2010年5月召開的中國首屆衛星導航學術年會上,北斗衛星導航系統總設計師孫家棟院士宣布,中國的北斗衛星導航系統將在2020年左右建成覆蓋全球的衛星導航系統。北斗衛星導航系統工程副總設計師譚述森研究員進一步描述道:“在2020年左右,我們的生活中將出現4大衛星導航系統(美國的GPS衛星導航系統、俄羅斯的Glonass衛星導航系統、歐盟的伽利略衛星導航系統和中國的北斗衛星導航系統)并存的情況,共有100多顆衛星在空中為全球的民眾提供衛星導航服務。” 這種局面的出現,對于全人類來說是巨大的福祉,我們的生活將變得更加便利。但是,衛星導航系統領域的競爭也會異常激烈,“技術和性能領先的系統將成為主導,而技術性能落后的系統將被逐漸邊緣化。”
2011年5月召開的第二屆中國衛星導航學術年會以“設計北斗的未來”為主題,體現了社會各界對北斗衛星導航發展的高度關注。
2012 年5 月,第三屆中國衛星導航學術年會即將在廣州保利世貿博覽館召開。這必將成為令人期待的我國衛星導航產業的又一次年度盛宴。
當前,除了GPS系統已經建成外,其他幾個系統仍然處于建設階段,而未來10年是各系統建設的關鍵時期。加速建立自主衛星定位導航系統,提高衛星導航應用的基礎保障能力,大力促進衛星導航終端設備的產業化,是中國衛星應用產業發展的方向。加快發展北斗衛星導航系統是中國衛星應用產業發展的關鍵所在,這需要社會各界齊心協力。
一、政策引導發展方向早在2007年,國防科工委和國家發展改革委就聯合發布了《關于促進衛星應用產業發展的若干意見》(以下簡稱《意見》)。《意見》明確了我國衛星應用產業發展的主要目標:到2020年,完成應用衛星從試驗應用型向業務服務型轉變,地面設備國產化率達80%,建立比較完善的衛星應用產業體系,促進衛星應用綜合業務的發展,形成衛星通信廣播和衛星導航規模化發展、衛星遙感業務化服務的產業局面;使衛星應用產業產值年均增速達到25%以上,成為高技術產業新的增長點。
《意見》北斗衛星導航系統提出了明確的要求:加快形成建立以北斗衛星導航系統為核心的民用導航產業體制。建立統籌協調機制,研究制定北斗衛星導航系統民用應用政策,促進北斗衛星導航系統的產業化應用;對于涉及國家經濟、公共安全的重要行業領域須逐步過渡到采用北斗衛星導航兼容其它衛星導航系統的服務體制,鼓勵其他行業和領域采用北斗衛星導航兼容其它衛星導航系統的服務體制。
《意見》就促進衛星導航運營企業和衛星導航終端設備的產業化發展要求指出:大力推動衛星導航運營業的規模化、規范化發展;鼓勵自主知識產權衛星導航接收芯片、關鍵元器件、電子地圖、用戶終端等產品的標準化和產業化。
不難看出,鼓勵創新、支持北斗衛星導航系統的發展是大勢所趨,這是有我國的國情和北斗衛星導航系統的優勢所決定的。正如孫家棟在中國首屆衛星導航學術年會上所言,“與其他系統相比,北斗衛星導航系統最大的創新在于其把導航與通信緊密地結合起來。也就是說,既能知道‘我在哪里’,也能知道‘你在哪里’。以海洋漁業為例,‘我在哪里’使漁民通過船載設備實現自主定位;‘你在哪里’則使岸上的人通過監控知道漁船在哪里”。
二、企業瞄準北斗“芯”終端芯片是北斗產業鏈發展的核心,只有我國自主開發的北斗終端芯片在市場上占住了主要地位,才能說我們真正把北斗的技術和應用掌握在自己手中。2010年9月25日,和芯星通科技(北京)有限公司(以下簡稱“和芯星通”)研發的、完全自主知識產權芯片——和芯星云(Nebulas)多系統多頻率高性能SoC芯片研制成功,改寫了我國衛星導航產業有機無芯的歷史。國家最高科學技術獎獲得者、“兩彈一星”功勛科學家、北斗衛星導航系統工程總設計師孫家棟院士曾對Nebulas芯片給予了高度肯定,稱“這個具有自主知識產權的產業化項目,為中國人爭了一口氣,在世界上表現了北斗強國的夢想!”
據了解,Nebulas芯片支持全部現有衛星導航系統(北斗1 S/L、北斗2 B1/ B2/B3、GPS L1/L2/L5、GLONASS L1/L2 和GALILEO E1/E5a/E5b)及上述系統的所有頻點,在一顆芯片上可同時支持高達6路不同頻率的衛星信號,真正實現了多系統融合。此外,Nebulas芯片通過內嵌CPU實現了算法功能一體化,達到了單芯片可以自主定位的目的,而且不同系統的任意四顆星均可聯合定位。Nebulas芯片支持接收機自主完好性檢測,使得位置信息的安全性和可靠性得到了充分保障。該芯片獲得2011年衛星導航定位科技進步獎一等獎、2011中關村十大創新成果等榮譽。
和芯星云(Nebulas)多系統多頻率高性能SoC芯片研制成功關鍵得益于和芯星通科技(北京)有限公司的“多系統融合、全北斗兼容”的先進理念。該設計理念將不同國家的衛星導航系統統一在一個空間框架和時間框架內,將全球已有的GNSS系統變成一個統一的衛星系統,保證不同系統的任意可用衛星均可參與聯合定位。任何國家或聯盟都可在遵守“兼容”原則的條件下對系統進行擴展。北斗衛星系統的RDSS雙向測距能力和短報文通信能力都是北斗對第三代GNSS的貢獻。以此為基礎,在2010年ICG第五屆大會上,和芯星通總裁韓紹偉博士創新性地提出了“第三代衛星導航系統”和“第三代衛星導航接收機設計”的理念。
三、北斗助力交通信息化2012年12月27日起,北斗衛星導航系統開始試運行,在保留北斗衛星導航試驗系統有源定位和短報文通信服務的同時,向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務。目前,加快信息化建設是發展現代交通運輸業的重要內容,是提高交通行業管理效率和公共服務水平的重要保障。在交通信息化建設中,北斗衛星導航系統能對包含道路、航線等基礎設施的信息化和對車輛、船只等交通參與者的信息化監控,具體體現在如下兩個方面:
一方面,基于北斗和GPS雙模四頻RTK的高精度測量測繪型板卡及終端設備,可用于道路規劃勘探,航路勘探測繪等建設過程中的精確數字地圖測繪,以及交通工程驗收檢驗。為交通信息化建設提供基礎數據。同時,高精度測量測繪型還可用于鐵路路基、橋梁、隧道等重要交通設施的形變檢測,能夠及時排查交通隱患。
另一方面,基于北斗的導航模塊可兼容GPS,為車輛、船舶等提供不間斷的定位監控服務。交通運輸部正在開展的重點運輸過程車輛監控管理、服務示范系統工程,以現有全國重點營運車輛聯網聯控系統為基礎,通過集中開發相關應用系統和組織安裝兼容北斗的車載導航定位終端,可重點解決“兩客一危”,即公眾關心的客運班車、旅游包車、長途危險品運輸車在運輸過程中的監管和服務問題,可以有效地提高監管效率,減少道路交通事故,大大提高出行的安全。該工程將促進北斗衛星導航系統在交通運輸行業的廣泛應用。
為促進北斗導航系統在全社會范圍內的應用,應用示范工程成為我國政府和各級部門促進國產導航系統發展的重要手段。廣東省基于北斗的公務車輛管理服務示范,為公務用車監管提供了新的途徑,也取得了明顯的效益。廣州市公務用車使用管理信息系統(以下稱公車管理系統)于2011年8月份在全市正式啟用以來,公車規范使用工作取得明顯成效。全市各區(縣級市)和市直單位共999個車屬單位8360輛車安裝了北斗車載終端設備。全市各單位啟用公車管理系統后,每月每車平均行駛里程從原來的1769.97公里下降為1265.24公里,下降了28.5%。目前全市各級黨政機關的公務用車行為不斷規范,行政成本明顯下降。和芯星通公司為廣州市公務用車項目提供了一萬余套UM220 北斗/GPS雙模導航模塊,是北斗導航領域第一個一萬以上量級的批量應用,有利支持了該項目和后續推廣工程的開展,也證明了北斗的實用性能和價值。