北斗橫空：觸手可及且無處不在

文／龐之浩

2020年7月31日，北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京舉行。習近平總書記鏗鏘有力地宣布：“北斗三號全球衛星導航系統正式開通！”此后，最重要的就是如何用好北斗。那么，北斗都有哪些用途呢？

可能很多人馬上想到用于交通導航。確實，北斗最顯著的應用就是交通運輸，已成為現代交通運輸的“大腦”，不過，由于在當今的信息社會，80%以上的信息都與空間和時間有關，所以其用途無所不在，已經滲透到國家安全、經濟建設與發展，以及百姓日常生活中的幾乎所有領域。

由于我國北斗具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務與眾不同的五大功能，所以其應用更廣，確實只受人的想象力限制。

在工程建造方面，用北斗系統可為建筑、挖掘、路基、規劃設計、物理勘探、石油鉆探、地殼運動監測等許多工程提供高精度定位，定位精度甚至可以達到厘米級，因此能大大提高工程建設的生產力，并提升相關活動的精度和效率，比傳統測量方法的效率高3倍以上。

在今年我國新冠疫情防控中，北斗高精度測量裝備火線馳援武漢火神山、雷神山醫院建設，提高工地放線測量效率；北斗無人機、無人配送車紛紛應用到疫區醫療物資配送，減少了人與人的直接接觸；基于北斗的道路貨運車輛公共監管與服務平臺，向650余萬入網重點運輸車輛持續推送疫情信息、防疫物資運輸信息、道路運輸服務信息，保障防疫救援物資一路暢通。

在農業方面，北斗的精確定位功能可廣泛用于農場規劃、田間測圖、土壤取樣、拖拉機引導、作物田間檢測、播種速度選擇，以及肥料、殺蟲劑和產量檢測系統等。它能使不同地區、不同條件下的作物增產3%～50%，大大降低農業生產的投入占總成本1%～50%不等。

現在，新疆、黑龍江等許多農業地區已廣泛使用北斗系統，突尼斯等國利用北斗系統，已開展了自動拖拉機測試，取得了可喜的效益。基于北斗的農機作業監管平臺，已實現農機遠程管理與精準作業，服務農機設備超過5萬臺，精細農業產量提高5%，農機油耗節約10%。

漁業是北斗衛星導航系統應用最早、也是最為廣泛的行業之一。安裝了北斗用戶機，不僅可以為船只導航，還能通過北斗獨有的短報文技術，報告船只位置和船上人員的情況。通過北斗三號系統，每次可以發送1000個漢字的短信，這對漁民來說至少有四大好處：一是與家人聯絡，滿足情感需要。二是與國內市場聯絡，打了什么魚，有多少斤，可以提前通知預售，提高收入。三是與周邊漁船聯絡，遇險時及時自救和互救。四是有了準確定位，可以避免越境捕魚的糾紛。

我國通過北斗已先后向漁民發送了數萬余次熱帶氣旋等危險氣象信息警報，救助了多艘漁船、漁民、病人等，累計救助1萬余人，有效避免涉外事件多起，挽回經濟損失上億元。有漁民形容，現在漁船上只供奉兩樣東西，一樣是媽祖，另一樣是北斗終端。

北斗三號上的原子鐘已達到每300萬年誤差1秒的水平，這不僅有利于提高導航定位精度，還可以提供高水平的授時服務。在網絡條件下的金融服務體系中，時間的同步是至關重要的，用北斗系統提供的精確授時服務可使現代金融體系實現網絡時間同步段，保證現代金融系統安全運行，因為全國各金融單位的1秒鐘誤差，就有可能帶來巨資的損失。從安全性和可靠性角度考慮，在國家關鍵經濟部門，使用我國自主的北斗授時比GPS的授時要好得多，安全得多。

電力系統的安全運行也需要在很大的范圍內實現較高精度的時間同步，這樣可實現整個電網高精度的時間同步，實現同步相位測量、運行穩定性判斷、故障定位、高可靠性的電流縱差保護、繼電保護等，從而提高電力網絡運行的穩定性、可靠性和安全性。基于北斗衛星導航系統的“北斗電力全網時間同步管理系統”投入使用后，解決了電力系統時間同步應用中的三個難題：可靠的時鐘源，全網時間同步管理，遠程集中實時監測維護，有效地保障了我國電力系統安全。

在緊急救援上，基于北斗系統的導航定位、短報文通信以及位置報告等功能，已實現全國范圍的實時救災指揮調度、應急通信、災情信息快速上報與共享等服務，極大地提高了災害應急救援的快速反應能力和決策能力。2008年汶川地震時，震區通信中斷，救援部隊通過北斗的短報文功能，讓救援部隊和指揮部的聯系保持順暢，從而指揮命令可及時下達，災情信息也實時上報，保證了整個救災的指揮調度，在決策、搜救、醫療等工作中發揮了關鍵作用。

另外，汶川地震造成了2000余座水庫不同程度的損壞，隨時可能發生重大洪災，所以急需對堰塞湖和眾多水庫進行實時監測和災害預警。然而，當地仍然余震不斷，人工勘測十分危險，于是采用無人值守的“北斗遠程自動數據采集系統”代替人工值班便成了最佳的方式。

我國已把北斗技術與井下監測技術相結合，實現了對井下瓦斯濃度、風機轉停等關鍵參數的實時監測，還將北斗引入自動氣象站，增強了自動氣象站適應性。

由于北斗可實現全國范圍的無縫覆蓋，具有定位、授時、短報文等功能，所以為森林防火、撲火的指揮調度提供了新的技術，有效解決了火場定位、偵察、引導撲救、后勤保障、損失評估等問題。目前，全國各地森林防火系統已經配備多臺（套）北斗用戶機，取得了明顯的經濟和社會效益。

關于北斗可以應用的領域實在數不勝數，無法細說。例如，它將成為物聯網業的主力，在水文、水利、氣象、地質、地震、林業、地質等行業發揮重要作用。它可以被嵌入到其他的通信、計算機、安全和消費類電子產品中，使其應用領域更加擴展。在去年10月1日天安門廣場的盛大閱兵式上，通過“北斗閱兵訓練考核輔助系統”，保障了32個方隊整體車速控制在10千米/小時，騎線偏差不超過1厘米，厘米級的定位精度已趕超世界先進水平。

北斗在國際上也發揮了重要作用，已廣泛應用到印度尼西亞土地確權、科威特建筑施工、烏干達國土測試、緬甸精準農業、馬爾代夫海上打樁、泰國倉儲物流、巴基斯坦機場授時以及俄羅斯電力巡檢等多國不同領域。

由于智能產業與時空信息密切相關，能提供位置和時間信息的北斗必將被用于智能網絡、智能傳感、智能交通、智能通信、智能物流、智能社區、智能電網等所有智能產業中，并形成各種前所未有的新型商業模式。

北斗的真正價值是它所帶來的生產力的提升，可賦予相關系統新的能力和高效率，已成為經濟發展的強大發動機。