暢談中國全球衛星導航系統——北鬥
背景
為什麽在我國要花大價錢建設全球衛星導航系統?是因為在20世紀90年代中國國防發生的國恥:
93年銀河號事件
1993年7月7日,“銀河號”從天津新港出發,途經上海、香港、新加坡、雅加達,最後共載628個集裝箱,駛向中東。預計8月3日抵達位於波斯灣的迪拜港卸貨,然後去沙特達曼港和科威特港。7月23日起,美國聲稱握有確鑿證據,指責“銀河號”貨輪載有可以制造化學武器的硫二甘醇和亞硫酰氯運往伊朗的阿巴斯港。美國派出軍艦、飛機對銀河號跟蹤監視,並要求銀河號返航。“銀河號”在印度洋的國際公海海域上被美軍軍艦截停並扣留長達三周之久。中國外交部國際司副司長沙祖康以中國政府代表、中方檢查組負責人的身份處理這次件事。8月28日,沙特和美國的聯合調查人員對停靠在達曼港附近的朱科勒海軍基地的銀河號進行檢查。9月4日,“銀河號”貨輪上第628個,也是最後一個貨箱被檢查完畢,沒有發現任何化學武器,三方簽訂檢查報告。
有報道稱當時美國屏蔽了銀河號所在海域的GPS信號,導致銀河號無法正常航行。
96年臺海危機
1996年3月8日至3月15日,中國人民解放軍在福建永安和南平×××部隊基地,進行"聯合九六"×××射擊演習。發射4枚東風15×××點火升空,並迅速越過臺灣海峽,飛向鎖定目標。3月8日零時跟1時,從永安分別試射2枚東風15×××,落在高雄外海西南30至150海裏目標區;而同步時間前後不到十分鐘,3月8日1時,從南平發射一枚東風15×××,落在基隆外海29海裏處目標區。
1996年3月12日至3月20日間,解放軍海、空部隊在東海與南海展開第二次實彈軍事演習。航空兵力之戰術操演和編隊航行、火炮、×××射擊及海空聯訓,該島離臺灣當局實際控制的島嶼不足10海裏。
1996年3月18日至3月25日間,解放軍海、陸、空部隊展開第三次登聯合作戰的軍事演習。演練項目包括三棲登陸、空降及山地作戰演練。
時臺灣即將在3月23日舉行第一次總統直接選舉,當時為嚇阻提出“兩國論“的李登輝。當時以做好最壞打算,若李登輝連任,演習即可以轉成真正的軍事行動。但是因為當時國內間諜泄密,導致美國因而派遣尼米茲號航空母艦與獨立號航空母艦靠近臺海,封鎖了臺灣海峽。
據稱在這次演習中,有兩枚×××明顯偏離預定目標,後來調查是由於GPS被美國動了手腳。
所以擁有自己的導航系統關系一個國家的主權和國防實力,有了自己的導航系統就不會在受制於人,看美國人的臉色,就像現在的日本、韓國以及歐洲各國。
http://doc.mbalib.com/view/0adb1a4cf655933d38f81d9fe2802f11.html
介紹
中國北鬥衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中國自行研制的全球衛星導航系統。是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)之後第三個成熟的衛星導航系統。北鬥衛星導航系統(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO,是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。
衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施。中國高度重視衛星導航系統的建設,一直在努力探索和發展擁有自主知識產權的衛星導航系統。2000年,首先建成北鬥導航試驗系統,使我國成為繼美、俄之後的世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。該系統已成功應用於測繪、電信、水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域,產生顯著的經濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發揮了重要作用。為了更好地服務於國家建設與發展,滿足全球應用需求,我國啟動實施了北鬥衛星導航系統建設。
2012年12月27日,北鬥系統空間信號接口控制文件正式版1.0正式公布,北鬥導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。
2013年12月27日,北鬥衛星導航系統正式提供區域服務一周年新聞發布會在×××新聞發布廳召開,正式發布了《北鬥系統公開服務性能規範(1.0版)》和《北鬥系統空間信號接口控制文件(2.0版)》兩個系統文件。
2014年11月23日,國際海事組織海上安全委員會審議通過了對北鬥衛星導航系統認可的航行安全通函,這標誌著北鬥衛星導航系統正式成為全球無線電導航系統的組成部分,取得面向海事應用的國際合法地位。中國的衛星導航系統已獲得國際海事組織的認可。
2017年11月5日,中國第三代導航衛星——北鬥三號的首批組網衛星(2顆)以“一箭雙星”的發射方式順利升空,它標誌著中國正式開始建造“北鬥”全球衛星導航系統。
北鬥2018年發射計劃
北鬥的市場前景
中國的北鬥系統,2012年正式登陸民用市場。之後的短短五年間,北鬥系統完成“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產業總產值僅為812億元,這一數據在2016年達到2118億元,較2015年增長約22.06%。其中,北鬥系統對產業核心產值的貢獻率已達到70%。這五年間,北鬥系統始終貫穿著兩大關鍵詞:一是“兼容”,和其它GNSS信號兼容以獲得更好服務,與“先入為主”的GPS爭奪存量市場;二是“高精度”,利用高精度、短報文通信等特色功能,進入此前GPS尚未覆蓋的產業領域。2017年下半年,四顆覆蓋全球的“北鬥三號”衛星計劃被送往太空,中國的北鬥系統將進入“全球組網”的新時代。“北鬥三號”將延續和加強北鬥系統的高精度、廣覆蓋等競爭優勢,北鬥系統有望取得更廣闊的市場空間。
《國家衛星導航產業中長期發展規劃》提出,到2020年中國將建成服務全球的北鬥衛星導航定位系統,我國衛星導航產業規模將超過4000億元。如果到2020年,北鬥導航市場規模占到國內衛星導航產業市場規模的60%,屆時北鬥市場規模將上升至2400億元左右,北鬥導航產業未來增長空間巨大。
2010-2016國內高精度市場規模(億元)
數據來源:公開資料整理
相關報告:智研咨詢發布的《2018-2024年中國北鬥系統行業市場運營態勢及投資前景預測報告》
高精度衛星導航定位產品主要應用於測量測繪、地理信息、災害監測、精準農業應用、氣象預測、飛行器控制等專業領域。隨著物聯網的發展和位置服務需求的提升,近年來高精度應用也逐漸向位置服務、汽車導航、智能交通、船舶導航等大眾領域滲透,應用領域不斷豐富。
2016年國內高精度接收機出貨量在14萬臺/套左右,其中國產高精度接收機約占50%;高精度天線出貨量13萬只,其中國內生產的天線超過11萬只;相關產品銷售收入已經從2010年的11億元人民幣增長到2016年的近60億元人民幣,年復合增長率達33%。
2016-2020年我國衛星導航、北鬥和高精度市場規模測算(億元)
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根據衛星導航與位置服務市場中消費用戶的分布情況,主要分為特殊(安全)市場、行業(領域)應用市場和大眾(個人)應用市場三大類。
北鬥應用領域以及範圍
應用領域 | 終端占比 | 應用範圍 | 上市公司 |
特殊領域 | 8% | 制導武器導航、航空器導 航和士兵手持終端等 | 振芯科技、中國衛星、海格通信、華力創通、北鬥星通等 |
行業領域 | 27% | 高精度測量、航空業、海洋漁業、交通運輸業、GIS測繪和采集、智慧城市等 | 北鬥星通、海格通信、合眾思壯、中海達、同洲電子、四維圖新、中國衛星、航天科技等 |
大眾消費領域 | 65% | 手機導航、車載導航、信息服務、娛樂、人/動物跟蹤、車輛跟蹤等 | 北鬥星通、合眾思壯、四維圖新等 |
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2016年,行業應用市場是產業發展的關鍵及核心市場,北鬥應用更深入滲透到交通運輸、車船監管、電力、農業、漁業、公安、林業等諸多行業和領域;大眾應用市場是產業發展的重心和依托,2016年大眾市場獲得更加廣泛的拓展,在監控跟蹤類可穿戴式設備、移動健康醫療、城市快遞、互聯網汽車、電動自行車安防和共享單車等細分領域獲得重大突破;特殊應用市場是產業發展的高端市場,涉及軍用、警用、防災減災、應急救援、公共安全等領域,2016年北鬥產品和服務在警用和防災減災等細分市場獲得大量部署,使得特殊市場總體保持穩定增長。
中國的衛星導航市場空間巨大,目前北鬥導航的推廣以特殊應用、行業應用為主,未來隨著地基增強系統和“北鬥三號”導航系統的建設,服務精度和廣度得到提升,產品在大眾消費領域將會得到大範圍推廣;另外,在“一帶一路”國家戰略中,北鬥導航系統也將為相關國家和地區提供服務,北鬥的應用推廣將呈現內外並舉的局面,市場空間會得到大幅提升。
2008-2016我國衛星導航與位置服務市場規模
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北鬥應用進入快速成長期,在衛星導航領域的滲透率不斷提高。據統計,2016年國內導航定位終端產品總銷量突破5.3億臺,其中具有衛星導航定位功能的智能手機銷售量達到5.1億臺,其中帶北鬥功能的數量超過30%。汽車導航後裝市場終端銷量達到800萬臺,汽車導航前裝市場終端銷量突破550萬臺,各類監控終端銷量在600萬臺左右,高精度定位接收機14萬臺/套。
2013-2016年國內衛星導航與位置服務市場出貨量
指標 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 |
國內導航定位終端產品總銷量(億) | 3.48 | 3.88 | 4.66 | 5.3 |
具有衛星導航定位的智能手機(億) | 3.3 | 3.7 | 4.4 | 5.1 |
汽車導航後裝市場終端銷量(萬) | 760 | 910 | 1000 | 800 |
汽車導航前裝市場終端銷量(萬) | 185 | 247 | 371 | 550 |
各類監控終端銷量(萬) | 600 | 650 | 800 | 600 |
高精度定位接收機和板卡銷量(萬) | 8 | 15 | 14 | 14 |
北鬥終端社會持有量(萬)-量級 | 100 | 1000 | 10000 | 30000 |
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2016年度《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》顯示,2016年我國衛星導航與位置服務產業總體產值已突破2000億元大關,達到2118億元,較2015年增長22.06%。其中,包括與衛星導航技術直接相關的芯片、器件、算法、軟件、導航數據、終端設備等在內的產業核心產值達到808億元。北鬥對產業核心產值的貢獻率到已達到70%,國內行業市場和特殊應用市場中,北鬥兼容應用已經成為主流方案,大眾市場。
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說起“北鬥”的應用,往往先談國家安全和重點領域,其次才是大眾消費領域。畢竟,作為掌握一個時間和空間精度的復雜系統,“北鬥”有著讓我國從根本上擺脫導航技術受制於人的意義。而在國家安全和重點領域,“北鬥”已經“標配化”使用。
這種應用已經形成從芯片到終端、到制造業、到服務的完整產業鏈。以芯片為例,工藝由0.35微米提升到28納米,總體性能達到甚至優於國際同類產品。截至2017年年底,國產“北鬥”芯片累計銷量突破5000萬片,接收機天線已占國內市場份額90%。
反觀5年前,國內沒有一片國產“北鬥”芯片,“有機無芯”也一度成為人們詬病的問題。別小看這一個個芯片,這些正是“北鬥”走向尋常百姓家的前提。曾有記者問冉承其,“北鬥”對當下火熱的無人駕駛有沒有幫助?他說,事實上,國內已有不少專註無人駕駛的企業,將“北鬥”芯片加入整個系統的研發裏面。
改變來的似乎有些慢,不過一旦來了,卻異常猛烈。用這句話來形容“北鬥”應用恰如其分。冉承其給出一組數據:過去5年,我國480萬輛營運車輛上線“北鬥”,建成全球最大的北鬥車聯網平臺,全國4萬余艘漁船安裝“北鬥”。
相應的一組數據是,相比2012年,我國公安出警時間縮短近20%,突發重大災情上報時間縮短至1小時內,應急救援響應效率提升2倍。交通運輸部綜合規劃司負責人彭思義說,這些數字都有“北鬥”的出力,截至去年年底,“北鬥”也累計救助漁民超過1萬人,甚至被漁民稱為“海上保護神”。
人們很難想象,在5年前,我國各行各業所用的基本都還是國外衛星導航系統——盡管那時已經有十幾顆“北鬥”衛星飛上太空。用冉承其的話說,“5年來,‘北鬥’由‘高大上’轉為‘接地氣’”。
他以北京為例,已有33500輛出租車、21000輛公交車安裝“北鬥”,實現“北鬥”定位全覆蓋;1500輛物流貨車及19000名配送員,使用“北鬥”終端和手環接入物流雲平臺,實現實時調度。
當代社會的人有這樣一種錯覺,即只要手機上用不到的,似乎就很難說“來到了身邊”。目前世界主流手機芯片大都已支持“北鬥”,國內銷售的智能手機,“北鬥”正成為標配。
約車最後十米不再靠電話“喊”。對於一套導航系統,人們最為關心莫過於其定位精度,但鮮為人知的是,僅僅依靠“天上”的衛星,定位精度往往只能控制在10米量級,而要提升這個精度,短時間來看似乎只能從“地上”下功夫。
眼下,就有一張由1400多個北鬥基站和上萬臺套設備組成的“北鬥網”在中國境內鋪開。 “這將為整個傳統的位置導航服務帶來革命性變化,北鬥的高精度服務,在中國將成為一種像水電一樣的公共服務!”
在普通導航時代,使用車載導航儀“很容易就出錯”,尤其在一些主路輔路的路口。但如果用了“北鬥”,在車輛抵達的最後100米甚至10米,或許不必再靠電話“喊”來確認服務,“車可以直接開到你的腳下”。
事實上,這張“網”並非憑空搭建,在GPS時代,我國氣象、交通、國土資源等多個行業就已經建有大量GPS基準站。冉承其說,通過技術升級改造,這些基準站將可變為“北鬥”基站,建成國土範圍內無縫隙覆蓋的“北鬥”地基增強網。
在去年上半年,我國已經基本具備提供服務的能力,初始的服務能力可以提供米級、分米級的高精度服務,在某些局部區域已經實現了厘米級的高精度服務。完全建成後,人們就有望感受到從10米到分米級、厘米級的體驗飛躍。
去年5月,國家測繪地理信息局專門舉行新聞發布會,對外發布全國衛星基準服務系統的工作成果。該局副局長李維森在會上提到,我國已經具備了面向社會公眾提供實時導航定位的能力。
這次會議還向外傳遞一個重要信號,即普通民眾將享受“亞米級”精度的服務,簡單說就是不到1米的精度級別,而“厘米級”和“毫米級”的精度服務則是向專業用戶開放。
兩月前,中美兩個大國之間一份名為《北鬥與GPS信號兼容與互操作聯合聲明》的文件,引發不少關註。所謂兼容與互操作,通俗來講就是共處共用,而這個協議的簽署,就是兩個導航系統“共處共用”的一個重要標誌。
×××國家授時中心副主任盧曉春談到這次合作時這樣評價:“具有歷史意義。”她說,根據衛星導航系統的工作原理,接收機需要同時“看到”至少4顆導航衛星,才能實現定位。如果使用單一導航系統,一旦接收機與某顆衛星斷開聯系,會影響定位服務的持續性。
現在應用商城裏面的都不能用,很多想支持國產的用戶都覺得不好用不會用。
等待5月份官方的app吧
遊戲 航天知識小程序
參考資料:
http://www.sesofo.com/html/2015/qita_0816/1946.html 銀河號
http://doc.mbalib.com/view/0adb1a4cf655933d38f81d9fe2802f11.html 北鬥產業深度分析報告
http://www.docx88.com/wkid-83be44fda6c30c2258019ea5-2.html
http://mo.ifeng.com/vampire/vampire/news?aid=112796210
暢談中國全球衛星導航系統——北鬥