标准立项，20项北斗急需专项标准将于近期发布。建立了北斗应用推广和产业化发展急需的核心技术指标体系和测试方法，以及通用数据格式协议。完善了标准化制修订项目生成机制，统筹安排好国家标准和北斗专项标准制修订计划的衔接和级别转换。2015年第一批北斗专项标准已完成指南发布。

 

　　四是全面推动北斗加入国际民航、海事、移动通信等国际组织标准体系，完整覆盖涉及系统认可、终端性能、应用系统、测试技术等方面的国际标准。北斗系统正式成为国际海事组织（IMO）认可的全球第三个卫星导航系统，标志着北斗系统已正式取得海事应用国际合法地位，具备了进入海运业应用的条件，首个《船载北斗卫星导航系统接收设备性能标准》通过批准。

 

　　五是国际民航组织（ICAO）以理事会决议形式同意北斗系统逐步进入ICAO标准框架，北斗为国际民航应用提供B1I、B1C、B2a等3种服务信号的策略获得认可，北斗B1I标准和建议措施（SARPs）草案进行了持续修订。推动国际海事无线电技术委员会（RTCM） 第104专业委员会成立北斗工作组，推动北斗系统进入RTCM、NMEA、RINEX等系列标准。第三、四代移动通信系统支持北斗业务的16项技术标准已获通过。

 

　　基础产品，导航型基础产品。第一代北斗/GNSS导航芯片、模块 、天线等核心产品主要性能指标接近国际水平，价格基本相当。功耗更低、性能更优、体积更小的第二代北斗射频基带一体化集成芯片预计于年底实现量产。截止2015年第一季度，北斗/GNSS导航型模块出货量已突破600万枚，月销量达到约40-50万片，占市场约15%。北斗/GNSS导航型基础产品已完成产业化初期的可靠性验证和用户信心培育。应用领域：在以车载导航、车载监控应用为主的基础上，面向海事搜救、民政减灾的专用手机以及对讲机、手持机等应用领域已初步形成规模。目前，已有20多个厂家参与北斗/GPS车载导航仪的生产，10余个品牌的北斗/GPS车载导航仪已经正式走向市场。下面为部分适用车型。新一代BDS/GNSS基带射频一体化集成芯片研发取得重大进展，将满足智能手机、平板电脑、穿戴式设备等全球市场应用需求。

 

　　高精度测量型基础产品：高精度OEM板卡和天线产品技术水平已经与国际同步，价格约为国外同类产品一半。高精度OEM板卡销售量接近6万片（占国内三分之一市场）。高精度天线已经占领国内90%的市场份额。在关系国计民生、国家安全的重点领域，选取具有较大应用规模、显著市场前景的行业区域，开展北斗行业/区域示范应用。已启动交通运输、气象、渔业、社会公共安全、民政减灾救灾、林业等7个行业示范。珠三角、长三角、湘、陕、贵、京、鄂、苏等8个区域示范，已经完成北斗终端推广75万台套。国土资源、旅游、电力等领域，新、冀、桂、云、成渝等区域的示范项目正在论证。倡导多系统融合应用，“走出去”推动北斗应用服务，并将北斗应用纳入“一带一路”战略规划。与韩、澳、印尼、巴基斯坦、泰国、新加坡、阿联酋、尼日利亚等开展合作。持续组织“北斗东盟行”、“北斗亚太行”活动，推广北斗应用。

 

　　第三，近期计划。1、系统建设。持续改善北斗系统连续稳定性和服务精度，确保北斗区域服务性能稳中有升。2015年，再发射3-4颗新一代北斗导航卫星，稳步推动新一代全球系统建设工作，为2018年服务“一带一路”奠定基础。2015年底前，完成北斗地基增强系统150个框架网基准站和300个区域加密网基准站建设，进行覆盖全国主要区域的米级、分米级定位精度，以及加密覆盖区厘米级和后处理毫米级修正数的播发。2018年底前，将建成全国范围区域加密网基准站网络。

 

　　2、应用推广。全面开展新一代北斗/GNSS基础产品研发和产业化，实现大众市场千万量级应用推广。发挥卫星导航在工业化和信息化融合中的作用，全面推进行业和区域示范应用。全面实施卫星导航产业政策，以及产品质量监管、标准化和知识产权行动计划，完善卫星导航产业链。持续参与IMO、ICAO、3GPP、RTCM等国际组织标准化工作，推进北斗系统全球海事、民航、移动通信等行业领域应用。把握“一带一路”发展机遇，持续推动中俄、中巴、中泰、中阿中国--东盟等国际合作，共同推动北斗/GNSS国际化应用。

（此文是2015卫星导航与位置服务国际论坛暨第十届中国卫星导航运营商大会上的演讲。根据演讲现场速记整理，未经本人审阅）