北斗系統(tǒng)五年簡史：彎道超車 對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值貢獻率達70%

　　數(shù)據(jù)顯示，2012年，中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為812億元，這一數(shù)據(jù)在2016年達到2118億元，較2015年增長約22.06%。中國市場的不斷擴大，為我國北斗系統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和發(fā)展空間，然而，作為后來者，北斗系統(tǒng)面臨著與GPS等的競爭。不過，北斗系統(tǒng)參與競爭，并不以取代為目的，而是采取“兼容”策略和GPS共享存量市場，以“高精度”贏得新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 接下來，“北斗三號”衛(wèi)星將被送往太空，中國的北斗系統(tǒng)將進入“全球組網(wǎng)”的新時代。多名業(yè)內(nèi)人士分析，“北斗三號”將延續(xù)和加強北斗系統(tǒng)的高精度、廣覆蓋等競爭優(yōu)勢，北斗系統(tǒng)有望取得更廣闊的市場空間。

　　北斗系統(tǒng)是我國科技發(fā)展的一個縮影，是我國科技研發(fā)推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、培育經(jīng)濟新動能的一個代表。在這過程中，我國科技研發(fā)經(jīng)費投入持續(xù)增加，2016年達到1.57萬億元，比2012年增長52.5%，年均增長11.1%。我國研發(fā)經(jīng)費投入強度(研發(fā)經(jīng)費與GDP之比)持續(xù)提高，2014年達到2.02%，首次突破2%;2016年為2.11%，比2012年提高0.2個百分點。目前我國研發(fā)經(jīng)費投入強度已達到中等發(fā)達國家水平，居發(fā)展中國家前列。(編輯：張星)

　　“GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))俱樂部”算得上全球最有科技含量的“俱樂部”之一。GNSS俱樂部在全世界只有四名正式成員：美國GPS系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)、歐盟伽利略星座計劃和中國北斗系統(tǒng)。此外，還有兩個“觀察員”——印度和日本正在發(fā)展的區(qū)域定位系統(tǒng)。

　　GNSS俱樂部中，GPS系統(tǒng)資格最老。該系統(tǒng)由美國始建于1970年，大約在20年前為中國市場提供服務(wù)，隨著導(dǎo)航定位需求擴展壯大，成為中國尋常百姓出行的“必需品”。許多中國消費者的印象中，“GPS”已經(jīng)是導(dǎo)航和定位服務(wù)的代名詞。

　　中國的北斗系統(tǒng)，2012年正式登陸民用市場。之后的短短五年間，北斗系統(tǒng)完成“從1到100”的壯舉。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年，中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為812億元，這一數(shù)據(jù)在2016年達到2118億元，較2015年增長約22.06%。其中，北斗系統(tǒng)對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻率已達到70%，表現(xiàn)可圈可點。

　　這五年間，北斗系統(tǒng)的“商業(yè)史”始終貫穿著兩大關(guān)鍵詞：一是“兼容”，和其它GNSS信號兼容以獲得更好服務(wù)，與“先入為主”的GPS爭奪存量市場；二是“高精度”，利用高精度、短報文通信等特色功能，進入此前GPS尚未覆蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

　　2017年下半年，四顆覆蓋全球的“北斗三號”衛(wèi)星計劃被送往太空，中國的北斗系統(tǒng)將進入“全球組網(wǎng)”的新時代。多名業(yè)內(nèi)人士分析，“北斗三號”將延續(xù)和加強北斗系統(tǒng)的高精度、廣覆蓋等競爭優(yōu)勢，北斗系統(tǒng)有望取得更廣闊的市場空間。

　　黨的十八大報告要求“搶占科技發(fā)展戰(zhàn)略制高點”和“突破重大技術(shù)瓶頸”。北斗系統(tǒng)的五年簡史，為此提供了參考樣本。

　“兼容”生意經(jīng)

　　民用市場的“火爆”，也顯示了GNSS巨大的商業(yè)空間。這是世界主要經(jīng)濟大國致力發(fā)展GNSS的原因之一。不過，“先入為主”的GPS在前，“新版”GNSS 要“后來居上”，并沒有那么容易。

　　中國的北斗系統(tǒng)建設(shè)執(zhí)行“三步走”戰(zhàn)略：1992年開始的“北斗一號”，是測試衛(wèi)星;2004年立項的“北斗二號”，提供區(qū)域性的導(dǎo)航、定位服務(wù)，2012年年底建成時已有14顆衛(wèi)星；而覆蓋全球的“北斗三號”，則要完成30顆左右的衛(wèi)星組網(wǎng)。

　　有趣的是，北斗系統(tǒng)建設(shè)的“第二步”和“第三步”，恰好在2017年迎來“歷史交棒”。2017年1月份，中國將國家科技進步獎特等獎頒給“北斗二號衛(wèi)星工程”，似乎有“總結(jié)評價”的味道；2017年第四季度，四顆“北斗三號”衛(wèi)星計劃被送往預(yù)定軌道，北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)的“第三步”正式開啟。

　　2012年到2017年的五年間，北斗系統(tǒng)已具備在亞太部分地區(qū)“叫陣”GPS系統(tǒng)的能力。從理論上說，彼時企業(yè)已有條件生產(chǎn)北斗芯片、北斗天線和北斗接收終端等一系列產(chǎn)品，以完全替代GPS產(chǎn)品。不過，北斗企業(yè)并沒有采取“你死我活”的競爭方式，而是執(zhí)行“有你有我”的兼容策略。這種策略同樣為中國政府部門所鼓勵。

　　北斗系統(tǒng)奠基人之一、中國科學(xué)院院士孫家棟說，中國發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)，始終有一個如何面對GPS的問題?？偟乃枷胧恰凹嫒荨?，是不排斥。

　　如同人們?nèi)粘＠斫獾囊粯樱凹嫒荨币馕吨O(shè)備能接收至少兩套系統(tǒng)的信號。以內(nèi)置于智能手機的導(dǎo)航模塊為例，以往接收的是GPS單模信號，“兼容”之后意味著接收GPS/北斗雙模乃至GPS/北斗/格洛納斯三模信號。

　　兼容的直接好處，是可以獲得更好的服務(wù)。GNSS的工作原理遵循基本的物理學(xué)理論：三維空間需要三個參數(shù)確定一個坐標(biāo)。由于信號傳輸有時延等原因，導(dǎo)航衛(wèi)星的時鐘和接收終端的時鐘存在誤差，因而需要第四個參數(shù)“校準(zhǔn)”誤差。這也就是說，終端至少需要四顆衛(wèi)星的信號才能定位。兼容讓終端接收更多衛(wèi)星信號，而衛(wèi)星越多，誤差越小，定位精度越高。

　　依托這種兼容策略，北斗服務(wù)在過去五年逐漸滲入GPS曾經(jīng)獨占的領(lǐng)域，比如智能手機。中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2016年中國銷售的5.1億部智能手機中，已有約40%兼容北斗系統(tǒng)。

　　不過，“兼容”并不意味著北斗系統(tǒng)只是錦上添花的輔助者。

　　中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會首席科學(xué)家曹沖指出，隨著衛(wèi)星覆蓋亞太布局、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的推進，北斗系統(tǒng)應(yīng)用在五大領(lǐng)域至少有所突破：除了存量市場的智能手機終端、汽車前裝市場之外，還存在高精度創(chuàng)新應(yīng)用市場、智能泛在位置服務(wù)市場和國際導(dǎo)航市場。

　　“北斗二號”過去五年的不斷完善，為增量市場的開拓提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　湖南北云科技有限公司總經(jīng)理向為表示，由于GPS服務(wù)在前，加之技術(shù)難度大，直接在芯片領(lǐng)域和外國企業(yè)競爭并不現(xiàn)實，更容易的做法是依托北斗服務(wù)擴展行業(yè)應(yīng)用。

　　從2014年開始，新經(jīng)濟、新業(yè)務(wù)此起彼伏，不少企業(yè)試圖推動北斗技術(shù)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)融合，以開拓新的應(yīng)用場景。例如，共享單車就嘗試內(nèi)置北斗高精度芯片，劃定“電子圍欄”，以解決亂停亂放的問題。

　　曹沖將這種趨勢總結(jié)為“新時空”服務(wù)，“新”既是對應(yīng)“新經(jīng)濟”，也表示“北斗+具體行業(yè)、具體場景”的應(yīng)用性思維。

　　山東大學(xué)信息科技與工程學(xué)院教授邢劍平認為，新時空的出現(xiàn)，北斗的成本會下降而產(chǎn)業(yè)規(guī)模也會提升。所以企業(yè)要避免就北斗而北斗，要把北斗深入融合到其他產(chǎn)業(yè)中。

　　這也算是另一種“兼容”：北斗設(shè)備不是單純提供位置信息的北斗設(shè)備本身，而是融合、兼容在其它的應(yīng)用設(shè)備之中。

　　“兼容”的優(yōu)勢，都將在即將開始的“北斗三號”中延續(xù)和深化。

　　中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會咨詢中心主任李冬航表示，與“北斗二號”相比，“北斗三號”目標(biāo)是實現(xiàn)全球信號覆蓋，它的新信號系統(tǒng)是對“北斗二號”的完善，信號質(zhì)量與服務(wù)性能會更為出色。

　　邢劍平表示，原北斗二代僅覆蓋亞太地區(qū)，現(xiàn)在伴隨著“一帶一路”倡議的提出，全球信號覆蓋的“北斗三號”適逢其時，將帶動北斗應(yīng)用走向更廣闊的海外市場。

　　高精度“變陣”

　　“兼容”策略還無法完全解釋北斗產(chǎn)業(yè)過去五年的成功?；仡櫋氨倍飞虡I(yè)史”，另一被市場看多的關(guān)鍵詞是“高精度”。

　　正如前文所說，GNSS本身存在著誤差。北斗系統(tǒng)建設(shè)的一大工作是，通過發(fā)射更多衛(wèi)星和建設(shè)更多地面參考基站，盡可能縮小誤差。從“北斗二號”建成到即將全球組網(wǎng)，北斗系統(tǒng)的一大顯著變化是精度越來越高。

　　21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者注意到，2012年建成“北斗二號”時，北斗系統(tǒng)的民用定位精度為10米左右，這與GNSS俱樂部“老大哥”GPS的表現(xiàn)相當(dāng)。2016年，隨著兩顆在軌備份衛(wèi)星的發(fā)射，北斗系統(tǒng)的民用定位精度從小于10米縮小到小于8米。

　　向為表示，北斗這五年間比較突出的是它定位精度提升的特點，特別在亞太地區(qū)的表現(xiàn)更是優(yōu)于國外導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)的高定位精度，是因為覆蓋在亞太地區(qū)的衛(wèi)星數(shù)量比國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要多，能夠很好地解決信號遮擋問題，使得定位精度達到厘米級。

　　2016年6月發(fā)布的《中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)白皮書》顯示，一是北斗系統(tǒng)空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區(qū)性能特點更為明顯;二是北斗系統(tǒng)提供多個頻點的導(dǎo)航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。

　　21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者發(fā)現(xiàn)，“北斗三號”在設(shè)計之初，就將目標(biāo)放在比肩尚未發(fā)射的第三代GPS導(dǎo)航衛(wèi)星以及伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)上，定位精度大幅提升?！氨倍啡枴毙l(wèi)星可以利用星間鏈路，實現(xiàn)相互間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，還能相互測距，自動“保持隊形”。全球組網(wǎng)后，北斗系統(tǒng)的定位精度將優(yōu)化至2米甚至1米之內(nèi)。加上地面基站、參考站的幫助，北斗衛(wèi)星能夠有效實現(xiàn)分米級乃至毫米級的定位精度。如今已有超過2000座地面參考站覆蓋全國許多城市。

　　“高定位精度意味著可以有更多的應(yīng)用，比如駕考或者在復(fù)雜山區(qū)的導(dǎo)航，北斗的表現(xiàn)都超過國外導(dǎo)航系統(tǒng)。”向為說道，“加上北斗的多系統(tǒng)兼容性，北斗系統(tǒng)在用戶間的口碑正在逐漸提升，用戶們購買產(chǎn)品時也指定北斗系統(tǒng)，認可度與2012年相比有了很大的提升?！?/p>

　　深圳市燃氣集團經(jīng)理張林能體會到北斗高精度服務(wù)的微妙之處。燃氣管道如同城市的血管，非厘米級的精度不能分辨。張林對21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者表示，以往用GPS設(shè)備檢修，GPS信號下午較弱，接收的信號達不到要求精度，因而檢修工作只能上午進行，某種程度又造成信號傳輸?shù)膿頂D。換用北斗終端設(shè)備后，全天都可“享用”高精度。

　　深圳燃氣管網(wǎng)的北斗應(yīng)用，是國家北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)的一部分。截至目前，國家北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)已經(jīng)進入全國400多座城市，廣泛應(yīng)用在城市燃氣、城鎮(zhèn)供熱、電力電網(wǎng)、供水排水、智能交通、智能養(yǎng)老等領(lǐng)域。中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會預(yù)估，目前全國燃氣管網(wǎng)北斗應(yīng)用的市場總規(guī)模已達到20億元。除燃氣行業(yè)外，水、電、熱、通信等其它類似的市政管網(wǎng)領(lǐng)域也可以實現(xiàn)類似的北斗高精度應(yīng)用，由此將形成超過1500億元規(guī)模的空間位置服務(wù)“藍海”。

　　同樣的例子還有共享單車。共享單車定位找車和“電子圍欄”的實現(xiàn)，都有賴于亞米級的高精度。據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會預(yù)計，目前我國共享單車年化市場使用規(guī)模超過1700億次。以1元單價和10%的市場滲透率計算，未來共享單車市場所形成的位置服務(wù)市場規(guī)模將超過170億元，前景廣闊。