7月31日，北斗三號全球定位系統(tǒng)正式宣告建成并投入商業(yè)運營，為全球用戶提供定位和授時服務(wù)。目前，北斗三號系統(tǒng)30顆衛(wèi)星已經(jīng)全部入軌，比原計劃提早半年，和美國GPS、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)、歐洲伽利略系統(tǒng)一起，成為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
從功能上看，北斗系統(tǒng)集成了各家之所長，比如達到了美國GPS的定位精度和星間鏈路傳遞能力，實現(xiàn)了伽利略系統(tǒng)的國際搜救功能，還增加了1000個漢字的報文通訊功能，這是北斗系統(tǒng)獨有的。
北斗系統(tǒng)建成之后將開啟北斗的商業(yè)時代，預(yù)計在未來15年，北斗系統(tǒng)還將繼續(xù)演化，重點在不同層次的空間上實現(xiàn)更加精確的定位，甚至可以將信標(biāo)建立在我國周邊的海底，帶動水下工程、商業(yè)水下載體的發(fā)展。
北斗導(dǎo)航系統(tǒng)核心技術(shù)的應(yīng)用
北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建成后，將面臨兩大與產(chǎn)業(yè)相關(guān)的問題。
第一個是如何維護北斗系統(tǒng)，形成一個閉環(huán)的產(chǎn)業(yè)鏈。從高性能系統(tǒng)級芯片、導(dǎo)航基帶芯片、射頻芯片角度切入，將帶動與北斗系統(tǒng)有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)的進步。
第二個問題是如何利用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的信號，發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)，比如帶動新基建、5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能、城際軌道交通等的發(fā)展。
在如何維護北斗系統(tǒng)的問題上，涉及到的核心技術(shù)以地基增強系統(tǒng)為主。北斗衛(wèi)星的設(shè)計壽命在10年以上，下一次補網(wǎng)發(fā)射也是10年之后的事，在2030年之前，與維護北斗有關(guān)的產(chǎn)業(yè)仍然集中在地面。
在地面上，北斗系統(tǒng)采用了地基增強系統(tǒng)，將全國聯(lián)成一張網(wǎng)，實現(xiàn)地區(qū)間、部門間的數(shù)據(jù)共享。北斗地基增強系統(tǒng)在2014年9月啟動建設(shè)，2018年底建成，與軌道上的導(dǎo)航衛(wèi)星一同為用戶提供米級、厘米級高精度位置服務(wù)。
除了我國本土外，海外北斗地基增強站也需要維護，北斗首個海外地基增強站已經(jīng)在泰國建成，未來5年內(nèi)還將在泰國建設(shè)220個地基增強站，對泰國實現(xiàn)信號全覆蓋，這是北斗系統(tǒng)核心技術(shù)在未來數(shù)年的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景，也是一個巨大的商機。除了泰國、巴基斯坦、柬埔寨……一帶一路上的很多國家都有計劃建設(shè)地基增強站。
在未來5年之后，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的高性能系統(tǒng)級芯片等將是一個重點發(fā)展方向，在這一代北斗衛(wèi)星壽命將至?xí)r，需要研發(fā)下一代導(dǎo)航衛(wèi)星。那么下一代北斗衛(wèi)星必須在芯片領(lǐng)域有所提升。
以美國最先進的GPSIII衛(wèi)星為例，目前正處于發(fā)射組網(wǎng)階段，定位精度在0.3米級以上，抗干擾能力是二代衛(wèi)星的8倍。根據(jù)美國GPS的發(fā)展路線，下一代北斗三號的芯片技術(shù)研發(fā)也很快會著手開始，對有實力的商業(yè)芯片研發(fā)公司或者機構(gòu)而言，這又是一個發(fā)展機遇。
北斗系統(tǒng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈
在北斗系統(tǒng)的上下游產(chǎn)業(yè)中，主要涉及導(dǎo)航衛(wèi)星制造、發(fā)射、地面增強基站的建設(shè)以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終端所倚重的下游市場。衛(wèi)星制造、發(fā)射屬于軍用設(shè)施，難以產(chǎn)生有效的商業(yè)行為，如今海南文昌發(fā)射場已經(jīng)建成，或多或少可帶動一些喜歡看火箭發(fā)射的游客經(jīng)濟。但北斗未來產(chǎn)業(yè)的方向可不是圍觀火箭發(fā)射，而是處于下游的民用市場。
在過去20年，北斗系統(tǒng)從北斗一號到三號，基本建成了較為完善的上游產(chǎn)業(yè)鏈，芯片、天線、地圖等資源趨于飽和，除非是黑馬級的芯片公司崛起，一般情況下很難介入。處于中游的終端產(chǎn)品也比較成熟，比如北斗星通、華云通達等，在船載終端、車載終端上有大量產(chǎn)量輸出。
我國目前導(dǎo)航定位產(chǎn)品的終端至少在4億臺以上，還有帶導(dǎo)航功能的手機就不計其數(shù)了，最新的智能手機基本都有北斗的導(dǎo)航模塊。監(jiān)控領(lǐng)域的終端在數(shù)百萬臺。
因此，未來數(shù)年，北斗產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)依然是下游運營服務(wù)行業(yè)，更加細分。比如，無人駕駛產(chǎn)業(yè)如果要發(fā)展起來，就需要使用高精度定位、大數(shù)據(jù)支持，這些領(lǐng)域幾乎都是空白，但又恰恰是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的下游產(chǎn)業(yè)。在北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈的下游細分市場中，還有公共安全、防災(zāi)減災(zāi)、測繪勘探、救援、智慧城市、旅游出行等，都還有較大的發(fā)展和上升空間。
國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，在2020年北斗三號建成之時，中國衛(wèi)星導(dǎo)航的產(chǎn)業(yè)規(guī)模總和會超過4000億元，未來3至5年內(nèi)還會保持較高速度增長。北斗系統(tǒng)上中游的產(chǎn)業(yè)基本穩(wěn)定，下游產(chǎn)業(yè)的細分領(lǐng)域有待深度開發(fā)。
新基建背景下北斗系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用
作為北斗導(dǎo)航的下游細分領(lǐng)域，新基建占比較大。新基建涉及5G基站建設(shè)、城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能等，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。
結(jié)合北斗導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)來看，人工智能行業(yè)、新能源汽車充電樁、城際軌道交通等更需要高精度的導(dǎo)航，也是北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大機遇。衛(wèi)星導(dǎo)航信號與我們的日常生活出行有較大的關(guān)聯(lián)，手機定位、車載導(dǎo)航、互聯(lián)網(wǎng)地圖等，都可納入新基建的范疇。
5G基站作為目前正在建設(shè)的新基建項目，不僅與我們的生活息息相關(guān)，還可能涉及到我們國家在國際通信領(lǐng)域的話語權(quán)。北斗系統(tǒng)定位精度在米級，測速精度優(yōu)于0.2米每秒，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化領(lǐng)域轉(zhuǎn)換能力可為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供幫助。
中國聯(lián)通研發(fā)了基于北斗的天線工參采集儀，利用北斗的定位信號實現(xiàn)天線經(jīng)緯度等參數(shù)的獲取，已經(jīng)開始小批量試用，避免了以往人工獲取方式誤差大的問題，這是北斗與5G基站建設(shè)的一個新結(jié)合點。2020年，我國三大通訊運營商計劃建造30萬個5G基站，北斗系統(tǒng)的精確定位信號將為建造5G基站提供全面支持。
未來數(shù)年，北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展理念將從“北斗+”轉(zhuǎn)換為“+北斗”，各個行業(yè)可根據(jù)自身的情況與北斗系統(tǒng)結(jié)合起來，發(fā)揮各自的特色和優(yōu)勢。在新基建的牽頭下，進一步推動北斗下游細分產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展。
