北斗衛星導航系統運行與發展

●　文 |中國衛星導航系統管理辦公室　　冉承其

北斗衛星導航系統運行與發展

●文 |中國衛星導航系統管理辦公室冉承其

一、發展規劃

1.發展目標

北斗系統致力于為全球用戶提供連續、穩定、可靠的定位、導航、授時服務。北斗系統致力于滿足國家安全和經濟社會發展對定位、導航、授時的需求，促進國家信息化建設和經濟發展方式轉變，提升經濟和社會效益。北斗系統致力于與世界其他衛星導航系統共同合作，服務全球、造福人類。

2.基本原則

開放、自主、兼容、漸進。

3.發展步驟

按照“三步走”的發展路線，“先區域、后全球，先有源、后無源”的發展思路分步實施，形成面向全球、突出區域、富有特色的北斗系統發展道路。

4.系統組成

北斗系統由空間段、地面控制段、用戶段組成，提供授權、公開、廣域差分和短報文四類服務，定位精度優于10m，授時精度優于20ns，測速精度0.2m/s。

5.基本政策

北斗系統提供免費開放服務。持續進行北斗系統維護和完善，不斷提升服務性能，為用戶提供更高質量的服務。按計劃發布公開服務規范，發揮政府和市場作用，推動北斗/GNSS應用的創新、普及與國際化，打造國家戰略性新興產業的基礎。秉承發展、合作、共贏的理念，實現北斗與其他GNSS系統的兼容共用，充分發揮系統效能，提升用戶效益。

二、最新進展

1.系統建設

（1）系統性能穩中有升

北斗系統提供區域服務以來，系統運行保持連續穩定，性能指標穩中有升，滿足10m指標要求，部分地區性能優于承諾指標。增加2顆傾斜地球同步軌道（IGSO）衛星后，北斗系統服務區內（55°S～55°N，70°E ～150°E），平均空間位置精度因子（PDOP）（95%）由3.07減少到2.84，平均最小衛星可見數由7.0增加到8.3，進一步提高了北斗系統的可靠性和服務性能。

（2）“五星”護航北斗系統走向全球

截至2016年5月底，已成功組網發射了5顆新一代北斗導航衛星，新型導航信號體制、星間鏈路、高精度衛星鐘等關鍵體制和技術得到驗證，系統間技術狀態協調匹配，將適時入網提供服務，進一步增強北斗系統星座穩健性，提升系統服務能力，為系統服務向全球拓展奠定堅實基礎。

（3）星基/地基增強系統建設穩扎穩打

加速推進北斗地基增強系統建設，打造北斗高精度位置服務平臺和特色應用服務，現已建成覆蓋全國的北斗地基增強框架基準站網，初步完成基本系統研制建設，正在進行廣域實時米級和分米級，以及北京地區厘米級、后處理毫米級定位精度試驗。后續該系統正式投入使用后，將為中國境內用戶提供米級、分米級實時定位服務，部分地區精度可達厘米級，基于北斗高精度服務的車道級車輛導航等特色服務將成為現實。

北斗系統將按照國際民航標準，開展北斗星基增強系統（BDSBAS）設計、試驗與建設，為我國及周邊地區民航等用戶提供一類精密進近服務。目前，北斗系統正在積極參與下一代雙頻多星座（DFMC）SBAS標準的設計和國際協調工作。

（4）國家綜合PNT體系構建開篇布局

為了彌補衛星導航系統在室內、水下、深空等領域存在的服務盲區，滿足我國經濟社會發展需求，國家在夯實北斗系統基石的同時，正在深化國家綜合定位、導航、授時（PNT）體系論證，開展相關技術研究。

☆　國家綜合PNT體系示意圖

2.應用推廣

（1）基礎產品實現躍升升級

2015年，北斗基礎產品實現了自主可控，質、量齊升，北斗芯片跨入40nm新時代，實現了基礎產品向高端產業的躍升升級。

截至2016年4月，BDS/GNSS導航型基帶、射頻芯片/模塊銷量突破2400萬片，測量型高精度板卡銷量近12萬套，導航天線400萬套，高精度天線銷量超過50萬只，應用于移動通信芯片的國產自主衛星導航IP核數量近1800萬。

（2）行業/區域示范應用穩步推進

在關系國計民生、國家安全的重點領域，開展北斗行業/區域示范應用。

目前，已完成交通公路運輸行業示范和長三角區域示范，在長途客車、旅游包車、危險品運輸車等行業重點領域累計推廣安裝300余萬套北斗兼容終端；開展了重點車輛監管服務、大眾位置服務和北斗高精度定位服務等智慧城市北斗應用示范，完成8萬臺套北斗終端部署。

海上運輸、氣象、漁業、公共安全、民政減災救災、林業等11個行業示范，以及珠三角、京、陜、湘、貴、鄂、蘇等17個區域示范正在全力實施。

（3）大眾應用蓬勃發展

隨著穿戴設備、智能制造以及其它各種智能硬件的興起，通過與新興技術融合，“北斗+”概念逐步清晰、物化，涌現出了北斗時空表、北斗魔盒、北斗約車、北斗放牛、“北斗菜”、“貨車幫”等產業新生態，推動了供給側結構改革，讓應用從傳統走向更智能。

華為等國產手機也采用了北斗IP核。隨著芯片小型化、低功耗、低成本、射頻基帶一體化等技術的發展，以及衛星導航IP核與移動通信等領域的廣泛集成，北斗將全面走向大眾應用，服務大眾生活。

（4）產業發展欣欣向榮

國家高度重視并積極推動衛星導航產業發展，先后發布了《國家衛星導航產業中長期發展規劃》和《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃》，從國家層面對衛星導航產業長期發展進行了總體部署。同時，正式發布了《北斗衛星導航標準體系（1.0版）》及17項北斗標準，科學推進了北斗衛星導航標準體系建設。《北斗導航條例》已列入《國務院2016年立法工作計劃》，將成為我國首部衛星導航領域的行政法規，保護北斗系統提供可靠服務，提高北斗系統法制化管理水平。

目前，我國已形成包括基礎產品、應用終端、運行服務等較為完整的北斗產業體系。據統計，2015年，我國衛星導航產值已達1900億元，其中北斗系統貢獻率約30%。

3.國際合作

（1）深度開展雙邊合作

持續與各衛星導航系統供應商開展兼容與互操作協調，共同為用戶提供更加優質的服務。

中俄合作：在中俄總理定期會晤框架下成立中俄衛星導航重大戰略合作項目委員會，簽署中俄衛星導航合作諒解備忘錄，成立工作組，完成中俄互建站考察，發布兼容與互操作及導航技術應用合作聯合聲明，提出了首批七個合作項目。

中美合作：建立北斗與GPS系統間合作機制，進行兩次會談，發布聯合聲明；開展兼容與互操作、增強系統及民航應用、民用服務與監測評估等領域合作。

中歐合作：初步完成北斗與伽利略系統導航頻段的頻率協調，協商建立兩系統兼容與互操作等領域交流合作機制。

（2）廣泛參與國際衛星導航組織活動

積極承擔國際責任，推動衛星導航系統兼容共用。積極參加ICG第十屆大會、ITU等聯合國衛星導航相關活動，承辦SBAS IWG第30次會議。首次參加美國天基PNT咨詢委員會會議及國際民航組織高級會議，開展技術交流與合作。鼓勵國際學術交流，舉辦中國衛星導航學術年會，持續參與衛星導航領域其他國際學術會議，持續面向全球特別是發展中國家開展衛星導航國際教育培訓。

（3）大力推進應用合作

大力推進北斗系統國際推廣，并將北斗應用納入“一帶一路”戰略規劃，與巴基斯坦、泰國、阿聯酋以及東盟、阿盟等國家和地區組織開展應用合作，與沙特和阿盟分別簽署了衛星導航領域合作諒解備忘錄，面向海外舉行“北斗行”推廣活動，開展北斗/GNSS應用演示體驗，讓更多國家和人民感受北斗系統的特色和優勢。

（4）積極融入國際標準

積極推動北斗系統進入國際海事（IMO）、國際民航（ICAO）、全球移動通信（3GPP）等國際組織標準。目前，北斗系統已取得國際海事應用合法地位，成為國際移動通信標準支持的全球衛星導航系統，全面支持北斗的RINEX 3.03標準已于2016年1月正式對外公布。

三、近期計劃

1.系統建設

1）持續改善北斗系統連續穩定性和服務精度，確保北斗區域服務性能穩中有升。

2）2016年，再發射1顆北斗導航衛星（編者注：該衛星為系統第23顆，已于6月12日成功發射升空），進一步提升亞太區域服務性能；固化新一代北斗導航衛星狀態，全面推進全球系統組網建設，2018年為“一帶一路”國家提供基本服務，2020年形成全球服務能力，建成世界一流的全球衛星導航系統。

3）2016年中，完成北斗地基增強系統（一期）集成與測試，進行覆蓋全國主要區域的米級、分米級定位精度，以及加密覆蓋區厘米級和后處理毫米級修正數的試播發；2018年，建成全國范圍區域加密網基準站網絡。2018年前后，發射BDSBAS首顆GEO衛星；2020年，形成覆蓋我國及周邊地區的星基增強服務。

4）加快推進以北斗系統為基石的國家綜合PNT體系建設，爭取到2030年前，建成基準統一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合PNT體系，顯著提升國家時空信息服務能力，滿足國民經濟和國家安全需求，為全球用戶提供更為優質的服務。

2.應用推廣

1）全面開展新一代北斗/GNSS基礎產品研發和產業化，提升性能、功耗、小型化、成本等核心競爭力，實現大眾市場億級應用推廣。

2）發揮衛星導航在工業化和信息化融合中的作用，結合國家“一帶一路”、京津冀一體化、長江經濟帶等國家戰略，全面推進示范應用和北斗“走出去”。

3）加快《北斗導航條例》立法進程，將北斗系統納入國家信息安全戰略體系，建立健全北斗建設運行和應用的法治環境。

4）構建北斗應用服務生態體系，走融合發展路子，按照“四融”（融網絡、融數據、融終端、融產業）推動北斗應用創新發展。

3.國際合作

1）近期發布北斗白皮書（編者注：已于6月16日發布），詮釋北斗系統發展理念和政策主張。

2）繼續推動與美、俄、歐等衛星導航系統供應商的合作交流，深化在兼容與互操作、監測評估、天基增強系統及其應用等方面的合作。

3）繼續在ICG、ITU、ICAO、IMO等國際組織平臺開展國際協調，推動北斗系統國際化，履行大國責任。

4）以“一帶一路”為支點，推廣北斗系統的國際化，為“一帶一路”沿線地區提供服務。

四、結論

感知是智能的根基，智能化需求牽引著感知的發展。時空信息是人們與生俱來的基本需求，它時刻引導著我們的感知，使我們的生活更加智能。衛星導航系統使時空信息感知發生了革命性變化，加速了智能時代的到來，北斗系統必將在推動智能時代發展方面發揮重大作用。