北斗三號系統(tǒng)2020年全面建成導航精度有望達到厘米級

我國的衛(wèi)星導航事業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大、由弱到強的艱辛階段。北斗系統(tǒng)的快速建設，正推動著中國導航產(chǎn)業(yè)相關技術的整體突破。如今，北斗已成為一張閃亮的“國家名片”。

　　5月22日，第十屆中國衛(wèi)星導航年會在北京召開。中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會主席王兆耀透露，今年我國將發(fā)射6至8顆北斗三號導航衛(wèi)星，不斷提升系統(tǒng)性能；2020年，建成世界一流的衛(wèi)星導航系統(tǒng)（即北斗三號系統(tǒng)），提供更優(yōu)質(zhì)的服務；2035年，建成以北斗為核心，更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時（PNT）體系。

　　北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。

　　五天前的深夜，從大涼山深處的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心起飛，長征三號丙運載火箭成功發(fā)射中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)第45顆衛(wèi)星。

　　“中美貿(mào)易之間的齟齬這次深深地給中國人帶來啟示，‘備胎’不可或缺！北斗系統(tǒng)是行業(yè)定位應用不可或缺的‘備胎’，北斗的國家戰(zhàn)略意義是非常明確的。”談起5月17日的這次發(fā)射與北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建網(wǎng)工作，南京隼眼電子科技有限公司創(chuàng)始人施雪松對第一財經(jīng)做出了上述表示。

　　北斗三號系統(tǒng)2020年全面建成

　　導航技術也是面向未來的關鍵核心技術。長期以來，美國的GPS（全球定位系統(tǒng)）牢牢掌控了全球?qū)Ш蕉ㄎ皇袌?，但是近期發(fā)生的中美貿(mào)易爭端讓人們越來越認清發(fā)展自主核心技術的必要性。

　　在車載導航領域，北斗已經(jīng)開始大規(guī)模進入乘用車輛前裝市場，目前已經(jīng)累計有超過200萬輛車擁有“北斗芯”；在航空領域，中國商用飛機有限責任公司已在去年開始使用北斗導航……

　　“中國不愿意受制于人，這是他們發(fā)展北斗導航的初衷?！瘪R里蘭大學航天工程系教授卡普蘭（Marshall Kaplan）告訴第一財經(jīng)記者。

　　卡普蘭說：“北斗導航系統(tǒng)已經(jīng)成為中國工業(yè)的核心組成部分。”

　　早在上世紀90年代，中國就開始尋求替代GPS導航的方案，著手打造北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。今天，北斗系統(tǒng)這一最初的“備胎”終于發(fā)展到“想轉(zhuǎn)正就轉(zhuǎn)正”的階段了。

　　王兆耀指出：“10年來，全球衛(wèi)星導航事業(yè)蓬勃發(fā)展，從GPS和格洛納斯（GLONASS）兩大全球系統(tǒng)，發(fā)展到今天的GPS、格洛納斯、北斗、伽利略四大全球系統(tǒng)。全球在軌運行的導航衛(wèi)星數(shù)量也從40余顆增加到百余顆?！?/p>

　　今年4月26日，第44顆北斗衛(wèi)星成功進入工作軌道，開始與北斗全球?qū)Ш浇M網(wǎng)星座一起，為我國和周邊地區(qū)以及“一帶一路”地區(qū)提供高精度全球?qū)Ш椒?。目前，國產(chǎn)北斗產(chǎn)品輸出80多個國家和地區(qū)，覆蓋了50多個國家、30多億人口，是中國技術出口的典范。

　　據(jù)中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其介紹稱，從2017年11月5日至2018年11月19日，中國用1年時間完成了北斗三號系統(tǒng)“10箭19星”的超高密度發(fā)射，創(chuàng)造了世界航天史上的奇跡。

　　2018年12月27日，北斗系統(tǒng)開始正式提供全球服務。截至今年4月，在軌服役的北斗導航衛(wèi)星數(shù)量達到41顆。

　　冉承其表示，除了今年將發(fā)射6至8顆北斗三號衛(wèi)星外，明年計劃將發(fā)射2至4顆北斗三號衛(wèi)星，至2020年底全面完成北斗三號系統(tǒng)建設，屆時將實現(xiàn)全球短報文通信、國際搜救等服務能力，持續(xù)為全球用戶提供更好的服務。

　　據(jù)悉，目前我國正在推動區(qū)域短報文服務平臺，促進短報文與移動通信的融合，進一步發(fā)揮北斗系統(tǒng)的優(yōu)勢。

　　行業(yè)初創(chuàng)公司蓬勃發(fā)展

　　曾負責墨子號量子衛(wèi)星工程的常務副總設計師，衛(wèi)星系統(tǒng)的總指揮王建宇院士對第一財經(jīng)記者表示：“目前GPS還是主導了市場，但是中國肯定要有自己的衛(wèi)星導航技術。要實現(xiàn)可用的導航，一顆衛(wèi)星肯定是不夠的，需要發(fā)射很多顆衛(wèi)星，組成星群?，F(xiàn)在在國家的大力推動下，衛(wèi)星已經(jīng)好多顆上天了，接下來就是應用層面要跟上了?！?/p>

　　按照發(fā)展規(guī)劃，到2020年，北斗三號組網(wǎng)完成后可以實現(xiàn)全球覆蓋。根據(jù)中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室預測，到2020年，北斗導航將產(chǎn)生超過4000億元人民幣收入。

　　中國在航空航天領域涌現(xiàn)出大量的初創(chuàng)公司對標美國企業(yè)，而隨著北斗導航系統(tǒng)的部署完成，更將影響在中國開展業(yè)務的全球的手機制造商、汽車制造商和飛機制造商。

　　統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2018年年底，中國衛(wèi)星導航專利申請累計總量已突破6萬件，位于全球首位。2018年度專利公開量達到12684件，再次突破新高。

　　5月20日，合眾思壯發(fā)布了針對北斗三號系統(tǒng)研發(fā)的天琴二代基帶芯片，以及基于天琴二代基帶芯片和天鷹射頻芯片的高精度板卡。天琴二代是全球首款全面支持北斗三號的高精度基帶芯片，是北斗三號導航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應用的關鍵設備。

　　合眾思壯研發(fā)副總裁吳林對第一財經(jīng)記者表示：“北斗三號系統(tǒng)和相關配套產(chǎn)業(yè)展示了中國核心技術持續(xù)創(chuàng)新的成果，代表了中國的新速度，也將為經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展注入創(chuàng)新動能?！?/p>

　　根據(jù)合眾思壯2018年年報，北斗高精度業(yè)務收入和毛利率持續(xù)增長，2018年“北斗高精度業(yè)務”實現(xiàn)營業(yè)收入7.4億元、毛利率高達47%。

　　“這與我們在核心技術上的突破是分不開的。”吳林對第一財經(jīng)記者表示。

　　據(jù)介紹，天琴二代的研發(fā)工程師團隊達100余人，總共研發(fā)投入超過5000萬元。吳林告訴第一財經(jīng)記者，天琴二代芯片建立在一代的基礎上開發(fā)，實現(xiàn)了關鍵技術的突破，采用寬帶接收機處理技術，支持31個頻點，對北斗三號信號體制全面支持。同時，天琴二代采用新的芯片技術的接收機將更加簡潔，元器件數(shù)量少，但功能更強，功耗更低。

　　導航精度有望達到厘米級

　　中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會最新發(fā)布的《中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2019）》顯示，2018年我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力顯著增強，包括國產(chǎn)北斗芯片、模塊等關鍵技術進一步取得全面突破，性能指標與國際同類產(chǎn)品相當，并已形成一定價格優(yōu)勢。

　　根據(jù)美國國會下屬的美中經(jīng)濟與安全審查委員會（USCC）2017年的報告，北斗導航系統(tǒng)將最終能夠提供精度為1米甚至更高精度的定位，而目前GPS的定位精度為2.2米；假設輔以增強系統(tǒng)，北斗導航的精度將能夠提高到厘米級別。

　　未來北斗導航系統(tǒng)將不僅在自動駕駛中發(fā)揮作用，同時也會減少智能手機和車載導航對美國GPS的依賴。

　　“北斗導航全球覆蓋對自動駕駛的定位精度會有很大的提高，有助于自動駕駛的發(fā)展。汽車收取的衛(wèi)星定位信息越多，定位就越精準?！眹鴥?nèi)電子地圖提供商四維圖新（002405.SZ）CEO程鵬此前對第一財經(jīng)記者表示，“另一方面，出于國家安全考慮，發(fā)展北斗導航系統(tǒng)也很有必要?！?/p>

　　程鵬向第一財經(jīng)記者介紹道，目前四維圖新的地圖產(chǎn)品分三級，第一代導航地圖的精度為10米，第二代輔助駕駛導航ADAS的精度在1米左右，而目前剛剛開發(fā)完成的第三代高精地圖的精度達到10厘米左右，并且即將量產(chǎn)。

　　在車載導航領域，北斗已經(jīng)開始大規(guī)模進入乘用車輛前裝市場，目前已經(jīng)累計有超過200萬輛車擁有“北斗芯”，這將對進口車與合資車廠產(chǎn)生影響，它們需要對設計做出變更。

　　施雪松對第一財經(jīng)記者表示：“地圖廠商現(xiàn)在要做兩件事情，第一，確定足夠用于自動駕駛的高精地圖的標準，因為精度、屬性和數(shù)據(jù)量是矛盾的，所以要統(tǒng)一。第二，實際道路的高精地圖測繪與數(shù)據(jù)生產(chǎn)，因為地圖的測繪是離不開精度定位的。”

　　不過，施雪松坦言，設備廠商通常會從成本考慮做選擇，這將成為北斗在應用領域推廣的一個障礙?！凹嫒萑驇讉€定位系統(tǒng)的芯片要比只支持GPS芯片的成本高出不少，因此只有考慮到長久安全性的應用單位才會率先使用?！?/p>

　　在航空領域，中國商飛已在去年開始使用北斗導航，空客和波音未來也有望跟進。在其他行業(yè)市場方面，交通運輸和海洋漁業(yè)的北斗應用已全面深入，并在市政電力、綜合安防、精準農(nóng)業(yè)等領域擴大規(guī)?；瘧?。

合眾思壯發(fā)布“天琴二代”基帶芯片，首次全面支持北斗三號

5月20日消息，日前，北京合眾思壯科技股份有限公司以“創(chuàng)芯無止境”為主題召開了2019新品發(fā)布會，發(fā)布了針對北斗三號系統(tǒng)研發(fā)的天琴二代基帶芯片，以及基于天琴二代基帶芯片和天鷹射頻芯片的高精度板卡。天琴二代是全球首款全面支持北斗三號的高精度基帶芯片，是北斗三號導航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應用的關鍵設備。

2018年年底，北斗三號基本系統(tǒng)建設完成，開始提供全球服務。目前，覆蓋了50多個國家、30多億人口，國產(chǎn)北斗產(chǎn)品輸出80多個國家和地區(qū)。預計2020年北斗三號組網(wǎng)完成后可以實現(xiàn)全球覆蓋。

據(jù)中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會發(fā)布的《中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019)》顯示，2018年，我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力顯著增強，包括國產(chǎn)北斗芯片、模塊等關鍵技術進一步取得全面突破，性能指標與國際同類產(chǎn)品相當，并已形成一定價格優(yōu)勢。

在這些技術創(chuàng)新中，芯片技術的突破無疑是最核心的部分。為全面支持北斗三號系統(tǒng)信號，合眾思壯的天琴二代芯片在基礎技術上實現(xiàn)了突破。天琴二代是完全擁有自主知識產(chǎn)權的芯片產(chǎn)品，研發(fā)工程師團隊達100余人，研發(fā)投入超過5000萬元。天琴二代芯片采用寬帶接收機處理技術，支持31個頻點，實現(xiàn)了對北斗三號信號體制的全面支持。采用新的芯片技術的接收機將更加簡潔，元器件數(shù)量少，但功能更強，功耗更低。

此外，合眾思壯在此次發(fā)布會上，還介紹了其搭載天琴二代和天鷹芯片的板卡。新一代板卡全面支持北斗信號，實現(xiàn)了穩(wěn)定的毫米級定位和0.08度的定向。這將全面提升各行業(yè)的導航、定位和測量的精度，為精準農(nóng)業(yè)、精準檢測、機械控制、地震監(jiān)測、房屋監(jiān)測、鐵路監(jiān)測、民航導航等多種應用場景帶來全新的想象空間。

據(jù)介紹，合眾思壯的新一代板卡，還能以成本優(yōu)勢為多個行業(yè)創(chuàng)新鋪平道路。比如在農(nóng)業(yè)領域，搭載導航終端設備的農(nóng)機具可以基于北斗導航系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛、自動作業(yè)。

北斗系統(tǒng)是我國自主建設、獨立運行，可在全球范圍，全天候、全天時，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。自20世紀90年代開始，北斗系統(tǒng)啟動研制，從區(qū)域到全球，從有源到無源，先后建成北斗一號、北斗二號、北斗三號系統(tǒng)，走出了一條中國特色的衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設道路。

目前，北斗系統(tǒng)已廣泛應用于交通、海事、電力、民政、氣象、漁業(yè)等多個行業(yè)，在智能網(wǎng)聯(lián)汽車、民航、海洋觀測等新興市場也得到應用。隨著北斗系統(tǒng)推進快速組網(wǎng)，以及像合眾思壯等配套設備企業(yè)的技術突破，北斗系統(tǒng)將實現(xiàn)對傳統(tǒng)行業(yè)的全面改造，并為中國經(jīng)濟增長注入創(chuàng)新動力。