北斗導航：從封鎖中突圍

“GPS信號弱”，可使用中國北斗。

1994年，國家批準北斗一號工程即刻立項；2000年，北斗一號首顆衛星從大涼山沖向太空；2020年，北斗三號最后一顆衛星在西昌成功發射，北斗導航系統正式組網完成。

而今，高德地圖宣布，調用北斗衛星日定位量已超2100億次，定位時北斗的調用率已超越GPS等其他衛星導航系統。北斗系統在平均單次定位調用衛星數量、民用定位精度等多個維度超越GPS，正式實現了對于國內導航應用定位的全面主導。“銀河號事件”將不再發生。

北斗從立項到組網完成，用了26年，再到超越GPS實現北斗主導，一共用了28年。28年間，科研人員篳路藍縷，跋涉山林，個中艱辛，難以言盡。

科技攻堅，九九八十一難

1994年的中國并不富裕。當時，美國的GPS已經建設成功，投入超200億美元。而中國整個“863”計劃（包括北斗在內的七大領域）的預算只有100億元人民幣。

沒錢的問題還能解決，要命的是沒技術。1996年，包括美英在內的33個西方國家簽署了《瓦森納協議》，針對以中國為首的發展中國家實施商品和技術的控制清單。

在這種財力匱乏、技術封鎖的情況下，中國拿出了經典的三步走戰略：第一步建設北斗一號覆蓋國內區域，第二步建設北斗二號覆蓋亞太區域，第三步建設北斗三號覆蓋全球。

2000年，中國硬生生憑著自主研發成功發射了兩顆衛星上天，組建起了北斗一號系統。中國成為除美俄外，世界上第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。

2004年，北斗二號衛星工程立項，此時面臨著一個致命的問題——沒有頻率。在太空中，美俄的衛星已經占據了最好的頻率和軌道，北斗想要取得合法的軌位，必須向國際電信聯盟進行申報。

這個問題并不只困擾著中國。歐盟也正在如火如荼地打造自己的伽利略導航系統，同樣需要申報。兩大經濟體不謀而合，先后向國際電信聯盟提出了頻率申請。國際電信聯盟給出的回復是：頻率還可開放一段，雙方先到先得，最晚需在2007年4月17日之前發射衛星，否則自動失效。

彼時中國有錢、沒技術，而歐盟則有技術、沒錢。中國想以花錢買技術的方式與歐盟聯手，雙方曾有過一次短暫的聯姻，但因政治風向等原因而破裂，中國不僅沒得到技術，還浪費了寶貴的時間。

這時，距離頻率失效僅剩2年，制約北斗二號的關鍵技術——原子鐘，我國仍不能自己制造。原子鐘是衛星用于授時和定位的核心器件，相當于衛星的心臟。隨后，中科院、航天科技、航天科工3支隊伍在材料、工程等50多個領域同時攻關，終于在頻率失效前將國產原子鐘造了出來。

2007年4月14日4時，搭載著國產原子鐘的北斗二號首顆衛星發射成功。17日20時，地面接收機收到太空傳過來的衛星信號，中國成功保住了頻率。這一刻，距國際電信聯盟規定的截止時間只有不到4小時。北斗二號首星的成功發射，讓中國成功突破了技術封鎖，后續的衛星系統建設也開始順利起來。

2012年，北斗二號14顆衛星完成發射組網。而北斗三號計劃在2009年啟動，2020年，完成35顆衛星發射組網。至此，三步走戰略全部完成。北斗導航系統成為繼美俄后第三個成熟的全球衛星系統。

趕超GPS，北斗屢建奇功

北斗導航系統在建設過程中，便已應用于我國的災害救援工作。

2008年，汶川地震，舉世震驚。通往震中重災區的通信完全中斷，震區內外失去聯系。隨后，一支攜帶北斗終端機的部隊沿著317國道一路疾進，進入汶川重災區，沿途部隊將偵測到的災情以北斗獨有的短報文通信技術發給救災指揮部，打通了震區內外的聯絡通道。最終在救災部隊援軍的接應下，救下了500多名受難群眾。彼時憑借的正是北斗一號系統。

在后來的四川雅安地震時，北斗二號已組網完成，北斗終端同樣第一時間配發給救援部隊，進入災區。北斗在此次抗震救災中精度更高，覆蓋范圍更廣，累計完成通信和定位服務數十萬次。

北斗之所以在抗震救災中發揮出如此大的作用，主要得益于短報文技術。短報文技術可以實現用戶與北斗衛星之間雙向通信，這是北斗導航系統特有的通信技術，美國GPS、俄羅斯格羅納斯、歐洲伽利略等衛星導航并不具備這一功能。通俗點說，短報文技術類似于手機短信。最初的北斗一號及北斗二號只支持傳輸120個漢字。但這帶有定位與導航信息的120個字，在汶川及雅安地震中發揮了至關重要的作用。北斗三號建成后，北斗導航系統已經支持傳輸1000個漢字，還可傳輸語音和圖片。

北斗系統在應急救災、科考、遠洋航運等通信網絡無法覆蓋的場景中具有極強的應用價值。以遠洋航運為例。據統計，目前全國至少有7萬多艘漁船和執法船正在使用北斗終端，北斗的搜救功能和通信功能已經累計救援了1萬多人。中國漁民將北斗稱為“海上媽祖”。

北斗導航系統能夠提供米級、分米級的精度，通過地面基站校準，甚至能夠達到厘米級的精度定位。在亞太地區，北斗系統的信號傳輸質量與衛星調用數量都有著明顯的優勢。

北斗的成功也對GPS相關產業帶來了沖擊。據報道，我國進口的GPS定位芯片，價格最高之時可達每片1000元，而北斗建成后，該價格降為每片6元。

隨著北斗導航系統應用的逐漸深入，相關場景的配套設備如果不能支持北斗，就會失去大量的市場，這也倒逼著其他國家在相關硬件、軟件上應用北斗，進一步催生了一個萬億級市場。

民用爆發，市場為王

如果說北斗在軍事、抗災救援等領域的應用是國家的意志。那北斗在民用領域的推廣，則讓其成為市場的選擇。

在市場應用初期， 北斗官方只做了一個底層操作系統。隨著北斗的應用逐漸深入日常生活的方方面面，各行業在北斗的底層操作系統上不斷加以開發，讓北斗的商業生態逐漸繁盛。

北斗商業化應用始見于手機市場。2013年，一個月后，三星宣布旗下手機國行版的兩個型號成為全球首批支持北斗導航系統的智能手機。彼時北斗二號衛星剛組網完成兩年，其商業化價值已然顯現。自2012年開始，國內主流手機廠商發布的智能機大多支持北斗導航系統。2020年，北斗三號宣布組網完成的兩個月后，一直因不支持北斗而飽受詬病的蘋果也頂不住市場壓力，宣布iPhone12將支持北斗定位芯片。

中國憑借著全球最大手機市場的優勢，讓北斗在手機終端的滲透率飛速提升。截至2022年上半年，中國境內申請入網的智能手機中，有128款支持北斗定位，其出貨量占上半年總出貨量的98%以上。

在手機端的應用達到峰值之后，北斗正被市場簇擁著向智能汽車終端滲透。高德地圖是北斗系統這一高精尖科技最為典型的應用之一。

2020年，北斗三號組網成功后，高德地圖發布的車道級導航服務，應用北斗導航系統亞米級的高精度定位技術，結合參考站修正信息，經過融合和解算后，實現定位精度從5～10米的道路級，進化到1米以內的車道級別。這是國內首個可完全在智能手機上實現的車道級導航服務。

高德地圖于2022年上線的、基于算力實現的“黑科技”紅綠燈倒計時功能，其重要的依托之一，同樣是北斗系統穩定連續、高效精準的定位能力，借此為用戶智能計算當前路口紅燈的倒計時讀秒，或者需要等待的輪次數。這一“國之重器”已廣泛服務于人民群眾的日常出行。

與此同時，北斗系統在其他諸多領域的應用也正逐漸展開。大到金融、電力安全，小到起床的準時鬧鐘、快遞物流動態，都在依靠北斗保駕護航。而在北斗問世之前，這些服務都依賴于GPS。如果美國關閉GPS服務，其帶來的后果遠超想象。而今，我們已不必再為此擔憂。

2022年11月4日，國務院新聞辦公室正式發布《新時代的中國北斗》白皮書。北斗導航系統已成為面向全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位、導航與授時服務的重要新型基礎設施。

北斗應用產業也正呈現出如日方升般的高速發展，在2025年其產值規模或將突破1萬億元。

目前，國產北斗基礎產品已出口120余個國家和地區，向億級以上用戶提供服務。未來隨著北斗的應用進一步加深，國內北斗產業將百尺竿頭更進一步，率先跟北斗高度綁定的企業也將不斷受益。

（編輯 宦菁 huanjing0511@sohu.com）