北斗系統五年簡(jiǎn)史：彎道超車(chē) 對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值貢獻率達70%

　　數據顯示，2012年，中國衛星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為812億元，這一數據在2016年達到2118億元，較2015年增長(cháng)約22.06%。中國市場(chǎng)的不斷擴大，為我國北斗系統的商業(yè)應用提供了基礎和發(fā)展空間，然而，作為后來(lái)者，北斗系統面臨著(zhù)與GPS等的競爭。不過(guò)，北斗系統參與競爭，并不以取代為目的，而是采取“兼容”策略和GPS共享存量市場(chǎng)，以“高精度”贏(yíng)得新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 接下來(lái)，“北斗三號”衛星將被送往太空，中國的北斗系統將進(jìn)入“全球組網(wǎng)”的新時(shí)代。多名業(yè)內人士分析，“北斗三號”將延續和加強北斗系統的高精度、廣覆蓋等競爭優(yōu)勢，北斗系統有望取得更廣闊的市場(chǎng)空間。

　　北斗系統是我國科技發(fā)展的一個(gè)縮影，是我國科技研發(fā)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新、培育經(jīng)濟新動(dòng)能的一個(gè)代表。在這過(guò)程中，我國科技研發(fā)經(jīng)費投入持續增加，2016年達到1.57萬(wàn)億元，比2012年增長(cháng)52.5%，年均增長(cháng)11.1%。我國研發(fā)經(jīng)費投入強度(研發(fā)經(jīng)費與GDP之比)持續提高，2014年達到2.02%，首次突破2%;2016年為2.11%，比2012年提高0.2個(gè)百分點(diǎn)。目前我國研發(fā)經(jīng)費投入強度已達到中等發(fā)達國家水平，居發(fā)展中國家前列。(編輯：張星)

　　“GNSS(全球導航衛星系統)俱樂(lè )部”算得上全球最有科技含量的“俱樂(lè )部”之一。GNSS俱樂(lè )部在全世界只有四名正式成員：美國GPS系統、俄羅斯格洛納斯系統、歐盟伽利略星座計劃和中國北斗系統。此外，還有兩個(gè)“觀(guān)察員”——印度和日本正在發(fā)展的區域定位系統。

　　GNSS俱樂(lè )部中，GPS系統資格最老。該系統由美國始建于1970年，大約在20年前為中國市場(chǎng)提供服務(wù)，隨著(zhù)導航定位需求擴展壯大，成為中國尋常百姓出行的“必需品”。許多中國消費者的印象中，“GPS”已經(jīng)是導航和定位服務(wù)的代名詞。

　　中國的北斗系統，2012年正式登陸民用市場(chǎng)。之后的短短五年間，北斗系統完成“從1到100”的壯舉。統計數據顯示，2012年，中國衛星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值僅為812億元，這一數據在2016年達到2118億元，較2015年增長(cháng)約22.06%。其中，北斗系統對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻率已達到70%，表現可圈可點(diǎn)。

　　這五年間，北斗系統的“商業(yè)史”始終貫穿著(zhù)兩大關(guān)鍵詞：一是“兼容”，和其它GNSS信號兼容以獲得更好服務(wù)，與“先入為主”的GPS爭奪存量市場(chǎng)；二是“高精度”，利用高精度、短報文通信等特色功能，進(jìn)入此前GPS尚未覆蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

　　2017年下半年，四顆覆蓋全球的“北斗三號”衛星計劃被送往太空，中國的北斗系統將進(jìn)入“全球組網(wǎng)”的新時(shí)代。多名業(yè)內人士分析，“北斗三號”將延續和加強北斗系統的高精度、廣覆蓋等競爭優(yōu)勢，北斗系統有望取得更廣闊的市場(chǎng)空間。

　　黨的十八大報告要求“搶占科技發(fā)展戰略制高點(diǎn)”和“突破重大技術(shù)瓶頸”。北斗系統的五年簡(jiǎn)史，為此提供了參考樣本。

　“兼容”生意經(jīng)

　　民用市場(chǎng)的“火爆”，也顯示了GNSS巨大的商業(yè)空間。這是世界主要經(jīng)濟大國致力發(fā)展GNSS的原因之一。不過(guò)，“先入為主”的GPS在前，“新版”GNSS 要“后來(lái)居上”，并沒(méi)有那么容易。

　　中國的北斗系統建設執行“三步走”戰略：1992年開(kāi)始的“北斗一號”，是測試衛星;2004年立項的“北斗二號”，提供區域性的導航、定位服務(wù)，2012年年底建成時(shí)已有14顆衛星；而覆蓋全球的“北斗三號”，則要完成30顆左右的衛星組網(wǎng)。

　　有趣的是，北斗系統建設的“第二步”和“第三步”，恰好在2017年迎來(lái)“歷史交棒”。2017年1月份，中國將國家科技進(jìn)步獎特等獎頒給“北斗二號衛星工程”，似乎有“總結評價(jià)”的味道；2017年第四季度，四顆“北斗三號”衛星計劃被送往預定軌道，北斗系統全球組網(wǎng)的“第三步”正式開(kāi)啟。

　　2012年到2017年的五年間，北斗系統已具備在亞太部分地區“叫陣”GPS系統的能力。從理論上說(shuō)，彼時(shí)企業(yè)已有條件生產(chǎn)北斗芯片、北斗天線(xiàn)和北斗接收終端等一系列產(chǎn)品，以完全替代GPS產(chǎn)品。不過(guò)，北斗企業(yè)并沒(méi)有采取“你死我活”的競爭方式，而是執行“有你有我”的兼容策略。這種策略同樣為中國政府部門(mén)所鼓勵。

　　北斗系統奠基人之一、中國科學(xué)院院士孫家棟說(shuō)，中國發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)，始終有一個(gè)如何面對GPS的問(wèn)題?？偟乃枷胧恰凹嫒荨?，是不排斥。

　　如同人們日常理解的一樣，“兼容”意味著(zhù)設備能接收至少兩套系統的信號。以?xún)戎糜谥悄苁謾C的導航模塊為例，以往接收的是GPS單模信號，“兼容”之后意味著(zhù)接收GPS/北斗雙模乃至GPS/北斗/格洛納斯三模信號。

　　兼容的直接好處，是可以獲得更好的服務(wù)。GNSS的工作原理遵循基本的物理學(xué)理論：三維空間需要三個(gè)參數確定一個(gè)坐標。由于信號傳輸有時(shí)延等原因，導航衛星的時(shí)鐘和接收終端的時(shí)鐘存在誤差，因而需要第四個(gè)參數“校準”誤差。這也就是說(shuō)，終端至少需要四顆衛星的信號才能定位。兼容讓終端接收更多衛星信號，而衛星越多，誤差越小，定位精度越高。

　　依托這種兼容策略，北斗服務(wù)在過(guò)去五年逐漸滲入GPS曾經(jīng)獨占的領(lǐng)域，比如智能手機。中國衛星導航定位協(xié)會(huì )統計數據顯示，2016年中國銷(xiāo)售的5.1億部智能手機中，已有約40%兼容北斗系統。

　　不過(guò)，“兼容”并不意味著(zhù)北斗系統只是錦上添花的輔助者。

　　中國衛星導航定位協(xié)會(huì )首席科學(xué)家曹沖指出，隨著(zhù)衛星覆蓋亞太布局、產(chǎn)業(yè)化應用的推進(jìn)，北斗系統應用在五大領(lǐng)域至少有所突破：除了存量市場(chǎng)的智能手機終端、汽車(chē)前裝市場(chǎng)之外，還存在高精度創(chuàng )新應用市場(chǎng)、智能泛在位置服務(wù)市場(chǎng)和國際導航市場(chǎng)。

　　“北斗二號”過(guò)去五年的不斷完善，為增量市場(chǎng)的開(kāi)拓提供了技術(shù)基礎。

　　湖南北云科技有限公司總經(jīng)理向為表示，由于GPS服務(wù)在前，加之技術(shù)難度大，直接在芯片領(lǐng)域和外國企業(yè)競爭并不現實(shí)，更容易的做法是依托北斗服務(wù)擴展行業(yè)應用。

　　從2014年開(kāi)始，新經(jīng)濟、新業(yè)務(wù)此起彼伏，不少企業(yè)試圖推動(dòng)北斗技術(shù)與大數據、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)融合，以開(kāi)拓新的應用場(chǎng)景。例如，共享單車(chē)就嘗試內置北斗高精度芯片，劃定“電子圍欄”，以解決亂停亂放的問(wèn)題。

　　曹沖將這種趨勢總結為“新時(shí)空”服務(wù)，“新”既是對應“新經(jīng)濟”，也表示“北斗+具體行業(yè)、具體場(chǎng)景”的應用性思維。

　　山東大學(xué)信息科技與工程學(xué)院教授邢劍平認為，新時(shí)空的出現，北斗的成本會(huì )下降而產(chǎn)業(yè)規模也會(huì )提升。所以企業(yè)要避免就北斗而北斗，要把北斗深入融合到其他產(chǎn)業(yè)中。

　　這也算是另一種“兼容”：北斗設備不是單純提供位置信息的北斗設備本身，而是融合、兼容在其它的應用設備之中。

　　“兼容”的優(yōu)勢，都將在即將開(kāi)始的“北斗三號”中延續和深化。

　　中國衛星導航定位協(xié)會(huì )咨詢(xún)中心主任李冬航表示，與“北斗二號”相比，“北斗三號”目標是實(shí)現全球信號覆蓋，它的新信號系統是對“北斗二號”的完善，信號質(zhì)量與服務(wù)性能會(huì )更為出色。

　　邢劍平表示，原北斗二代僅覆蓋亞太地區，現在伴隨著(zhù)“一帶一路”倡議的提出，全球信號覆蓋的“北斗三號”適逢其時(shí)，將帶動(dòng)北斗應用走向更廣闊的海外市場(chǎng)。

　　高精度“變陣”

　　“兼容”策略還無(wú)法完全解釋北斗產(chǎn)業(yè)過(guò)去五年的成功?；仡櫋氨倍飞虡I(yè)史”，另一被市場(chǎng)看多的關(guān)鍵詞是“高精度”。

　　正如前文所說(shuō)，GNSS本身存在著(zhù)誤差。北斗系統建設的一大工作是，通過(guò)發(fā)射更多衛星和建設更多地面參考基站，盡可能縮小誤差。從“北斗二號”建成到即將全球組網(wǎng)，北斗系統的一大顯著(zhù)變化是精度越來(lái)越高。

　　21世紀經(jīng)濟報道記者注意到，2012年建成“北斗二號”時(shí)，北斗系統的民用定位精度為10米左右，這與GNSS俱樂(lè )部“老大哥”GPS的表現相當。2016年，隨著(zhù)兩顆在軌備份衛星的發(fā)射，北斗系統的民用定位精度從小于10米縮小到小于8米。

　　向為表示，北斗這五年間比較突出的是它定位精度提升的特點(diǎn)，特別在亞太地區的表現更是優(yōu)于國外導航系統。北斗系統的高定位精度，是因為覆蓋在亞太地區的衛星數量比國外衛星導航系統要多，能夠很好地解決信號遮擋問(wèn)題，使得定位精度達到厘米級。

　　2016年6月發(fā)布的《中國北斗衛星導航系統白皮書(shū)》顯示，一是北斗系統空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區性能特點(diǎn)更為明顯;二是北斗系統提供多個(gè)頻點(diǎn)的導航信號，能夠通過(guò)多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。

　　21世紀經(jīng)濟報道記者發(fā)現，“北斗三號”在設計之初，就將目標放在比肩尚未發(fā)射的第三代GPS導航衛星以及伽利略導航系統的設計指標上，定位精度大幅提升?！氨倍啡枴毙l星可以利用星間鏈路，實(shí)現相互間的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動(dòng)“保持隊形”。全球組網(wǎng)后，北斗系統的定位精度將優(yōu)化至2米甚至1米之內。加上地面基站、參考站的幫助，北斗衛星能夠有效實(shí)現分米級乃至毫米級的定位精度。如今已有超過(guò)2000座地面參考站覆蓋全國許多城市。

　　“高定位精度意味著(zhù)可以有更多的應用，比如駕考或者在復雜山區的導航，北斗的表現都超過(guò)國外導航系統?！毕驗檎f(shuō)道，“加上北斗的多系統兼容性，北斗系統在用戶(hù)間的口碑正在逐漸提升，用戶(hù)們購買(mǎi)產(chǎn)品時(shí)也指定北斗系統，認可度與2012年相比有了很大的提升?！?/p>

　　深圳市燃氣集團經(jīng)理張林能體會(huì )到北斗高精度服務(wù)的微妙之處。燃氣管道如同城市的血管，非厘米級的精度不能分辨。張林對21世紀經(jīng)濟報道記者表示，以往用GPS設備檢修，GPS信號下午較弱，接收的信號達不到要求精度，因而檢修工作只能上午進(jìn)行，某種程度又造成信號傳輸的擁擠。換用北斗終端設備后，全天都可“享用”高精度。

　　深圳燃氣管網(wǎng)的北斗應用，是國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)的一部分。截至目前，國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入全國400多座城市，廣泛應用在城市燃氣、城鎮供熱、電力電網(wǎng)、供水排水、智能交通、智能養老等領(lǐng)域。中國衛星導航定位協(xié)會(huì )預估，目前全國燃氣管網(wǎng)北斗應用的市場(chǎng)總規模已達到20億元。除燃氣行業(yè)外，水、電、熱、通信等其它類(lèi)似的市政管網(wǎng)領(lǐng)域也可以實(shí)現類(lèi)似的北斗高精度應用，由此將形成超過(guò)1500億元規模的空間位置服務(wù)“藍?！?。

　　同樣的例子還有共享單車(chē)。共享單車(chē)定位找車(chē)和“電子圍欄”的實(shí)現，都有賴(lài)于亞米級的高精度。據中國衛星導航定位協(xié)會(huì )預計，目前我國共享單車(chē)年化市場(chǎng)使用規模超過(guò)1700億次。以1元單價(jià)和10%的市場(chǎng)滲透率計算，未來(lái)共享單車(chē)市場(chǎng)所形成的位置服務(wù)市場(chǎng)規模將超過(guò)170億元，前景廣闊。