北斗如何彎道超車GPS？

北斗在天上，北斗也在地上。

去年，作為第一條智能高鐵的京張高鐵，刷爆了朋友圈。借助北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱為北斗系統(tǒng)）等尖端科技，時(shí)速350公里的復(fù)興號(hào)高鐵在世界上首次實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

今年，湖北武漢火神山、雷神山醫(yī)院能在十幾天內(nèi)拔地而起，離不開(kāi)北斗系統(tǒng)在測(cè)繪方面的神奇技能，測(cè)量和畫(huà)線一次成型，向世界再次展示了“中國(guó)速度”。

5月27日，2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰。此次珠峰測(cè)高綜合運(yùn)用多種傳統(tǒng)和現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，其中，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）衛(wèi)星測(cè)量是重要一環(huán)，并以我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)為主。

共享單車的電子圍欄。《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者賈璇I攝

城市中，共享單車是否停進(jìn)了電子圍欄，小孩老人佩戴的智能手表定位，產(chǎn)業(yè)園區(qū)中送外賣的無(wú)人機(jī)……身上都有著同樣的印記——北斗。

10年來(lái)，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長(zhǎng)20%以上，2019年達(dá)到3450億元，2020年有望超4000億元。

安裝在閱兵坦克方陣上的北斗系統(tǒng)高精度引航系統(tǒng)。供圖司南導(dǎo)航

安裝在閱兵坦克方陣上的北斗系統(tǒng)高精度引航系統(tǒng)。供圖司南導(dǎo)航

司南導(dǎo)航北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛設(shè)備。圖片來(lái)源司南導(dǎo)航官網(wǎng)

華測(cè)導(dǎo)航北斗高精度定位設(shè)備在珠峰GNSS同步觀測(cè)點(diǎn)作業(yè)。供圖華測(cè)導(dǎo)航

高精度導(dǎo)航或?yàn)楸倍窂澋莱嘒PS機(jī)遇

在中國(guó)抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵儀式上，600多輛軍車組成的方隊(duì)駛過(guò)天安門(mén)廣場(chǎng)時(shí)，世界為整齊劃一的“鋼鐵雄獅”驚嘆。

據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，各方隊(duì)之間距離誤差在10厘米以內(nèi)，各方隊(duì)整體車速控制在10千米/小時(shí)，騎線偏差不超過(guò)1厘米。

這離不開(kāi)背后的“秘密武器”——北斗系統(tǒng)的高精度引航。設(shè)備提供與技術(shù)支持方是上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司。

上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司總經(jīng)理王昌對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者解釋，人們?nèi)粘Ｊ褂檬謾C(jī)和車載導(dǎo)航時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，被稱為一般精度導(dǎo)航。“導(dǎo)航精度好起來(lái)是幾米，也會(huì)差幾十米甚至百米。像北京和上海的高架橋，橋面和地面相差20米左右，導(dǎo)航就分不清楚你在橋上還是橋下，造成你和司機(jī)都找不到具體位置的問(wèn)題”。

高精度導(dǎo)航的精度可以分成幾個(gè)級(jí)別：亞米級(jí)、厘米級(jí)、毫米級(jí)。“如果用高精度定位，那么車就一定能找到你，停在你的面前”。

目前，一般精度多在消費(fèi)領(lǐng)域，高精度應(yīng)用在測(cè)繪、無(wú)人機(jī)、農(nóng)業(yè)等專業(yè)領(lǐng)域。隨著高精度導(dǎo)航模塊體積、功耗、成本的降低，高精度衛(wèi)星導(dǎo)航已逐步向消費(fèi)領(lǐng)域進(jìn)軍，汽車輔助駕駛正是一個(gè)典型的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用。

在高精度導(dǎo)航領(lǐng)域，北斗有彎道超車GPS的機(jī)會(huì)。8月18日，中南大學(xué)與北云科技發(fā)布高精度測(cè)試報(bào)告顯示，在開(kāi)闊環(huán)境下，北斗信號(hào)和GPS信號(hào)性能相當(dāng)。在樹(shù)蔭遮擋、水池多徑和各類干擾環(huán)境下，北斗的定位精度都明顯高于GPS，信號(hào)質(zhì)量指標(biāo)（抗多徑能力、信號(hào)穩(wěn)定跟蹤和周跳探測(cè)與修復(fù)的能力）整體優(yōu)于GPS。

“北斗在長(zhǎng)沙地區(qū)的高精度定位效果能夠優(yōu)于GPS，一方面是因?yàn)楸倍窊碛懈F(xiàn)代化的三頻導(dǎo)航信號(hào)，另一方面是因?yàn)楸倍吩趤喬貐^(qū)可見(jiàn)衛(wèi)星達(dá)到20多顆，為GPS的兩倍。”湖南北云科技有限公司CEO向?yàn)檎f(shuō)。

業(yè)內(nèi)人士分析，北斗系統(tǒng)發(fā)展民用導(dǎo)航市場(chǎng)，除了要在高精度導(dǎo)航領(lǐng)域發(fā)力，在一般精度導(dǎo)航領(lǐng)域勢(shì)必要和GPS正面競(jìng)爭(zhēng)。作為后來(lái)者，北斗系統(tǒng)面臨升級(jí)芯片等設(shè)備帶來(lái)的成本挑戰(zhàn)。

CHIP全球測(cè)試中心中國(guó)實(shí)驗(yàn)室主任羅國(guó)昭表示，“北斗要趕超，就必須在芯片端和專利授權(quán)端將成本降得更低。”

自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)從無(wú)人問(wèn)津，到有人主動(dòng)上門(mén)咨詢

大規(guī)模量產(chǎn)是降低成本最直接的方法，市場(chǎng)需求就顯得格外重要，被央視多次報(bào)道的司南導(dǎo)航北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于黑龍江、新疆、山東、內(nèi)蒙古、湖北、廣西、上海等地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

司南導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)基于北斗系統(tǒng)提供的高精度定位信息運(yùn)行，農(nóng)戶只要按照步驟提前設(shè)置好程序，即可按照期望路徑進(jìn)行自動(dòng)駕駛，無(wú)需全程掌握方向盤(pán)，只要在轉(zhuǎn)彎時(shí)調(diào)整拖拉機(jī)作業(yè)方向即可。

“農(nóng)忙時(shí)，一位司機(jī)的月工資能達(dá)到數(shù)萬(wàn)。加裝自動(dòng)駕駛系統(tǒng)后，農(nóng)田里開(kāi)始出現(xiàn)女性機(jī)手，甚至3歲的孩子也可以耕種，只需要坐在拖拉機(jī)上，按一下啟動(dòng)鍵就可以了。”王昌說(shuō)。

好技術(shù)在推廣時(shí)卻遇了難題。因?yàn)橄嚓P(guān)設(shè)備未能大規(guī)模量產(chǎn)，加裝了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的拖拉機(jī)，售價(jià)比原來(lái)高不少，農(nóng)民們望而卻步。

“最開(kāi)始我們要在拖拉機(jī)上加裝設(shè)備，沒(méi)有廠商同意，怕價(jià)格貴了銷路不好。我當(dāng)時(shí)在新疆待了三個(gè)月，就為了推廣技術(shù)。一年后的一天，終于有人跑去拖拉機(jī)廠問(wèn)，有沒(méi)有出廠就帶自動(dòng)駕駛的拖拉機(jī)，開(kāi)始有廠家找到我們要合作。”王昌回憶道。

近年來(lái)，隨著惠農(nóng)政策不斷出臺(tái)，司南導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛設(shè)備已納入國(guó)內(nèi)多個(gè)省份的補(bǔ)貼范圍，真正讓廣大農(nóng)民感受到實(shí)惠。

北斗6顆靜止軌道衛(wèi)星，“罩著”中國(guó)企業(yè)走出去

除了開(kāi)拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，北斗三號(hào)還提供全球化服務(wù)，為中國(guó)廠家走出去拓展海外市場(chǎng)提供了很多便利。

今年5月27日，珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)員在峰頂連接的是華測(cè)導(dǎo)航技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“華測(cè)導(dǎo)航”）的北斗高精度定位設(shè)備，精度達(dá)到毫米級(jí)。這是我國(guó)首次全程采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行珠峰高程測(cè)量。

除了導(dǎo)航等傳統(tǒng)應(yīng)用，華測(cè)導(dǎo)航還在智慧城市、自動(dòng)駕駛、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域提供高精度的產(chǎn)品和解決方案，產(chǎn)品銷往全球100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

華測(cè)導(dǎo)航副總裁胡煒對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》說(shuō)，在只有GPS的時(shí)候，華測(cè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械在海外很多地方推廣不了，設(shè)備只能收到幾顆衛(wèi)星，而且GPS的衛(wèi)星一直圍著地球轉(zhuǎn)，地面所在的位置不是隨時(shí)都能有好信號(hào)。

“我們的北斗有6顆靜止軌道衛(wèi)星，3顆在地球靜止軌道，3顆在傾斜地球同步軌道，它們始終在我們上方。現(xiàn)在在比較惡劣的條件下，例如房角屋檐或者樹(shù)蔭下，都可以進(jìn)行測(cè)量，這對(duì)我們測(cè)繪的體驗(yàn)是大大改善的。同時(shí)，對(duì)于我們開(kāi)拓海外市場(chǎng)，尤其在‘一帶一路沿線國(guó)家有很大幫助。”

千尋位置首席執(zhí)行官陳金培表示，“以前大家使用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，最大的顧慮有兩個(gè)。”第一，雖然我國(guó)廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品集成了北斗系統(tǒng)，但產(chǎn)品被賣往的有些地方不能享用北斗服務(wù)，產(chǎn)品服務(wù)和能力被降級(jí)。第二，因?yàn)楫?dāng)?shù)貨](méi)有北斗服務(wù)，歐洲的手機(jī)廠商、汽車廠商首選的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不會(huì)是北斗，只有在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)，才會(huì)集成北斗系統(tǒng)。

國(guó)產(chǎn)CNSS高精度全星座全頻點(diǎn)基帶芯片

《 中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者王雨菲攝

上海西虹橋?qū)Ш郊夹g(shù)有限公司副總經(jīng)理萬(wàn)松，呼吁有關(guān)部門(mén)能夠適度規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定進(jìn)口手機(jī)廠商兼容北斗系統(tǒng)，提高北斗系統(tǒng)在智能手機(jī)端的市場(chǎng)份額，進(jìn)一步推動(dòng)北斗應(yīng)用。

智研咨詢發(fā)布的《2020—2026年中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)已同30個(gè)國(guó)家和地區(qū)以及3個(gè)國(guó)際組織簽署了98份北斗導(dǎo)航合作協(xié)定，涉及“一帶一路”國(guó)家和地區(qū)11個(gè)。

隨著北斗三號(hào)加速建設(shè)，北斗產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入發(fā)展的重要機(jī)遇期。

北斗芯片突圍戰(zhàn)

作為衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品的核心部件與產(chǎn)業(yè)鏈源頭，芯片在北斗產(chǎn)業(yè)鏈中占有關(guān)鍵地位。

8月27日，北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“北斗星通”）在相關(guān)產(chǎn)業(yè)論壇上首次向公眾展示了北斗最新一代的22納米定位芯片，并透露該芯片有望于2021年上半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

據(jù)悉，目前國(guó)際上導(dǎo)航定位芯片還處在40納米的平均制程水平。北斗星通22納米芯片新品，尺寸是上一代高精度芯片的1/4，功耗是上一代的1/5，能滿足自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)等市場(chǎng)高端應(yīng)用需求，在厘米級(jí)高精度定位領(lǐng)域具有開(kāi)創(chuàng)意義。

該芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，意味著北斗導(dǎo)航芯片至少在工藝上已經(jīng)領(lǐng)先全球平均水平兩代。

據(jù)中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布的《2020中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》顯示，國(guó)產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已突破1億片，國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航定位終端產(chǎn)品總銷量突破4.6億臺(tái)，其中具有衛(wèi)星導(dǎo)航定位功能的智能手機(jī)銷售量達(dá)到3.72億臺(tái)。

北斗22納米芯片的量產(chǎn)，不僅對(duì)北斗下游產(chǎn)業(yè)有強(qiáng)大帶動(dòng)作用，同時(shí)也帶領(lǐng)國(guó)產(chǎn)芯片殺出“突圍”。