“北斗+”融合創新與“+北斗”時空應用

文 | 李冬航

1．北京市中位協北斗時空技術研究院

2．華科咨信（北京）生產力促進中心

一、“北斗+”與“+北斗”推動產業轉型升級

2020年，北斗全球衛星導航系統全面建成，作為我國重大航天工程之一，北斗的建設和發展具有非凡的意義。衛星導航系統是重要的空間基礎設施，為人類社會生產和生活提供全天候的精準時空信息服務，是經濟社會發展的重要信息保障。北斗系統已成為中國實施改革開放40年來取得的重要成就之一，中國高度重視衛星導航系統建設發展，2035年前還將建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。

面向國家綜合時空體系建設，北斗將進入一個全新的發展階段，不僅需要對系統和技術持續更新與完善，也需要推動產業的全面轉型和升級。在這樣一個新的發展階段，如何進一步推進北斗技術創新及應用，推動產業的轉型升級，筆者認為必須要以技術體系創新和應用模式創新為主線，積極倡導“北斗＋”融合創新和“＋北斗”時空應用發展。通過“北斗+”推動北斗與高端制造業、先進軟件業、綜合數據業、現代服務業等多領域的技術融合創新，通過“+北斗”推動與各行各業信息化、智能化建設的應用融合與產業協同，從而形成并不斷完善北斗時空應用產業生態體系，促進我國智能信息技術和產業的全面發展，服務于國家戰略的全面實施。

二、“北斗+”與“+北斗”加的是什么

無論“北斗+”還是“+北斗”，這個“+”所代表的涵義其實非常豐富。

第一，“北斗+”與“+北斗”所加上的是中國自主的時空基準。衛星導航系統作為專門用于定位導航授時的組網星座，采用了世界最先進最精準的原子鐘，以及最完善的空間坐標系統，而衛星在太空中不易損壞，受干擾小，運行穩定，且能夠通過衛星信號非常方便地覆蓋地面最廣大區域，實現精密的時空基準同步。因此，擁有衛星導航系統的國家都充分利用其導航衛星系統，面向全球提供自己的時空基準服務。我國自發展北斗系統開始，便提出北斗系統的建設首先就是為了掌握國家自主可控的時間和空間基準，并提供泛在服務。隨著系統建設發展，目前我國北斗系統已經成為國家最主要的時間基準源之一，北斗所采用和提供定位導航服務的CGCS2000 坐標系，也是我國當前最新的國家大地坐標系，因此應用北斗就是隨時隨地獲取自主的時間基準。

第二，“北斗+”與“+北斗”加上的是國家自主可控的應用安全保障。當前國家信息化建設發展，各個行業都十分重視信息安全問題。北斗系統作為我國自主可控的獨立運行系統， 對國防安全及國民經濟的各個方面的信息安全提供了強大的支撐保障。尤其是當衛星導航技術越來越多的應用服務于我國各行各業，服務于重點領域核心業務的時候，保持衛星定位導航信號服務的持續性、穩定性和可靠性是行業安全的關鍵。

第三，“北斗+”與“+北斗”加上的是國家政策和國家規劃所指引的技術和產業發展方向，獲得的是國家力量的支持。北斗不光是我們共同的夢想，也是一項光榮的國家事業，應用北斗，發展北斗產業一直得到國家政策及各地方政府的大力支持和推動，對于科技發展和社會經濟建設都具有重大意義。

第四，“北斗+”與“+北斗”加上的是我國高技術自主創新與發展的權益。無論是衛星導航系統關鍵技術的突破和掌握，還是在應用終端產品、應用服務系統方面的創新，都會產生基于北斗的新的知識產權。通過北斗建設、北斗創新、北斗應用，能夠培養這一高科技領域專業人才隊伍，參與國際高端技術的創新與發展，貢獻中國人的智慧和才能。通過不斷學習、實踐和開拓，甚至有可能占據主動，引領全球技術標準體系和知識產權發展格局，從而真正推動我國這一戰略新興產業的健康可持續發展，形成國家競爭優勢。

最后，“北斗+”與“+北斗”加上的是當前及未來更多的國家發展戰略。就北斗自身發展而言，新的戰略是到2035 年建設一個更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。同時，由于北斗應用的泛在性、融合性，使其成為許多行業我國新的發展規劃中常常涉及的關鍵詞，與國家諸多重大發展戰略充分契合，如“軍民結合”、“一帶一路”，“大眾創業、萬眾創新”，以及發展“新基建”等等。

三、“北斗+”的技術融合創新方向

“北斗+”融合創新主要是從技術融合發展角度而言，實際上就是指要充分利用和發揮北斗作為便捷且廉價的精準時空信息獲取手段之優勢，全面推動北斗技術產品及其服務，與其他技術和服務的融合發展。這其中，最關鍵的是推動三個方向的融合，即網絡融合、終端融合、數據融合，這也是北斗應用創新發展的源動力（圖1）。

圖1 “北斗+”技術融合創新的三大方向

首先是網絡融合發展。北斗作為國家重要的空間信息基礎設施，與其他各種信息基礎設施和應用基礎設施本身就具有相融性。比如，北斗及其應用系統與物聯網、互聯網、5G 移動通信網、交通網、高鐵網、電力網等領域基礎設施的融合，已逐步成為其信息化網絡建設發展不可或缺的技術手段。此外，正在開展的移動通信和北斗三號短報文集成應用的技術探索也是一種網絡融合，將成為短報文通信服務全面開啟大眾應用的基礎。而北斗三號短報文還可以提供全球服務，能夠以快速低成本的方式補充完善“一帶一路”沿線通信基礎設施不完善、不發達國家和地區的通信體系，為北斗系統開啟更多應用，帶來更多國際化市場。

其次是終端融合發展。人們在享受位置服務帶來的便利時，并不知道北斗在哪，甚至看不到北斗產品是什么樣，或者說事實上大眾也不會關心北斗的應用技術和應用形態。即便我們經常使用的各種生產工具和生活用具真正應用了北斗技術，用戶也往往并不知道是由北斗系統為其提供的定位導航授時信息。這是北斗應用發展的必然特征，即嵌入化、隱性化發展。北斗將通過技術融合創新，在各種各樣終端中化于無形，發揮出巨大的作用。

最后也是最重要的是數據融合發展。信息時代，人類隨時隨地所獲取的信息資源都直接或間接與時間和空間相關。換句話說，時空信息是人類利用信息資源服務于生產和生活的關鍵要素。尤其是在物聯網和互聯網發展推動萬物互聯的過程中，北斗等導航定位授時技術所提供的位置信息和時間數據是聯接“虛擬”和“現實”世界的核心關鍵，時空信息與其他數據融合所形成的動態大數據及其應用，是實現智能化信息服務的核心資源和創新主線。

四、“+北斗”的時空信息應用價值

“+北斗”時空應用主要是從產業融合發展角度而言，既是指以北斗技術為賦能手段，以時空信息為應用方式，與其他產業原有技術、原有業務相結合或替代傳統應用方案，從而解決效能提升和自主可控問題，促進傳統經濟模式、傳統產業發展的轉型升級。而這種基于時空信息應用的改造和賦能，將催生出千千萬萬的北斗市場新業態，為企業拓寬行業市場，開創新興服務，形成新的經濟效益，這便是“+北斗”時空應用的核心價值（圖2）。

圖2 “+北斗”時空應用的行業領域生態圈

據中國衛星導航定位協會最新發布的《2020中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》顯示，2019 年我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到3450 億元，其中由衛星導航衍生帶動形成的關聯產值就高達2284 億元，同比增長了17.3%，有力支撐了產業總體產值和行業經濟效益的進一步提升。據相關產業調研和統計分析來看，這主要是源于近幾年來， 北斗創新應用已經深入融合到許多產業的轉型升級發展之中，其他行業如汽車、高鐵、能源、礦產、郵政、移動通信、交通物流、互聯網服務等領域的骨干企業，主動推動“＋北斗”發展， 逐步開拓形成企業新增業務，成為產業新生力量，從而極大促進了我國衛星導航與位置服務產業的整體發展，對總體產值的貢獻正在顯著提高（圖3）。

圖32006 -2019 年我國衛星導航與位置服務產業產值增長圖

隨著未來綜合定位導航授時（PNT） 系統的建設和發展，北斗結合其他時間空間信息傳感手段，形成的綜合時空服務體系，必將極大拓寬應用場景范圍，從開闊暴露空間的定位導航授時應用， 擴展為覆蓋海、陸、空、天，甚至地下與海下的泛在應用服務，進而把全空間的時空信息服務龐大需求充分挖掘出來。通過各行各業新應用、新模式和新業務的發展，也將帶動形成數萬億元規模的時空應用服務市場，產生非常巨大的經濟價值，從而推動我國導航與位置服務產業經濟的進一步高速增長。

在此次抗擊新冠肺炎疫情中，各種導航與位置服務技術發揮了重大作用， 同時也呈現了進一步推動北斗應用創新和時空服務發展的重大機遇，特別是在公共應急事件中的位置信息采集管理、重點人員跟蹤監控、無人智能生活服務、動態時空大數據等方面，“+北斗”時空應用還有著巨大的市場發展空間。此外，國家正在推動的“新基建”，注重七大領域高科技產業基礎設施的數字化、智能化建設，而基于北斗精準時空技術的融合應用正是這些領域基礎設施信息化、智能化升級改造不可或缺的重要手段，相信“新基建” 的大發展，也將成為我國衛星導航與位置服務產業新一輪發展的重大推動力。

五、推進“北斗+”與“+北斗”深度融合發展

當前，中國衛星導航與位置服務產業正進入“北斗+”和“+北斗”深度融合發展階段。多年來，以業內企業為主導的“北斗＋”融合創新發展，通過自主產品、技術解決方案和商業模式的創新，推動了北斗在各個行業領域和大眾領域的應用，擴大了衛星導航與位置服務市場，是當前產業發展的核心基礎。近年來，以業外企業甚至行業用戶本身為主體推動的“＋北斗”應用漸成趨勢，對改變原有應用形態，深化技術融合創新，以及擴寬北斗應用領域和擴大行業市場規模都起到了十分積極的作用，形成了對市場及產業進一步向深度和廣度發展的有力支撐。面向未來，可以說“北斗＋”發展形成的技術和產業良好基礎，與“＋北斗”推進的技術和產業深度融合，互為補充，相輔相成，將進一步推動行業邁向技術水平更高、產業更加成熟、市場更加廣闊的新發展階段，從而促進北斗應用產業生態體系的迅速形成和最終完善。

進一步推進“北斗+”與“+北斗”深度融合發展，一是應積極推進技術鏈的深度融合發展，與其他時空信息傳感技術、泛在傳輸技術、應用處理技術和智能服務技術相結合，重點推動室內定位、協同精密定位、通導一體化等方面技術的創新突破和應用發展；二是要積極推進產業鏈的深度融合發展，擴大北斗應用產業生態圈，特別是推動北斗與衛星通信、衛星遙感、地理信息、5G移動通信、互聯網、車聯網、物聯網、大數據、人工智能等領域產業鏈各環節之間的協同發展與合作共贏，形成良好的產業生態體系；三是應積極推進市場的深度融合發展，以北斗等技術所提供的精準時空信息為核心服務要素，更多的應用到電子商務、移動智能終端、智能網聯汽車、無人系統、互聯網位置服務等領域中，更大規模的進入到行業應用、大眾消費、共享經濟和民生服務市場；四是要積極推進區域經濟的深度融合發展，充分結合各地方傳統產業經濟特點，市場發展水平和投資服務能力，把北斗時空領域作為“高精尖”產業培育和扶植的新興重點方向，同時結合城市和鄉村發展建設需要，推動時空技術與智慧城市、智慧鄉村、智慧社區等方面基礎設施和服務系統建設相結合，推動北斗更加廣泛深入地應用于社會生產生活的方方面面，為加快我國經濟建設高質量發展和服務人民群眾美好生活作出貢獻。

信息時代，時空信息是萬事萬物相互關聯所必需的基本要素，“互聯網+”縮短時空距離，而“北斗+”獲取時空信息。北斗作為自主可控的精準時間和空間信息獲取手段，是我國綜合時空體系建設和發展的關鍵基礎和核心動力源，北斗時空技術將與其他新一代信息技術融合，與其他產業領域融合，通過升級傳統技術，改造傳統產業，形成新興模式，成為新興經濟，從而全面推動我國智能信息產業大發展。