我国北斗导航产业产值2020年将达4000亿
同世界其他大国一样,卫星导航等许多高新技术往往源于军事,最先用于国防,而最终将主要在民用领域显示其市场价值。
2003 年,北斗系统应用主管部门上报国务院和中央军委,建议批准北斗系统向民用领域提供服务。目前,我国涉足卫星导航应用与服务产业的厂商与机构超过5000 家,2010 年产值超过500 亿元,预计2020 年这一数字有望跃升至4000 亿元,我国卫星导航产业进入高速发展时期,成为国民经济新的重要增长点。
北斗导航系统工程总师、被誉为中国“卫星之父”的科学家孙家栋院士说:“军队和国防应用的数量相对于系统的民用数量来讲,简直是小巫见大巫。北斗全球系统建成之后,民用将占据北斗系统用户总量的95%以上。”
据中国卫星导航应用管理中心常务副主任赵康宁介绍,目前,北斗的用户以集团用户为主。除了国防部门以外,渔政、水文测报、交通运输监控和森林防火部门是北斗的主要用户。在这些部门里,北斗系统的使用占到30%左右。
因为北斗的特点,尤其是其短报文通信的功能,特别得到渔政、水文监测和森林防火部门的青睐。赵康宁说:“现在南海、东海等渔政部门主动放弃了GPS,而全部改用北斗了。为什么不用GPS 呢?GPS 只能告诉你所在位置的经纬度,而在海洋里,光知道经纬度意义不大,周围都是海。但如果使用北斗,如果有台风,渔政部门就可以通知所有渔民;而如果一艘孤独的渔船在茫茫大海上出现危险,也可以通过北斗发短信求助,渔政系统可以立即告诉你离你最近的渔船在什么地方,最快的救援需要多长时间等等。”
事实上,普通百姓第一次听闻北斗系统的名字,是在2008 年汶川地震期间。当时,在基础设施损坏、通信中断的情况下,中国卫星导航应用管理中心为救援部队紧急配备了一千多台“北斗一号”终端机,实现了各点位之间、点位与指挥部之间的直线联络,为指挥救灾发挥了重要作用。
除了导航、通信以外,北斗的另一个重要功能是授时。在民用领域,精度授时的概念对金融和电力部门尤其重要。“我打个比方:假如我们借美国2000 亿美元,应该今天的零点之前还,但如果我们在零点零一秒还,一天的利息会是一个庞大的数字,差一秒即损失很多钱。”一位专家如此形容精度授时的意义。
回眸历史 —— 布局太空织就天网
从北京北三环一个普通招待所三楼那个简陋狭小的“游击队”办公室,到今日浩瀚宇宙中的北斗导航卫星系统,北斗计划见证了中国航天事业的理想与挫折,艰辛与荣耀。
三分之一个世纪之前,中国的科学家开始研制中国自己的卫星导航系统。后来,这个由中国自主研发的导航系统被命名为“北斗”。这一计划从最初的“最高机密”,到如今民用“遍地开花”,已经走过了30 多年。曾经的主力科学家如今都已成为白发苍苍的院士,北斗系统的理论创始人陈芳允院士也已经故去。
“其实卫星就相当于以前打仗时候的消息树。在一个高地上种棵树,有日本鬼子来了,人们就把那棵树拽倒,另外一边的人就都能看见了。”北斗导航系统工程总师孙家栋院士形象地说,“这就是信息传递。卫星另外还有两个功能,即信息获取和导航。”
卫星导航是这些用途中最为复杂的问题。根据科学家的计算,如果围绕着地球发射24 颗卫星,形成三个不同的轨道面,编织成一个网络,那么无论何时何地,人们都能同时看到四颗星。美国GPS 系统的研发就是依据这个原理。
而与此不同,中国科学家陈芳允所提出的双星定位,是只用两颗卫星即可完成最基本的定位功能。“这是根据中国自己的需求和经济实力设定的,”孙家栋说,“当时的中国刚刚改革开放,经济实力不够。”于是,科学家们开始致力于研究用于中国本土的卫星导航系统。北斗计划的正式立项,一直等到了1994 年。
而此时,美国的GPS 系统已经走过快二十年,整体系统已经完成布网,正式开始向全球提供服务。而俄罗斯自己研制的格洛纳斯导航系统已在建设当中。1997 年1 月16 日,距离春节还有三天,经过多方努力,北斗地面中心的基建经费最终敲定。就在决策指挥层为这个项目奔忙的同时,北斗研发团队的科学家也一直在进行着自己的工作。他们为自己定出的目标是“保八争七”——第一颗卫星的发射时间保证在1998 年,争取提前到1997 年。但是一切远比设想的要复杂。在北斗系统筹备之初,这些早已熟悉GPS 的科学家为自己提出要求。“导航精度要高,要有自己的创新。”创新,是指北斗系统独有的、GPS 不具备的短报文通信功能。除此之外,科学家们还制定了导航反应的标准,在5 秒之内必须有所反馈。为了达到这些标准,北斗卫星发射时间推迟了两年。直到2000 年10 月,北斗导航系统的第一颗卫星才正式送入轨道。时隔两个月,第二颗卫星成功发射。从提出理论,到发射卫星上天,北斗计划走过了15 年。
此后,北斗进入了高密度组网阶段。2012 年10月25 日,随着第16 颗北斗导航卫星成功发射,北斗卫星导航系统的组网建设完美收官,具备覆盖亚太大部分地区的能力。作为测量技术手段,虽然目前北斗系统的应用还远不如GPS 一样完善,但以往一直依赖于GPS 授时、导航的用户,开始多了一种选择。长远来说,无论是从国家战略层面,还是在经济利益层面,都具有重要意义。
展望未来 —— 剑指全球星光无限
经过多年的发展,我国卫星导航应用产业化水平得到不断提升,预计到2020 年,在全球性无源卫星导航系统中,“北斗”卫星导航系统将与美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo呈现“四足鼎立”的局面。
第一阶段是用少量地球静止轨道卫星完成试验任务,即建设一个区域性有源卫星导航系统。2000 年形成区域有源服务能力,解决有无问题;第二阶段是2012 年建设一个覆盖亚太大部分区域的无源卫星导航系统;第三阶段到2020 年,“北斗”全球导航卫星星座将在轨运行。
按照“三步走”的发展战略,到2020 年,北斗卫星导航系统将拥有35 颗卫星,提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。届时,中国北斗导航系统将覆盖全球,与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、欧洲“伽利略”一起展开激烈而公平的竞争。
北斗导航系统除了在军民两条线上物尽其用,还有一个更重要的使命,“始终以面向全球,造福人类为宗旨”,而“开放性”是其建设与发展的首条原则。
为使北斗卫星导航系统为全球提供高质量的定位、导航和授时服务,推动世界卫星导航领域技术和应用的发展,我国从各方面开展了广泛的国际交流与合作,积极履行着一个发展中的航天大国应尽的职责。
为了尽早走向全球、服务全球,中国在北斗导航系统建设之初就已经着手推动北斗系统及早纳入相关的国际标准,并致力于与GPS、“格洛纳斯”、“伽利略”系统一起,推动全球卫星导航系统的兼容共用。
在北斗提供试运行服务时,国内相关的企业就已经开始从事北斗应用终端的研发以及北斗和GPS 兼容终端的研发,这意味着使用GPS 终端的用户可以单独使用北斗,也可以使用北斗和GPS 兼容使用的终端。
来源:国家国防科技工业局网