北斗高精度定位导航系统不久将实现民用

　　作为一个从一出生就注定要走向寻常百姓家的“国之重器”，中国卫星导航系统“北斗”何时用、谁能用、怎么用等问题一直备受瞩目。也因此，1月12日，在“北斗”卫星又一次成功飞天，拉开2018年高密度发射序幕之际，这些盘旋已久的问题再次被提及：“北斗”，何时真正来到我们身边？北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

　　眼下“北斗”所处的环境，和10多年前第一颗名为“北斗”的导航卫星面世时早已有了翻天覆地的变化。撇开高铁、支付宝、共享单车、网购“新四大发明”对人类生活的影响不谈，仅就“北斗”自身而言，也正在从“三步走”中的前两步“向中国提供服务”“向亚太地区提供服务”，迈向最后一步“向全球提供服务”，而留给这一步的时间仅剩两年——2020年年底前我国将建成真正的全球卫星导航系统。

　　更为重要的是，这些年“北斗”除了编织天上的太空网络之外，也在不断为地上的人类提供服务，而这个服务的开通时间已达5年之久。在去年年底国务院新闻办举行的新闻发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其透露，这5年来，我国推出的全球首个支持“北斗”的加速辅助定位系统，服务覆盖200余个国家和地区，用户突破1亿，日服务达2亿次。

　　巨大数字的背后，却可能是普通民众的另一番感受，即除了某些专业领域所听闻的北斗放牛、北斗菜之外，大众日常生活里似乎再难觅到“北斗”的影子。“北斗”这张耀眼的“国家名片”，究竟去哪儿了？

　　逆转“有机无芯”局面 未来有望成为手机“标配”

　　说起“北斗”的应用，冉承其往往先谈国家安全和重点领域，其次才是大众消费领域。毕竟，作为掌握一个时间和空间精度的复杂系统，“北斗”有着让我国从根本上摆脱导航技术受制于人的意义。而在国家安全和重点领域，“北斗”已经“标配化”使用。

　　按照冉承其的说法，这种应用已经形成从芯片到终端、到制造业、到服务的完整产业链。以芯片为例，工艺由0.35微米提升到28纳米，总体性能达到甚至优于国际同类产品。截至2017年年底，国产“北斗”芯片累计销量突破5000万片，GNSS接收机天线已占国内市场份额90%。

　　反观5年前，国内没有一片国产“北斗”芯片，“有机无芯”也一度成为人们诟病的问题。别小看这一个个芯片，这些正是“北斗”走向寻常百姓家的前提。曾有记者问冉承其，“北斗”对当下火热的无人驾驶有没有帮助？他说，事实上，国内已有不少专注无人驾驶的企业，将“北斗”芯片加入整个系统的研发里面。

　　改变来的似乎有些慢，不过一旦来了，却异常猛烈。用这句话来形容“北斗”应用恰如其分。冉承其给出一组数据：过去5年，我国480万辆营运车辆上线“北斗”，建成全球最大的北斗车联网平台，全国4万余艘渔船安装“北斗”。

　　相应的一组数据是，相比2012年，我国公安出警时间缩短近20%，突发重大灾情上报时间缩短至1小时内，应急救援响应效率提升2倍。交通运输部综合规划司负责人彭思义说，这些数字都有“北斗”的出力，截至去年年底，“北斗”也累计救助渔民超过1万人，甚至被渔民称为“海上保护神”。

　　人们很难想象，在5年前，我国各行各业所用的基本都还是国外卫星导航系统——尽管那时已经有十几颗“北斗”卫星飞上太空。用冉承其的话说，“5年来，‘北斗’由‘高大上’转为‘接地气’”。

　　他以北京为例，已有33500辆出租车、21000辆公交车安装“北斗”，实现“北斗”定位全覆盖；1500辆物流货车及19000名配送员，使用“北斗”终端和手环接入物流云平台，实现实时调度。

　　当代社会里的人有这样一种错觉，即只要手机上用不到的，似乎就很难说“来到了身边”。而按照冉承其的说法，目前，世界主流手机芯片大都已支持“北斗”，他还透露，国内销售的智能手机，“北斗”正成为标配。

　　像水电一样的新位置革命 约车最后十米不再靠电话“喊”

　　对于一套导航系统，人们最为关心莫过于其定位精度，但鲜为人知的是，仅仅依靠“天上”的卫星，定位精度往往只能控制在10米量级，而要提升这个精度，短时间来看似乎只能从“地上”下功夫。

　　眼下，就有一张由1400多个北斗基站和上万台套设备组成的“北斗网”在中国境内铺开。这在冉承其眼中有着非常的意义，“这将为整个传统的位置导航服务带来革命性变化，北斗的高精度服务，在中国将成为一种像水电一样的公共服务！”

　　他举了个例子，在普通导航时代，使用车载导航仪“很容易就出错”，尤其在一些主路辅路的路口。但如果用了“北斗”，在车辆抵达的最后100米甚至10米，或许不必再靠电话“喊”来确认服务，“车可以直接开到你的脚下”。

　　事实上，这张“网”并非凭空搭建，在GPS时代，我国气象、交通、国土资源等多个行业就已经建有大量GPS基准站。冉承其说，通过技术升级改造，这些基准站将可变为“北斗”基站，建成国土范围内无缝隙覆盖的“北斗”地基增强网。

　　他还透露，在去年上半年，我国已经基本具备提供高精度定位服务的能力，初始的服务能力可以提供米级、分米级的高精度服务，在某些局部区域已经实现了厘米级的高精度服务。完全建成后，人们就有望感受到从10米，一下子到分米级、厘米级的体验飞跃。

　　去年5月，国家测绘地理信息局专门举行新闻发布会，对外发布全国卫星基准服务系统的工作成果。该局副局长李维森在会上提到，我国已经具备了面向社会公众提供实时导航定位的能力。

　　这次会议还向外传递一个重要信号，即普通民众将享受“亚米级”精度的服务，而“厘米级”和“毫米级”的精度服务则是向专业用户开放。

　　国家测绘地理信息局国土测绘司司长白贵霞说，面向不同人群提供不同服务，主要是基于实际需要，并综合考虑成本、效率、信息安全等因素。以亚米级为例，简单说就是不到1米的精度级别，比如0.8米、0.9米，均是优于1米的精度，这对普通民众使用车载导航服务已经足够。

　　他还提到，从技术成本上来说，厘米级和毫米级的服务终端，需要采用专用装备。但从目前的制造工艺来看，这种装备很难“加载”到手机里。当然，从信息安全角度分析，厘米和毫米精度的定位已经涉及国家地理信息安全，也需要具备相应资质才能获取。

　　四大门派“握手言和” 一百多颗卫星携手“照耀”地球

　　两月前，中美两个大国之间一份名为《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》的文件，引发不少关注。冉承其说，所谓兼容与互操作，通俗来讲就是共处共用，而这个协议的签署，就是两个导航系统“共处共用”的一个重要标志。

　　放眼全球，包括美国GPS、欧洲伽利略GALILEO、俄罗斯格洛纳斯GLONASS，以及中国“北斗”在内的世界四大导航“门派”，争奇斗艳。但对普通用户而言，撇开其他因素不谈，对于触手可及的产品往往选择能用的，好用的。

　　冉承其说，从这份声明开始，GPS和“北斗”两个系统在国际电联的框架下已经全面实现了兼容。这意味着，普通用户在不太增加成本或者基本不增加成本的情况下，就可以同时使用“北斗”和GPS两个卫星导航系统。

　　中国科学院国家授时中心副主任卢晓春谈到这次合作时这样评价：“具有历史意义。”她说，根据卫星导航系统的工作原理，接收机需要同时“看到”至少4颗导航卫星，才能实现定位。如果使用单一导航系统，一旦接收机与某颗卫星断开联系，会影响定位服务的持续性。

　　如今，“北斗”与GPS实现互操作以后，用户用一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号。卢晓春说，如GPS卫星数量不够的话，还有“北斗”卫星，用户使用“定位”的稳定性和精度会更高。

　　事实上，早在2006年，联合国就成立全球卫星导航系统国际委员会，目的是协调各卫星导航系统的兼容性和互通性。冉承其说，基于该平台，中国“北斗”除了和美国，也和俄罗斯、欧洲之间建立了合作机制。

　　他说，可以预见在未来某一天，“北斗”和其他系统都可以兼容，“北斗”的用户可以使用其他卫星导航系统，“在天上100多颗卫星的照耀下，大家享受的卫星导航服务也会更舒畅”。

　　“中国的‘北斗’，世界的‘北斗’。‘北斗’已走出国门，正加速融入世界。”冉承其说。