栏目:【技术交流】
北斗导航-----下一个蓝海
作者:陈丽恒    更新日期:2018/1/24
 
 

 

  目前,北斗卫星导航已成为当今社会重要的空间信息基础设施,其应用只受想象力的限制,具有广泛的社会、经济、科技和国防意义。

 

一、北斗系统建设历程


  从上个世纪九十年代初北斗一号立项到现在,我国的北斗卫星导航系统已经走过了二十多年的发展历程。根据三步走的发展计划,先后经历了北斗一号和北斗二号两个阶段,目前正在向北斗三号发展。

 

图1  北斗卫星系统发展历程


  北斗一号是我国的第一个卫星导航系统(试验系统),覆盖我国及周边地区,采用RDSS体制,提供有源定位、短报文通信和单双向的授时服务。


  北斗二号是我国目前已经建成并正在大规模使用的区域卫星导航系统,继承了北斗一号的RDSS,采用了国际GNSS主流的RNSS体制,也就是所谓的无源定位技术。北斗二号有14颗在轨卫星,由GEO(静止轨道导航卫星),IGSO(倾斜地球同步轨道导航卫星)和MEO(中圆地球轨道导航卫星)三种卫星组成,但它还是一个区域系统,覆盖亚太地区,在三个频点即B1、B2和B3播发军用和民用信号。


  根据北斗导航“三步走”发展战略,北斗三号系统是我国全球导航系统建设的最后一步。2017年11月5日,西昌卫星发射中心,长征三号乙/远征一号运载火箭“一箭双星”成功地发射了两颗北斗三号第1、2颗组网卫星,开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。与北斗二号相比,北斗三号卫星将增加性能更优、与世界其他卫星导航系统兼容性更好的信号B1C;按照国际标准提供星基增强服务(SBAS)及搜索救援服务(SAR)。同时,还将采用更高性能的铷原子钟和氢原子钟,铷原子钟天稳定度为1E-14量级,氢原子钟天稳定度为1E-15量级。


  按计划,2018年我国将向“一带一路”沿线及周边国家提供服务;2020年前后将完成30颗卫星发射组网并为全球用户提供服务。

 

二、北斗产业发展预测


  《国家卫星导航产业中长期发展规划》中提到,发展目标是到2020年,我国卫星导航产业创新发展格局基本形成,产业应用规模和国际化水平大幅提升,产业规模超过4,000亿元,北斗卫星导航系统及其兼容产品在国民经济重要行业和关键领域得到广泛应用,在大众消费市场逐步推广普及,对国内卫星导航应用市场的贡献率达到60%,重要应用领域达到80%以上,在全球市场具有较强的国际竞争力。


  根据国家“一带一路”建设规划,稳步推进北斗系统走出去已列入国家“一带一路”建设任务。我国将稳步推进北斗系统走出去,积极推进北斗系统国际化发展,为“一带一路”沿线国家提供高精度北斗时空信息服务。从国内市场向“一带一路”的亚洲沿线国家延展,巴基斯坦、沙特、埃及、印度尼西亚等国的市场前景广阔。


  北斗导航系统兼有军民两用的属性,在军民融合和大数据等相关政策刺激下,随着大数据、云计算、物联网、车联网、船联网和低碳经济等新技术和新经济模式的出现,导航位置产业化应用将迎来一次跨越式的发展机遇。随着国内外主流厂商纷纷量产兼容北斗的芯片,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得到了极大地推动。


  2017年11月29日,中美双方签订了《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》。声明表示,两系统在国际电联(ITU)框架下实现射频兼容,实现了民用信号互操作,并将持续开展兼容与互操作合作。


  所谓信号的兼容与互操作,是指信号体制包括多址方式、频率规划、测距码、调制波形、导频信号、电文等各个方面的兼容性。而联合声明中提到的北斗与GPS已经实现了兼容和互操作,是指新一代卫星系统信号兼容,即北斗三号和GPS Block III卫星。它们都将增加发射BOC调制的新调制信号(北斗的B1C信号和GPS的L1C信号)。

 

 

图2  北斗导航

 

  中国北斗的应用形式十分多样,应用领域也十分广泛,依据不同的维度有多种分类方法。从精度上分,卫星导航应用可分为高精度应用及普通精度应用。从应用主体及用户特点上分,导航应用可分为军事应用、行业应用、大众应用三类,北斗系统的应用及产业化也正式沿着这样的路径不断拓展、演化。同时,中国北斗的应用,有很多创新应用。“北斗和云计算、大数据、互联网进行了融合,实现了‘北斗+互联网’新的产业模式,这种模式在国际上也是领先的。”预计,2018年我国北斗导航产业规模将达到880亿元,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为41.96%,2022年将达到3,575亿元。

 

图3  北斗导航产业规模预测

 

三、结束语


  作为国家战略新兴产业,作为国家大力发展的“国之重器”,北斗系统应用及产业化将迎来高速的发展。北斗产业链上游的技术将随着市场规模的扩大逐步向深层次发展,并由此分化出更专业化的,拥有高、精、尖技术的龙头企业。