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组网完美收官后,北斗全球导航系统如何商业化运营?

6月23日9时43分,推迟了一周执行发射的北斗三号系统最后一颗全球组网卫星在排除所有技术疑点后,从西昌卫星发射中心成功发射,顺利飞向苍穹。至此,由我国自主建成的世界一流卫星导航系统全球星座部署全面完成,将面向全人类提供服务。
发布时间:2020-06-24 13:34        来源:中国电子报        作者:齐旭

6月23日9时43分,推迟了一周执行发射的北斗三号系统最后一颗全球组网卫星在排除所有技术疑点后,从西昌卫星发射中心成功发射,顺利飞向苍穹。至此,由我国自主建成的世界一流卫星导航系统全球星座部署全面完成,将面向全人类提供服务。

此次发射成功后,联合国外空司专门发来视频,祝贺北斗系统完成全球组网部署。作为全球四大卫星导航系统,北斗三号不只是一个出色的导航,其具有的强大系统功能和一系列特色服务,让它从其它卫星导航系统中脱颖而出。北斗系统的建设有何战略发展意义?组网完成后的北斗导航将开拓多少新的应用场景?下一步又将投入怎样的商业化运营模式?

为何要建设北斗导航系统?

北斗三号系统是我国自主建设运行的全球卫星导航系统,由24颗中原地球轨道(MEO)卫星、3颗地球静止轨道(GEO)卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)组成,是为全球用户提供全天时、全天候、高精度的定位、授时、导航服务的国家重要时空基础设施,也是全球继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

经过几代北斗人的不懈努力,探索出一条符合中国国情的“三步走”发展道路。从北斗一号到北斗三号,我国逐步从服务“中国及周边区域”到“亚太地区”,再拓展到全球范围,不断解决用户容量限制,满足更高动态需求。此次发射的收官卫星为地球静止轨道卫星,距离地面约36000公里,除了通常发送导航信号外,该卫星还将提供双向短报文通信服务。

作为全球四大导航系统之一,我国北斗卫星导航系统相比其他三个卫星导航系统有何独特优势?

“我国的北斗导航系统虽然起步较晚,但具有较强的后发优势。”北斗星通副总裁张正烜在接受《中国电子报》记者采访时表示,其优势主要体现在三种轨道混合星座设计,具有星间链路、星基增强等卫星服务能力,以及双向短报文特色功能三个方面。这样一来,卫星服务不易受极端环境的影响,具有较强的抗干扰能力、更高精度的定位和授时能力。对于我国北斗系统的特色服务——双向短报文功能,更是其它导航系统不具有的,其在亚太地区的服务容量高达1000万,短报文的单次通信能力达1000汉字(16000比特)。

许多人好奇,有GPS导航系统可以用,为什么我们还要建设自己的北斗系统?中国卫星导航定位协会副会长、秘书长张全德向《中国电子报》记者表示,自主建设、独立运营的北斗导航系统作为我国重要的时空基础设施,能满足国家安全与经济社会发展需求。随着北斗的正式组网,我们将彻底告别对他国导航系统的依赖,国家安全将得到更好地保障。此外,有了北斗导航系统,我国能加强国际合作,共享卫星导航发展成果,提高全球卫星导航系统的综合应用效益。

正弦空间公司创始人、原中国空间技术研究院研究员、原北斗三号卫星主任设计师何善宝告诉《中国电子报》记者,我国北斗系统的卫星数量众多,以北斗作为典型来推动“国产化”是我国的重大工程,有效带动了国产基础设施开发建设、元器件基础工艺和人才储备,其存在的意义已经不完全是商业价值的体现,更多的是出于国计民生的考量。

“北斗+”应用市场扩展步伐加快

我国的北斗导航系统自2018年底开始面向全球提供服务。截至2019年,我国卫星导航与位置服务产业总产值达到3450亿元人民币,较2018年增长14.4%,其中北斗对核心产值的贡献率超过80%。在北斗系统提供服务一年多来,国家各个行业应用北斗的信心在增强,北斗全产业链的布局已经开启,使得“北斗+”的产业生态体系逐渐完善,其规模和国际化程度进一步提升。

何善宝说,我国北斗三号系统的整机包括核心器件实现自主研发,已经形成北斗基础构件、终端集成、系统集成以及下游应用服务构成的全产业链。

上游元器件等关键技术取得突破,产品优势正逐步显现,2019年底发布的支持北斗三号新信号的22纳米工艺射频系带一体化导航定位芯片,体积更小、功耗更低、精度更高,目前已实现规模化应用;新一代北斗高精度天线、板卡、射频芯片等产品完成研发,性能指标已具备大规模应用实力。随着北斗产业化程度逐步提升,其应用成本正不断压缩。

北斗系统为传统应用增添新活力。北斗导航系统的传统应用市场主要集中在地面交通、民航、海事、测绘、林农业、气象监测、城市管理等行业,北斗系统能够为这些场景提供精确的时间、导航、所处位置的监测,以及短报文通信等服务。随着北斗系统与传统应用领域业务融合的不断深化,规模进一步扩大,成效随之显现。

不久前,中国北斗与中国高铁强强联手,推动形成北斗铁路综合应用解决方案,促进北斗系统产业化应用发展,为中国铁路智能化、自动化、自主化发展注入新活力。

“近年来,北斗正在迈向‘标配化’发展的新阶段,一批具有千万级体量的新兴高精度应用正应运而生。”张正烜说。北斗将赋能5G通信、物联网、自动驾驶、无人机等新一代电子信息产业,为这些领域提供泛在化和智能化的授时、导航与位置服务。

张正烜表示,这些行业相对传统应用来说,对成本更敏感,还对精度提出了更高要求。以“北斗+通信”应用为例,5G时代,电信运营商在基站上安装了基于北斗的定位和授时终端,北斗系统给整个通信网络提供了统一的时间基准,同时可提供更高精度的定位基准服务;在“北斗+汽车智能网联”中,北斗的高精度定位和测速赋能自动驾驶和车联网,实现车道级定位;在“北斗+金融”系统中,北斗提供的精确授时服务可使现代金融体系实现高精度网络时间同步,保证交易等行为的安全可控,要知道全国各金融单位的1秒钟误差,就有可能带来巨额的损失;此外,北斗也会应用在无人机、割草机、机器人等“无人系统”中,为农业、测绘等传统行业带来了翻天覆地的变化。

商业模式尚需时间打磨

今年是北斗卫星导航应用元年,随着最后一颗卫星顺利入轨,北斗卫星导航系统也迈入了全球服务的新时代。相较于商业模式较为成熟、免费开放给民用的美国GPS,我国将采取怎样的商业模式,为建设人类命运共同体、时空服务共同体贡献力量?

美国GPS系统商用具有几十年的历史,商用模式相对成熟,产业化程度较高,产业链各环节技术也十分完善。据了解,美国GPS系统除了将一部分功能授权给军方应用,剩余的则全部免费开放给民用企业。凭借先入为主的优势,GPS已经占领全球大部分的商用市场。

2019年12月,中国卫星导航系统管理办公室发布了《北斗卫星导航系统发展报告》(4.0版),明确表示北斗系统要秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的发展理念,坚持“自主、开放、兼容、渐近”原则,稳步推进北斗系统建设发展,实现开放、免费提供卫星导航公开服务,鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际交流与合作。

因此,要想建设“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”,首先是要大力开放民用化程度。何善宝表示,若要发挥北斗导航的商用和民用价值,就要将系统的运维和使用放到市场和产业化的链条中去。

“事实上,早期的北斗系统,特别是北斗一号在设计上没有开放给民用领域,虽然从技术上将一部分功能开放给民用,但这样不利于北斗的民用产业化发展。而北斗三号则从设计之初就解决了这一问题。”张正烜说。

其次是要降低使用费用。业内专家表示,北斗系统全面开展应用之初,应坚持“原来免费的继续免费,原来收费的降低收费”的原则。针对定位、授时等之前就免费的项目继续提供免费,对于短报文等占用有限卫星资源、且需运营维护的收费项目降低收费,以此推动民用产业化发展。

最后是要增强海外应用合作及贸易交往。我国在联合国全球卫星导航系统国际委员会(ICG)等多边平台上积极发声,已经与“一带一路”国家和国际组织建立广泛的合作。北斗的“朋友圈”持续扩大。完成组网后,北斗应持续加大海外应用合作及贸易交往,推动国产北斗基础产品出口到更多国家和地区,基于北斗的土地确权、精准农业、智慧施工、智慧港口等应用要在全球范围内实现应用。

“北斗系统已经迈入全球服务新时代,其在定位精度和授时同步技术等方面与发展进程最长的GPS相差无几甚至更为出色,若想比肩GPS的商业模式,还需要着力提升北斗系统服务的可靠性、完好性等软性指标,而这些只能依靠长期的技术积累、良好的运营维护来逐渐打磨。”何善宝说。

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