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北斗让美好理想走进现实
—— 2022中国北斗应用大会侧记

2022-11-29栗荣晓

资源导刊(信息化测绘) 2022年9期
关键词:北斗卫星定位

◎ 本刊记者 栗荣晓

“河汉纵且横,北斗横复直”。自古以来,北斗如天河中的一座灯塔,指引着人们辨明方向,吸引着人们去探索浩瀚宇宙的奥秘。

九月的郑州,秋高气爽,丹桂飘香,如意湖上,碧波荡漾。21 日上午,在湖畔郑州国际会展中心,2022 中国北斗应用大会隆重举办,来自北斗应用领域的专家学者、企业代表汇聚一堂,就北斗的规模化应用进行了热烈讨论和深入交流。

随着北斗三号全球系统开通,我国空间和地面基础设施均已具备较为完善的服务能力,已经基本形成北斗产业应用体系,也为我国数字经济的发展赋予了强大的生命力。

最新数据显示,2021 年,以北斗应用为核心的我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到4690 亿元人民币,较2020 年增长约16.9%。国家各部委近两年共出台了北斗相关规划和政策措施近80 项,深化北斗领域的推广应用。

同时,许多地方政府也明确鼓励和扶持北斗产业的发展。例如,在北京、上海、广州等地,以发展数字经济为背景,提出了鼓励北斗与5G 与物联网、人工智能、大数据等技术融合创新,推动北斗在各领域的规模化应用。

“我国北斗产业的发展具有较强的韧性,北斗的大众应用突破口不断涌现,需求持续的释放,应用的数量和规模都在快速增长,呈现出更加普及的态势。”在2022 中国北斗应用大会上,中国卫星导航定位协会会长于贤成表示。

北斗科技亮相郑州

2022 年中国北斗应用大会展览展出面积为12000平方米,其中特装展位61 个,标展75 个,上万种高科技产品令人眼花缭乱,但最吸引人的还是那些与老百姓生活息息相关的高科技产品。

近年来,随着“北斗+”和“+北斗”应用的深化发展,在新应用、新业务、新模式方面,呈现出更加蓬勃发展的良好局面。

在本本届大会北斗融合应用成果博览会展馆里,北斗天汇创新技术应用的北斗短报文手表、北斗天通卫星电话等新产品受到与会者的关注。

北斗天汇作为北斗领域的国家级“专精特新小巨人”企业,带来了获得2022 卫星导航定位科技进步一等奖的北斗三号短报文手表。该手表实现“向上捅破天”的双向报文通信,一次最长可达1000 个汉字或十几秒语音,同时实现位置、心率、血氧、体温和环境温度等信息一键上报,实现了对救援人员的生命体征、环境温度的实时监测感知。

此外,北斗天汇研制生产的北斗天通手持机、车载型和多系列指挥型终端,北斗高精度授时同步终端、显示时钟和北斗系列时空表,北斗高精度测量和核心基带芯片,北斗天线,北斗导航终端软件、平台软件和应用软件,广泛应用于国家综合防灾减灾救灾、应急救援、边海防、人防、应急通信、武警救援、公安执勤、国家电网、广电、金融、交通等诸多领域。

随着智能化时代的到来,北斗也在越来越多的支撑各类智能新兴应用的发展。北斗星通本次展出的小尺寸+大平台+高精度产品组合已开始大量应用于户外割草机器人、无人机、智能驾驶等产品及领域。

据介绍,北斗星通旗下子公司智联科技还为长安、奇瑞等多家车企提供了具有北斗定位导航功能的智能车机解决方案。例如,在奇瑞瑞虎8PRO 上的车载信息娱乐系统总成,可以实现北斗+GPS 双模导航,为车辆提供厘米级精准位置。同时还能实现室内外精准定位,也可实现高速、城市道路、隧道、地下车库等场景的车道级定位。

在展览现场,合众思壮发布了“北斗高精度5G车载智能一体机”和“基于LoRa 传输和前端解算的GNSS水库大坝位移监测解决方案”两款新品。其中,“北斗高精度5G 车载智能一体机”实现可靠的车道级定位,后者可用于滑坡监测、崩塌监测、大坝安全监测等领域。

在郑州本土企业威科姆的展台,工作人员向参观者介绍了北斗定位芯片在共享单车管理上的应用。目前,这款名为喵走的电单车已经在郑州高新区投放。“使用北斗定位系统,可以更加精准的定位单车,使用者可以更轻松找到单车。管理者也可以更加轻松地管理单车。”威科姆工作人员说。

河南北斗向实用化迈进

河南省测绘地理信息技术中心二级巡视员、副主任毛忠民说:“河南省这套基准服务系统完全自主可控、安全性高。无论是接收装备,还是系统数据解算软件、服务发布平台,都实现了国产,打破了以往基准站以GPS 信号为主、软硬件设备依赖进口的局面。”

近年来,在基础设施建设方面,为保障向全省各行各业提供高精度的位置服务,河南已建设完成了省级北斗地面基站增强系统——河南省卫星导航定位基准服务系统,形成了全省新一代时空基准服务体系,且技术完全自主可控、整体水平达到国际先进水平,为经济社会发展提供高质量的测绘地理信息技术保障;

在产业发展方面,成立了河南省空间大地基准与位置服务中心,并入驻郑州高新区北斗产业园,借助郑州高新区产业培育及人才技术优势,大力推广位置服务及应用,与相关单位开展深度合作,研制了多个北斗应用平台,为全省大力发展北斗应用产业提供了坚实基础;

在北斗应用衍生方面,与中国移动河南公司签订北斗+5G 合作协议,建立“政产学研金”深度融合的技术创新体系,共同探索北斗+5G 更泛在的社会化应用,提升5G+卫星导航定位基准站网综合服务能力,推进5G+北斗关键技术合作研究,加快推动5G+北斗导航示范应用,合力推动“测绘地理信息成果融合应用试验区”建设。

基准服务系统的应用,测绘地理信息技术人员已经尝到甜头。“传统的测绘作业模式被革新了,原来四五个小时的测绘工作,现在不到一个小时就能完成。”测绘技术人员刘永坤介绍,“在河南省域内,平均30公里就有一个基准站,有效保证了定位的精度和速度。”

事实上,基准服务系统改变的不只是传统的测绘作业模式,还为防灾减灾、自然资源监测、无人驾驶等领域注入全新的发展动能。例如,在河南林州市横水镇吴家井村地质灾害隐患点,就运行着一个基于北斗的地质灾害监测预警综合管理平台,设备虽看似简单,却能够实时监测位移、雨量,准确判断地质灾害。

“哪怕在无常规通信网络条件下,监测点的任何细小变化,也能通过北斗数据传输终端实时传输到远程数据中心。”河南省测绘院CORS 管理中心主任朱洪江介绍,综合管理平台通过自动处理、分析、计算监测数据,能够实时发布地质灾害预警结果。

北斗赋能各行各业

“2022 年上半年,我国卫星导航与位置服务产业克服新冠肺炎疫情影响,持续向好,相关企业总体营收水平和盈利能力不断提升,五大区域产值稳定增长。从产业链各环节来看,上游基础器件、中游终端和系统集成以及下游运营服务等各环节的产值,均有不同程度增长。”于贤成说。

北斗三号全球系统开通两年多来,在交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业领域,以及电力、水利、通信基础设施建设等方面,已逐步形成深度应用、规模化发展的良好局面,正在全面赋能各行各业并实现显著效益。

相关研究成果表明,截至2022 年6 月,以公安、应急为代表的国家安全领域已累计应用北斗设备近200 万台套,其中公安行业应用数量超过180 万台套;以交通运输、能源和金融为代表的重点行业领域已累计应用北斗设备近1200 万台套,其中交通运输行业应用数量超过800 万台套,农业应用数量近100 万台套,自然资源领域应用数量近15 万台套。2022 年1 月至6月,以智能手机为代表的北斗大众消费领域应用数量近1.4 亿台,其中支持北斗的智能手机出货量超过1.3亿台。

此外,中国卫星导航定位协会北斗时空技术研究院研究成果表明,行业领域北斗系统应用总量逐年不断攀升。

据了解,北斗系统应用具有产业发展优势的五大区域(京津冀、珠三角、长三角、华中和西部地区)和产业发展的重点省市共出台北斗相关政策近200项,鼓励创新研发各种具有北斗功能的终端设备和集成化系统,并探索在国民经济关键领域推动北斗标配化应用,提高北斗应用水平。

在本届北斗大会上,自然资源部总规划师武文忠表示,“十四五”期间,自然资源部积极推进北斗系统规模应用市场化、产业化、国际化发展。一方面,健全优化基于“北斗三号”的全国基准站服务“一张网”,完成自然资源系统基准站支持“北斗三号”的升级改造,构建基于北斗系统的全国高精度智能化位置服务平台。

另一方面,将导航定位与位置服务业作为地理信息产业高质量发展的重要领域,常态化开展自然资源领域北斗应用监测,全面构建自然资源领域北斗系统应用生态,支撑地质调查、助力地灾监测、服务海洋事务等,同时推动北斗短报文应用。

“三步走”成就北斗之路

2020 年6 月23 号,北斗三号最后一颗全球组网卫星入轨成功,这标志着“北斗三号”全球卫星导航系统全面建成。至此,中国北斗全球卫星导航系统成为与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟的伽利略卫星导航系统并列的四大卫星导航系统之一。

20 世纪的1970 年,在“东方红一号”卫星发射后的6 个月,我国完成第一份研制导航卫星的论证报告。当时,已经做出样星的导航系统,有着一个生动的代号——“灯塔计划”。虽然最终因技术方向转型、财力有限等原因终止,但它却如同黑夜中的明灯,以十余年的设计和研制,为北斗卫星积累了宝贵的工程经验。

1983 年,以陈芳允院士为代表的专家学者,提出了利用2 颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标的设想。经过大量理论和技术研究工作,“双星定位”系统概念逐步明晰。

为了验证“双星定位”的可行性,陈芳允带领研究小组在新疆、广西和北京的卫星测控站,利用午夜0 至2 时之间两颗通讯卫星的空余时段进行试验。资料显示,一张拍摄于1989 年9 月25 日的照片,记录了中国第一次成功利用两颗卫星实现定位的功能演示。

1994 年,我国正式立项开始北斗一号系统的研制。这一年,已经65 岁的孙家栋被任命为北斗卫星导航系统首任总设计师。“北斗卫星导航试验系统是空间的基础设施,它确确实实从国家安全、经济建设、经济安全上,对国家的各方面影响都很大。一个国家在信息安全上,一定要解决‘自主可控’。”孙家栋表示。

“双星定位”为我国的卫星导航系统建设迈出了关键的第一步,随着实践与摸索的深入,第二步先区域、第三步再全球的思路被确定下来,“三步走”的北斗之路由此铺开。

与此同时,“独立自主”成为了我国北斗人在建设导航“三步走”战略中不懈追求的目标。在此基础上,2000 年,我国发射了两颗静止轨道卫星,也就是北斗一号卫星。

据了解,此前,美国和俄罗斯都选择一步到位直接建造全球导航系统的模式。但早期的北斗工程科研经费、技术基础、人才队伍均十分匮乏,中国必须寻找一条全新的技术路径。从1994 年开始,北斗一号逐步从图纸变成真正的卫星。2000 年10 月和12 月,两颗北斗一号卫星先后进入太空预定轨道,自此,中国成为继美国、俄罗斯之后,第三个拥有卫星导航定位系统的国家。

在北斗二号系统建设的同时,我国于2009 年启动了北斗三号全球系统的建设。2017 年11 月5 日,北斗三号首组2 颗组网卫星在西昌卫星发射中心成功发射,开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。

北斗七星,曾经是中国古人在漫长的历史中寻找方向的重要坐标。一代代中国航天人前赴后继,书写了北斗从“人有我无”到“人无我有、人有我优”的崭新篇章。

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