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中国城市报 2018年05月14日 星期一

北斗离你有多近?

—访西安航天华迅科技有限公司总裁周文益

■中国城市报记者 刘天瑞 《 中国城市报 》( 2018年05月14日   第 12 版)

  编者按

  “中国航天日”刚刚过去不久,在各地举办的活动中登月、空间站和北斗导航无疑是今年航天日里明星中的明星。

  如今,遨游在地球轨道上的北斗卫星导航系统,源源不断地为广大用户提供精准优质的服务,日渐成为国人心中的骄傲。

  日前,中国城市报邀请到了中国北斗卫星导航芯片的最早研究者之一——西安航天华迅科技有限公司总裁、中央组织部“千人计划”成员周文益博士和大家聊聊“北斗”那些事,为您揭开“北斗”的神秘面纱。

  

  中国城市报:目前在使用和在建设的导航系统有美国的全球定位系统(GPS)、欧洲的伽利略(GALILEO)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)和中国的北斗系统,请问我国的北斗系统在其中处于怎样的地位?

  周文益:这四个系统都具有全球组网能力,其中GPS由24颗卫星(21颗工作卫星,3颗备份星)分布6个轨道上,GLONASS由30颗卫星组成(27颗工作星,3颗备份星)均匀分布在3个轨道面上,这两个系统起步较早而且均已完成了全球组网并对全球提供相关服务。

  和北斗卫星导航系统一样在建的有GALILEO卫星导航系统。GALILEO卫星导航系统由30颗卫星组成(27颗工作星,3颗备份星),分布在3个轨道面上,自2011年起共发射了22颗GALILEO卫星,计划2019年底完成全球组网卫星发射,2020年开始提供服务。

  我国的北斗卫星导航系统通俗的讲是分为天上和地下两部分。天上由35颗卫星组成(5颗GEO卫星、3颗IGSO卫星、27颗MEO卫星),其中27颗MEO卫星分布在3个轨道面上,自2007年起共发射了北斗III号8颗,北斗II号23颗,共31颗北斗II号和III号卫星。已于2012年完成亚太地区的组网服务,并计划2020年前后完成全部卫星的发送任务,同时开始向全球提供相关服务。

  除了天上的建设,北斗还将在地面上将打造一张增强系统大网。已经完成北斗地基增强系统的150个框架网基准站,1200个加强密度网基准站,国家综合数据处理中心,6个行业数据处理中心等)的建设任务,2018年将完成北斗地基增强系统第二阶段建设,进行覆盖全国主要区域的米级、亚米级、分米级定位精度,以及加密覆盖区厘米级和后处理毫米级修正数的试播发,所以,北斗在高精度定位方面,比其它几个系统更容易实现和获得,这方面是北斗的优势。

  中国城市报:未来,北斗系统在智慧城市建设的方方面面将发挥怎样的作用?

  周文益:北斗提供精确的时空信息,既能导航,又能定位和监控,这是非常重要的,智慧城市建设的方方面面都与此有关。以前城市拉土车肆意妄为,装上北斗后,他们就变得老实了;对于大家每天乘坐的公交车来说,有了北斗,你通过手机app可以随时查询车子到达的位置;环卫工人以前是通过人工巡逻来检查工作,有了北斗定位,一个人可以管千人等等,包括时间的提供,以后所有的时间校准都可以通过北斗来提供,比如电视台推送的时间,电台时间播报等等,并且其精度精确到几十纳秒……

  如今,越来越多的企业都开始开发北斗的附属应用,最近我们西安航天华迅科技有限公司就已经不仅仅提供北斗高端芯片了,现在还为政府提供与智慧城市有关的智能设备,包括用于防恐、反恐、司法社区矫正、防治吸毒、以及监管监狱犯人外放的多功能一体化北斗电子腕带,以及室内外无源定位的消防作战指挥系统等等。

  中国城市报:作为一个普通百姓,北斗系统能为我们提供什么服务?

  周文益:北斗与普通老百姓生活息息相关。比如,对老人、小孩的北斗应用,通过携带一个北斗电子腕表,老年人和小孩无论走到哪里,家人都可以随时知晓;再比如,现在几乎每家每户都有车子,如果离开卫星导航,在一个陌生的地方,出行就会很困难;另外,北斗如果与其它功能相结合,如北斗腕表与生命体征相结合,无论人在哪里,发生什么危险,都可以提供报警,提供生命保障等等。此外,北斗其实已经在悄无声息地为我们提供服务了,比如共享单车,人们每天手不离身的手机,里面已经用到北斗定位……北斗在为我们服务,只是我们还不知道而已。

  中国城市报:近期,“中国芯”成为国人普遍关注的话题,北斗系统在这方面有自信吗?

  周文益:最近某些事件的发生,冲击了每一个中国人,大家都为中国的“缺芯少魂”担心。但对于北斗领域,可以说问题不大,因为北斗卫星基本上用的是自己的芯片制造的,地面接收机芯片的国产化也已基本完成,不需要依赖进口,所以,北斗导航领域,大家是可以放心的。北斗芯片现在每年的出货量都在快速增长,除手机外,北斗在车载、手持机或腕表、摩托车等领域的应用,每年的出货量都在几百万颗,而在手机里面的应用,则是以千万或亿为单位的,不过现在有的智能手机就是没有开启罢了。

  中国城市报:作为北斗系统的技术和商业探路者之一,你认为北斗导航未来的商业价值会有多大?

  周文益:导航市场可以说是大的惊人的,GPS目前已经能形成每年几万亿的市场了。北斗的商业价值潜力对照美国的GPS大家就更加清楚了,美国当年建造GPS卫星导航系统,大概花了200亿美元,但在全世界已经创造了几万亿的商业价值,中国的北斗预计2020年创造4000亿元的市场,随着其应用领域越来越广,其商业价值必定越来越大。

  当然,有的人认为人们使用北斗信号是免费的,其商业价值该如何体现?其实,北斗的商业价值主要来自应用。比如,使用导航仪或车载监控设备,后面支撑它的是一个产业链,这包括芯片厂家,天线厂家,导航设备厂家,电子地图提供商和平台运营服务方等等,每一个环节都会产生价值,放大到一个国家层面,就是一个巨大的产业。

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  北斗在行业及国防领域应用已很普遍,如:精密测量测绘、电力授时、智能驾考、精准农业以及新型的无人机和智能汽车等,基于北斗卫星导航系统的厘米级高精度定位终端正扮演不可替代的重要“角色”。那北斗导航系统有哪些和百姓生活息息相关的民用功能呢?

  个人位置服务:当进入不熟悉的地方时,可以使用装有北斗卫星导航接收芯片的手机或车载卫星导航装置找到要走的路线。

  气象应用:北斗导航卫星气象应用的开展,可以促进中国天气分析和数值天气预报、气候变化监测和预测,也可以提高空间天气预警业务水平,提升中国气象防灾减灾的能力。

  道路交通管理:卫星导航将有利于减缓交通阻塞,提升道路交通管理水平。通过在车辆上安装卫星导航接收机和数据发射机,车辆的位置信息能在几秒钟内自动转发到中心站。这些位置信息可用于道路交通管理。

  铁路智能交通:卫星导航将促进传统运输方式实现升级与转型。例如,在铁路运输领域,通过安装卫星导航终端设备,可极大缩短列车行驶间隔时间,降低运输成本,有效提高运输效率。北斗卫星导航系统将可提供高可靠、高精度的定位、测速、授时服务,促进铁路交通的现代化,实现传统调度向智能交通管理的转型。

  海运和水运:在世界各大洋和江河湖泊行驶的各类船舶大多都安装了卫星导航终端设备,使海上和水路运输更为高效和安全。北斗卫星导航系统将在任何天气条件下,为水上航行船舶提供导航定位和安全保障。同时,北斗卫星导航系统特有的短报文通信功能将支持各种新型服务的开发。

  航空运输:利用卫星导航精确定位与测速的优势,可实时确定飞机的瞬时位置,有效减小飞机之间的安全距离,甚至在大雾天气情况下,可以实现自动盲降,极大提高飞行安全和机场运营效率。通过将北斗卫星导航系统与其他系统的有效结合,将为航空运输提供更多的安全保障。

  应急救援:卫星导航已广泛用于沙漠、山区、海洋等人烟稀少地区的搜索救援。在发生地震、洪灾等重大灾害时,救援成功的关键在于及时了解灾情并迅速到达救援地点。北斗卫星导航系统除导航定位外,还具备短报文通信功能,通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况,有效缩短救援搜寻时间,提高抢险救灾时效,大大减少人民生命财产损失。

北斗离你有多近?