中國衛星導航應用產業發展思考

楊元喜 （中國科學院 ，北京 100864）

1 北斗系統建設現狀

我國自上世紀80年代決定建設獨立自主的衛星導航系統(Compass/北斗)，2003年，北斗衛星導航驗證系統建成，并在多個領域得到了廣泛的應用。目前，北斗衛星導航系統正向區域導航拓展。即由12顆衛星組成擴展區域衛星導航系統，采取有源與無源相結合體制，兼容北斗驗證系統的全部功能。2012年左右覆蓋亞太地區，即服務拓展到南北緯55度，東經55度～180度。在擴展區域導航系統12顆衛星基礎上，北斗導航系統的服務將由區域拓展到全球，將在2020年左右為全球用戶提供服務。

北斗導航系統具有獨特的服務，它是世界上首個集定位、授時和短報文通信為一體的衛星導航系統。北斗導航系統解決了“何人、何時、何處”的相關問題，實現了位置報告、態勢共享。而其它衛星導航系統只解決了用戶在何時、在何地的授時和定位問題。基于此，北斗衛星導航系統可實現分類保障。即可劃分使用等級范圍，授權用戶與公開用戶分開，公開用戶也可隨時進行定位保障等級的調整、優先權調配和能力集成。

北斗衛星導航驗證系統已在多個領域得到成功應用，其應用的顯著特點是：集定位、授時、短報文通信及用戶監測于一體。包括航天飛行器的定位于控制、通信授時、交通導航與監控、水利定位與通訊、海事和海洋漁業的風險規避、森林防火的指揮與通訊等。

但是，北斗衛星導航產業的發展還必須面臨激烈的國際競爭，包括技術的競爭、無線電頻率資源的競爭、產品市場的競爭等。此外，為了使新北斗衛星導航系統與其它衛星導航系統的兼容與互操作，北斗衛星的頻率設計與調制、時間系統、坐標系統等都必須實現反向兼容，即北斗衛星導航系統只能采用與現有衛星導航系統幾乎一致的標準，留給我們的選擇并不多。

2 北斗系統應用現狀

政策現狀：美國的GPS和俄羅斯的GLONASS都有較完善和透明的國家政策和使用規范。美國分別于1983年和1996年以總統令的形式頒布了美國使用GPS的國家政策，北斗導航系統作為國家重大基礎設施，已經出臺明確的發展策略，但卻沒有健全的衛星導航應用政策和標準。對于北斗應用市場的規模化、產業化和標準化尚無章可循。北斗衛星導航政策還不夠完善，透明度尚顯不夠，系統狀態也不夠透明，很難取得國內外用戶的信任。與北斗導航系統建設與應用相關的管理政策也不十分明確，多層次管理或不順暢的管理都會影響北斗用戶的拓展。

觀念現狀：目前北斗衛星導航系統的市場占有率并不高，接收機生產廠商和管理部門主動服務觀念還較薄弱，產品的推廣、維護和服務的主動性還需要加強。

技術現狀：目前衛星系統性能與穩定性需要提高；原子鐘技術、接收機技術、信號調制與捕獲技術等都有很大的發展空間；與北斗導航系統相關的坐標系統和時間系統還有改進的余地，北斗坐標系統的最佳實現應該全球均勻建站，如此才能全面監測北斗衛星的運行狀況，提高衛星軌道的監測及定軌精度，但是北斗地面跟蹤站相對偏少，幾何結構不夠合理；北斗運行數據服務中心（類似于IGS）幾乎處于空白，于是相應的服務產品不夠豐富；要實現北斗導航系統的全球覆蓋和高精度定位導航，北斗衛星導航系統用戶接收機的性能有待改善，現有接收機體積較大，攜帶不夠方便；接收機的耐用性、可維護性、可集成性、標準化均顯不夠；接收機的芯片化程度較低，技術含量不高，從而導致性價比較低。

市場現狀：北斗衛星導航系統由于起步較晚，國內衛星導航市場已基本被GPS和GLONASS占領，衛星導航定位市場競爭也十分激烈；在國際導航定位用戶市場上GPS也占有絕對壟斷地位；GPS在國內測繪等高端領域也占據主導地位；GPS時間系統也已在國內電力、通信、交通、金融、空間技術等核心部門廣泛應用，要從現有GPS市場份額中占有一席之地十分困難。

3 北斗系統產業發展思考

透明政策：為了掌握衛星導航的主導權，北斗衛星導航系統需要盡快制定較完備的衛星導航應用政策。國際產業界關注中國北斗的應用政策，如果沒有透明的政策，應用市場對北斗的信任度很難提高，北斗的應用就很難拓展。

面對導航應用產業，國家必須制定相應的扶持政策。首先必須加強衛星導航應用終端關鍵技術攻關扶持，促進天線、基帶芯片、射頻芯片產業盡快形成規模，不斷提高北斗衛星導航接收機性能，使其具備國際競爭力，并在國際衛星導航核心產業具有一席之地，避免重蹈汽車、計算機、電視機、手機等長期“有機無芯”的老路。此外應加強產業創業資金的支持，并完善國產北斗衛星導航產品的集體采購等政策。同時也必須鼓勵國際競爭，反對壟斷。沒有競爭，北斗的整體技術就很難進步。任何的市場壟斷都可能影響北斗導航系統的技術進步，都有可能葬送北斗導航事業。

改變觀念：中國的導航體制要求我們有主動服務觀念。任何的被動服務或消極服務都會影響北斗應用范圍的拓展，特別需要北斗導航服務管理部門增強主動服務觀念，加大對北斗導航系統的宣傳，加快北斗導航系統應用推廣力度。衛星導航產業界也應加強應用終端的可靠性承諾，加強產品售后服務，提高產品的性價比。

集成服務：衛星導航應用是信息產業的重要組成部分。單純的衛星導航市場空間已經十分有限，要開闊北斗衛星導航市場，就必須加強北斗與其它運控系統的集成應用，如北斗衛星導航與汽車導航運控系統及汽車導航產品的集成、與鐵路運控系統的集成、與航空運控系統的集成等；加強北斗衛星導航與通信終端的集成，如北斗接收機與移動通信的集成、與網絡終端的集成等。

融合導航：這里的融合導航指的是北斗衛星導航與其它衛星導航或非衛星導航系統的融合。GPS和GLONASS已經在用戶市場占據主導地位，且技術及標準基本成熟，并廣為用戶接收和采納，于是要拓展北斗衛星導航的應用市場，北斗應用產品必須兼容已有的甚至即將投入市場的其它衛星導航信息，提高用戶的衛星可見性、導航定位的可用性、連續性和可靠性。同時也要加強衛星導航與慣性導航、天文導航、地理幾何信息匹配和物理信息匹配導航的融合。

完善標準：沒有標準很難有廣闊的衛星導航市場。首先衛星導航的建設及運行管理需要統一的標準規范。沒有統一規范標準的衛星導航工程建設一定會缺乏協調，容易走彎路。北斗的應用推廣更需要統一的標準。首先，規范衛星導航的頻率可減少導航接收機成本；規范坐標系統和時間系統，可增強多模衛星導航的互操作性；規范導航衛星的軌道產品有利于各類衛星軌道軟件的編寫和軌道產品的融合；規范各類北斗應用終端輸入輸出接口，可提高不同廠商生產的北斗應用終端的互聯互通，也可增強北斗導航產品與其它GNSS產品的融合。此外，規范北斗接收機與其它通信終端的接口協議，便于加強北斗衛星導航與非衛星導航應用終端的集成。衛星導航應用產品的標準化是導航產品國際交流的語言，也是國際合作的基礎。