北斗應用產業高質量發展與思考

文|劉欣 麥霞梅 龐波波

1.北斗應用發展研究院

2.國家國防科技工業局重大專項工程中心

3.中兵北斗衛星通信有限公司

一、引言

北斗系統是我國自主研制、自主建設、自主運行的重大科技工程，是提供全天候、全天時、高精度定位、導航、授時和短報文服務的“大國重器”，是我國經濟社會發展的時空基石。隨著我國北斗衛星導航系統建設的不斷完善，定位、導航、授時和短報文服務被廣泛應用于國民經濟的各個行業，已全面服務于行業市場、大眾市場和特殊市場，其在安全性上有著無可替代的優勢，對經濟社會發展的輻射帶動作用顯著提升。

隨著新一代信息技術、高端裝備制造、新能源汽車等戰略性新興產業的發展，推進傳統產業數字化轉型和智能化改造，都需要更加泛在、更為精細、更趨融合的時空信息，自主可控、高效精準的時空服務也尤為重要。而北斗高質量發展的前提是用，要用好用足，與實際生產經營融合，推動北斗產業創新性地融入各行業應用系統。

結合中央企業北斗產業協同發展平臺在北斗應用與產業化推廣經驗，以平臺成員單位在電力電網、礦產能源、大眾應用及產業鏈構建等方面的情況及發展現狀進行闡述，“以用促建、以用促發展”，探索北斗高質量發展、培育北斗產業生態的高效措施，共同推動北斗應用在建設現代化產業體系、構建新發展格局中展現新作為。

二、北斗產業發展現狀與挑戰

1.北斗產業發展現狀

目前，全球主要衛星導航系統中依舊是美國全球定位系統（GPS）占據主導地位，具備完整的產業鏈體系、政策法規體系、市場應用服務體系，該系統處于加速現代化升級進程中。此外，俄羅斯格洛納斯系統（GLONASS）、中國北斗系統、歐盟伽利略系統（Galileo）、日本準天頂系統（QZSS）、印度導航星座（Nav/C）和韓國特色定位系統（KPS）也在快速發展階段。全球衛星導航服務性能不斷提升，應用范圍不斷擴大，市場規模快速增長。據《地球觀測和全球定位系統2021 年市場報告》預測，到2031 年全球衛星導航終端年出貨量將增長到25億臺，相關產值將達到近5000 億歐元，其中時空信息服務產值占比將逐步上升至82.3%，而亞太區域的時空信息服務產值約占45.7%，位居全球首位[1]。

隨著北斗三號系統服務開通，我國北斗應用產業規模不斷攀升，在基礎設施運營、產品服務、應用推廣、產業生態建設等方面取得顯著成績。據《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書（2023）》數據，2022 年我國衛星導航與位置服務產業總體產值已達到5007 億元，較2021 年增長約6.76%[2]。整體來說，北斗產業機制、基礎設施、標準化建設、檢測認證、應用推廣、產業集群建設等方面穩步向前推進。

2.北斗產業發展面臨的挑戰

北斗產業發展仍舊面臨抗干擾、抗欺騙、克服復雜條件下定位等難題，核心技術攻關提質增速任重道遠。基于GPS 的先發優勢，對其依賴性尚未改變，北斗主用格局尚未形成、應用市場碎片化，北斗產品附加值不高，同質化嚴重，重復投資、同質競爭問題突出，產品性能和服務水平上升潛力巨大。北斗應用產業生態有待優化，產業鏈上、中、下游發展力量不均衡（圖1、圖2），上游投入產出比偏低、自主可控水平亟需提高，中游專業終端產品在形態、性能、豐富度方面存在短板，下游應用場景有待多元開發，與5G、大數據、人工智能等新一代信息技術及各行業的融合深度不夠，區域發展不平衡，應用服務缺乏統籌，已有基礎設施未能充分發揮效能等問題，制約了北斗產業生態的完善。在“走出去”過程中話語權、主導權、國際認可度、積極參與度等仍需提升，模式多元化、質變量變效果面臨壓力。

圖1 民營企業北斗產業鏈

圖2 國營企業北斗產業鏈

三、北斗應用步入高速發展軌道

北斗衛星導航系統既賦能通信、導航、遙感技術一體化融合，也為未來其他新型基礎設施提供戰略性、基礎性的時空數據支撐。北斗系統已全面服務于交通運輸、基礎測繪、礦產能源、公共安全、救災減災、農林牧漁等行業領域，深度融入電力電網、金融、通信等國計民生中，廣泛進入大眾消費、共享經濟等方面，深刻改變著人們的生產生活方式。隨著互聯網、5G 信息技術、大數據和云計算等技術的發展融合，北斗系統將會更加完善和成熟。

1.救災減災

短報文通信作為北斗系統的特色服務之一，其全天候無盲區短報文與位置報告功能能夠實現災害預警速報、救災指揮調度和快速應急通信，可以極大地提高應急救援反應速度和決策能力。受臺風“杜蘇芮”影響，我國7 月底到8 月初多地連降暴雨，汛情連發，受災嚴重地區出現交通、通信、電力等基礎設施嚴重受損，人民生命財產安全受到威脅。北斗短報文作為通信有效補充方式，在地面通信網絡中斷情況下，可以快速實現用戶位置信息、險情信息的傳輸，滿足地面無網絡覆蓋地區的應急通信、搜索搜救等服務需求。災情發生后，北斗短報文充分發揮守護防汛救災通信“永遠在線”的特色，并創新實現智能手機雙向收發短報文服務，通過北斗短報文手持通信終端，助力于防汛救災通信保障工作（圖3）。據北斗三號系統區域短報文民用服務平臺數據顯示，受災期間短報文大眾智能手機新注冊用戶數日均增長12600，短報文服務使用用戶日均新增1772，為受災群眾提供安全可靠的北斗應急通信服務。

圖3 短報文手機回傳北京市門頭溝妙峰山鎮災情（2023-08-03）

2.交通運輸

我國綜合交通網總里程突破600 萬千米，其自身點多、線長、面廣和移動的特點，對位置服務提出了巨大需求。截至2022 年底，交通運輸領域已在道路營運車輛、郵政快遞車輛、內河船舶及遠洋船舶、水上助導航設施、通用航空器等方面累計推廣應用各類北斗終端超過810 萬臺/套[2]；北斗高精度定位、授時、短報文技術，用于交通基礎設施建設及安全健康監測、運輸過程監管及服務、安全應急等領域，北斗終端的應用對提升運輸效率、保障生產安全、提高服務水平具有重要意義（圖4）。

3.電力電網

電力電網行業作為國計民生的命脈之一，其安全性和穩定性是重中之重。我國已建成全球規模最大的電力系統，發電裝機超過24 億千瓦，35kV 及以上輸電線路長度超過220 萬千米[3]，其中90%的調度主站自動化系統和20%的變電站時間同步裝置實現接收北斗授時信號，新建及改造變電站北斗衛星授時接入率達100%，在水電站地質災害監測、輸電線路無人機自主巡檢、調度站統一授時等領域應用北斗終端61 萬余臺/套，大幅提升電力電網運行管理水平（圖5）。基于北斗高精度定位技術，無人機輸配電線路、變電站自主巡檢作業，巡檢效率提高2至3倍，實現巡檢管理規范化、作業智能化、業務數字化，促進電力電網管理轉型升級。北斗短報文服務實現偏遠用電信息自動抄表，為云貴川等省份電網企業節省運營成本10%以上。

1.創新+融合，實現新突破

圍繞高精度、抗干擾、多源融合等新需求，以覆蓋深空、深海、室內、地下等統一的定位導航授時系統為重點方向，聚焦北斗產業涉及的核心算法、通導一體芯片、智能傳感器、多源導航以及集成模塊等技術短板，開展核心技術攻關，發展多源導航、微定位導航授時等能力，重點突破核心模塊的功耗、安全、穩定的持續升級能力[5]。

2.把準動力源，以用促發展

經過近十余年來的不斷發展，北斗應用已經初具規模，但在覆蓋面和普及率方面還難以比肩GPS。北斗產業發展重要的是在于用，應用是檢驗產品和服務的最佳方式，要在應用過程中發現問題、迭代產品、優化服務、塑造產品競爭力、優化市場環境，只有用足、用好、用到實處才能真正成為經濟社會發展的時空基石；堅持以“用”促進應用場景的豐富性、創新性、融合性及產品多元化，充分展現北斗高精度定位、短報文通信等特色服務，并以“用足用好”加速推動北斗規模應用。

3.政產學研用多措并舉，打造產業良性生態

建立以市場為導向、創新為動力、產學研用深度融合的北斗應用協同發展體系，打造資源共享平臺及北斗行業獨角獸企業，建立溝通協調機制，提供產業權威指引，構建有效合作載體，建立技術合作機制，開展標準研究制定，推進行業安全統一規范和接口標準，建設北斗應用標準體系。以此為牽引，結合應用需求，實現基礎元件產品和基礎服務平臺在技術上深度融合。加快立法進度，推動衛星導航條例頒布進程，填補導航領域的立法空白，建設完善統領、權威、強制性的立法保障與頂層制度設計，推動產業生態系統的良性運轉[6]。

4.百花齊放，加快多元化“走出去”

聚焦北斗走出國門、邁向高質量發展，強化北斗“走出去”頂層統籌協調機制建設，強化北斗“走出去”的系統性統籌協調，優勢企業建立常態化工作機制，以市場需求為導向，統籌部署北斗“走出去”應用與產業發展，提升政企聯動能力，建立“走出去”統一對外平臺、發布產品清單，強化企業優勢互補、避免無序競爭。提升北斗衛星導航系統國際影響力、話語權，強化對外輿論宣傳引導，著重在海外媒體上積極發聲，拓寬北斗宣傳受眾群體，主動傳播建設成果，提升北斗產品創新性、市場競爭性，集中力量拓展海外應用，讓北斗衛星導航系統“落地生根”，打造北斗品牌，提高北斗品牌的國際知名度和市場信譽度。