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北斗应用早日驶入快车道

发布日期:2008年09月11日字体: 【大】【中】【小】

  卫星导航产业已成为21世纪最热门的领域之一,在西方发达国家已产生了巨大的经济效益,我国的卫星导航技术应用也驶入了“快车道”,并且建立了自主的卫星导航系统——北斗卫星导航系统。但因各种因素,北斗卫星导航系统目前在民用领域的应用并不充分,大量星上资源闲置。北斗卫星导航系统何以在民用化之路上陷入困境?本版将各方分析、意见、建议以及相关信息进行了整合,希望以此促使社会各界深入思考这一问题,共同携起手来打破北斗卫星导航系统应用的困局,为“北斗”应用注入新活力。

  技术先进 市场滞后

  北斗导航卫星是世界上第三个投入实际服务的系统,是具有中国自主知识产权的系统。中国这样一个大国从国家的安全和利益考虑,导航卫星的应用问题绝对是一个战略性的大话题。

  北斗卫星导航系统于2002年试运行,2004年4月全面对民用客户开放,在军民两用上发挥了巨大的作用,迄今为用户提供定位服务超过亿次,通信服务超过千万条,在军事应用、森林防火、水利防汛、交通运输、安全保卫等领域产生了显著的社会效益。但是,由于种种原因,北斗卫星在更多应用领域中的用途还未被认知,卫星的资源还有大量的闲置,以卫星在轨寿命8年来计算,每天有100万元的折旧在白白消耗,以卫星设计容量为百万户来计算,目前在线的终端用户不足千分之一。这件事引起了卫星研制、管理、应用诸多部门的忧心和关注。中国宇航学会卫星应用工作委员会(筹)于2003年、2004年连续两年召开“北斗导航系统应用论坛”,对此进行了专题探讨。专家学者以及许多部门和企业都认为,北斗卫星是个应用领域非常广泛、使用非常安全的系统。但是,在推广应用中,它受到了种种制约,亟须国家和政府的支持,推进它的产业化进程。

  制约一,面对GPS等成功系统的竞争,北斗导航系统的应用缺乏国家政策的扶持。

  北斗导航系统是国家花费巨资建设的军民两用导航系统。一个新兴产业要发展壮大,与国家政策的支持是分不开的。美国为促进GPS的应用,曾两次以总统令的形式,颁布了国家关于GPS利用的政策,在保证军方使用的前提下,大力鼓励民用、商用和科学应用。为加强其在全球导航市场的竞争力,美国政府承诺向全球用户提供至少10年的免费服务,并鼓动全球用户都来使用,客观上形成了美国GPS成为全球导航标准的态势。在GPS广泛渗透全世界后,美国利用垄断的优势,在军事上提出了导航战的战略方针,即战时抑制民用,关闭敌方使用的GPS功能或施放干扰,以确保己方使用等。

  欧洲的伽利略导航卫星虽未发射,但政府已对技术与经济诸多问题进行了同步规划,对系统的维持维护、运行管理、费用分摊、回收投资、安全保障等有了明文规定,并在上世纪90年代,就提前启动了地面应用计划。

  我国北斗导航卫星早已成功发射,也已对民用开放,但是,至今缺少一个有关卫星导航产业的国家级政策。我国对很多产业都有明确的产业政策和指导意见。比如汽车产业、钢铁产业,但对国家安全有着重要意义的这一产业却还是空白。当然,也就更加缺少相应的管理办法和运营意见。这势必影响企业和科研部门对北斗导航系统应用的投入,直接导致了应用产品品种少、水平低、价格贵,使用户望而却步,在与GPS的竞争中,处于劣势。卫星导航应用产业,已成为世界8大无线产业之一,也是全球信息产业中发展最快的产业,而中国的这项产业,大多数在经营国外的产品,中国的大量用户成为了外国产品的消费者。不仅中国自己的北斗应用研发与服务的企业只有寥寥几家,而且用户更少得可怜。

  制约二,政策的缺位直接导致应用推动的乏力。

  很多企业和用户,甚至不知道谁是民用导航产业的主管部门,北斗卫星已经成功升空近五年,可它作为一种新技术新业务,很少有人大力去普及推广,广大用户特别是信息化人员,对之知之甚少,了解其工作原理和特性的就更少,各种媒体和市场上,也难以找到相关的宣传资料。“北斗与GPS是同一个东西”的误解,极大地影响了用户的使用热情。北斗导航系统应用的初期,在应用系统的开发试验上,需要大量的资金投入,开发运营企业难以在资金上长久维持,用户就更做不到花费巨资,为自己单建应用小平台。虽然,现有几家公司在努力地推进应用,但如果没有国家的资金介入,公司的小钱显得实在是杯水车薪。

  制约三,北斗导航系统的地面终端设备研制滞后,至今缺少性能稳定、价格平民化的用户机。

  由于国产电子元器件的落后,芯片的缺位,再加上地面设备比星上器件起步相对较晚,造成了目前市场上用户机的不成熟。尽管北斗导航系统的功能不比GPS差,但一看用户机的价格,确实吓人一跳,GPS的普遍型用户机只有3000元~6000元,而北斗的则要20000元~30000元。为什么北斗用户机会这么贵呢?一是用户少,生产几千个产品与生产几千万个产品,其成本是大不一样的。二是目前几十家生产企业,各自为战,技术上互不交流,资金上都不雄厚,又没有主管部门协调管理,因此形不成合力,拿不出高端产品。三是用户机核心芯片依靠进口,价格昂贵,也加大了成本。

    打破困局 专家支招

  为了使北斗导航系统能尽可能多地发挥作用,许多专家和有识之士提出了“解套”的建议。

  第一,实施典型示范工程。

  根据北斗导航系统既能提供导航定位,又有短信通信服务的特点,首先推广北斗导航系统在通信薄弱又急需的行业应用。像推动第三代移动通信那样,选择若干有北斗导航系统应用需求,又有信息化基础的行业(如交通、森林防火、边防、铁路、气象以及海南、西藏等地区)作为示范,由他们向行业主管部门和国家发改委提出申请,由国家发改委批准立项,出资支持北斗导航系统应用示范工程。投入一定的资金,启动和实施示范工程,既可为推动北斗导航系统的广泛应用,产生良好的经济和社会效益,又可为北斗二代应用奠定良好的基础。

  第二,组织北斗用户机的元部件攻关。

  北斗用户机元件的研制,必须要列入国家发展计划,投入资金,组织有基础的部门联合攻关,尽快解决用户机元部件依赖进口的现状,使用户机的关键元部件与卫星一样具有自主知识产权。只有这样,北斗导航系统应用才能摆脱国外的制约,研制出性能好、价格廉的用户机,为推动广泛使用打下基础,也只有这样才能在国际竞争中取胜。  第三,要从大总体上统筹考虑天、地和用户机一体化的问题;将来建立我国的全球卫星导航系统时,应考虑将地面应用系统扩展到全球关键地区使用的问题。

  第四,确定中国导航产业的主管部门,以推动中国卫星应用在国民经济各领域更好地发挥作用。

  我国卫星的规划、计划、研究、制造已建立了系统有效的体系,但卫星的应用尤其是民用发展很不平衡。为推动应用,有必要建立一个跨部门、跨行业,致力于国产卫星应用的部门或协会,进行卫星应用知识的科学普及,推动各行业卫星应用的交流,组织编制和评审有关卫星应用的标准,研讨、探索、开拓应用市场和国际合作,推动实现用国产卫星为国民经济建设、国防建设、社会发展服务。同时,在市场竞争中,他们将为卫星应用管理部门、运营服务商、设备制造商、应用集成商等有关部门、单位和人员,提供完善、准确的信息渠道和交流平台,以促进包括北斗导航卫星在内的卫星应用的产业化发展。北斗照亮中国导航产业北斗导航系统应用广泛

  北斗导航系统是我国用很少的投资建成的区域性卫星导航定位系统。它有独特的优势和广阔的应用前景,有巨大的经济和社会价值。北斗导航系统可广泛应用于船舶运输、公路交通、铁路运输、海上作业、渔业生产、水文测报、森林防火、环境监测等众多行业,以及军队、公安、海关等其他有特殊指挥调度要求的单位,并已有了一些成功应用的案例。

  黑龙江大兴安岭森林防火信息系统。在森林防火扑救指挥中,无论是林火发生时的扑救指挥还是日常管理中的巡查,都需要有精确的定位工具和有效的通信手段,保证森林防火中心与森林防护人员保持密切的联系,并随时掌握一线人员的动态位置。2002年4月,基于北斗导航系统的黑龙江大兴安岭森林防火信息系统在全国森林防火工作现场会上进行了成功演示,该系统通过与北斗导航系统民用服务中心合作,综合运用地理信息技术、计算机通信技术和卫星导航定位技术,实时掌握防火车辆、飞机和人员所在位置和行进方向,第一时间了解火场情况并及时调配力量,在紧急情况下实施及时救助和协同作业,为林业防火工作信息采集自动化、决策科学化提供了可靠的技术手段。

  澜沧江上湄公河船舶调度管理系统。我国沿海和内河船舶运输长期以来安全和生产调度通信手段落后,北斗导航系统非常适合作为沿海内河船舶和渔船遇险安全通信保障的手段和运营调度指挥的工具。澜沧江上湄公河船舶调度管理系统于2002年12月正式建成开通,是交通部西部交通重点项目之一。该系统下属船舶在航行过程中可将自身位置实时报告给指挥调度中心,同时利用北斗导航系统短电文通信功能实施船舶作业指挥调度。该系统运行以来,很好地解决了江上航运船舶的调度、指挥和遇险救助问题,定位精度和通信的实时也完全满足用户应用需要。

  郑州铁路局铁路机车到站报点系统。基于北斗导航系统的“铁路北斗卫星移动通讯平台” 于2003年6月研制成功,并在郑州铁路局所属的60台机车上投入使用。该系统基于高精度的北斗导航系统时间基准构建,不需要经过复杂的专用地面通讯网,可为高速运行机车(列车)和地面调度所之间提供双向数据通讯,从而保证了铁路运输调度的及时性和准确性。北斗应用全方位服务商

  目前国内仅有两家公司获得了北斗导航系统的运营牌照,即北斗星通卫星导航技术有限公司和北京神州天鸿科技股份有限公司。这两家公司都是采用我国自主研发的北斗导航系统,向用户提供北斗应用的全方位服务。两家公司的北斗导航系统正式投入运营以来,用户数很少不到几千户。他们都在寂寞中苦盼着中国卫星导航市场的春天到来。  北斗星通卫星导航技术有限公司(以下简称北斗星通)前身是成立于1994年的北京京惠达新技术公司。该公司是前国防科工委所属军办企业,1999年被移交地方。2000年,随着北斗导航卫星的成功发射,公司更名为“北斗星通卫星导航技术有限公司”,并转制为民营企业。同年,北斗星通“北斗集团用户信息服务系统”立项于2001年得到批复。而后,北斗星通在北京航天城自主建立北斗运营服务中心,最终拿到了北斗运营服务的正式授权。

  申请使用北斗导航系统的用户首先必须注册,并缴纳一笔金额很小的注册费,在以后的使用过程中,北斗星通作为运营服务商将按照用户的定位次数收费,基本将参照短消息的收费标准,定位一次大致收取0.1元~0.2元。

  北京神州天鸿科技有限公司(简称神州天鸿),是由深圳市杰欣科技发展有限公司与中国交通通信中心(交通部通信中心)联合组建的高科技企业。神州天鸿基于我国自主的北斗导航系统和广泛使用的GPS系统已成功建设神州天鸿卫星调度监控系统,为用户提供全天候、全天时、具备国际一流品质的卫星导航信息和通信服务。通过深入了解和把握客户需求,致力于开创卫星导航系统在车船定位、监控调度、遇险报警、水文测报、电力调度、管道监测、森林与草原防火、气象监测、环保监测等各种行业应用的新局面。

    北斗是中国自己的系统

  中国的北斗卫星是集导航定位、短信息、通信授时3种功能为一体的带有技术创新的卫星。它与美国GPS导航系统、俄罗斯GLONASS导航系统最大的不同,在于它不仅能使用户知道自己的所在位置,还可以告诉别人自己在什么地方。对于一些通信欠发达的地区,用这种卫星十分适宜。

  早在上世纪80年代中期,针对GPS系统只有自我定位功能的问题,中国卫星测控专家陈芳允先生和美国教授奥尼尔先生不约而同地产生了把导航定位与数据通信聚合为一体的设计理念,即依靠同步轨道上的两颗卫星实现上述功能的双星定位系统。1985年至1990年双方均进行了该系统的概念性研究,奥尼尔在美国还成立了一家公司准备上马这个项目。当他听说中国科技人员也在进行同一论证时,有些吃惊,没想到中国人的聪明才智并不落后于西方人,陈芳允的想法竟然和自己如出一辙。奥尼尔曾经来华寻求合作,还和陈芳允开了一个玩笑,大意是虽然我们是同一时间起跑,但因为我在杂志上公开发表了论文,进入了全球检索,可你只动手干活没有发表论文,所以我还是双星定位的“第一”。然而,好景不长,奥尼尔的公司由于技术、经济等困难,很快就破产了。双星定位的设想也随之停留在纸面上,被束之高阁。而此时中国的技术推进不断深入,在突破了中心站和用户机等关键技术后,卫星导航工程于1994年立项,卫星以中国人最古老的用于识别方向的星星——“北斗”命名。

  北斗导航系统是世界上第一个实现了陈、奥全新设计理念的导航系统。它由3颗同步轨道卫星(2颗实用、1颗备用)、一个中心站、几十个校标站和用户机组成,将导航定位与双向数据通信和精密授时结合在一起,系统自身具有提高定位精度的功能。特别适用于需要导航与移动数据通信的场所,如交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等。

  我国于2000年10月31日、12月21日以及2003年5月25日成功发射了3颗北斗一号导航卫星,建立了第一代具有中国自主知识产权的全天候、全天时卫星导航定位系统。一旦国际形势紧张,国外导航系统关闭或发生干扰时,中国将可以做到“手中有粮,心中不慌”。北斗不是GPS导航系统  随着卫星导航产业的发展,面对天上如此巨大的商业价值,各大卫星导航系统的较量与共存成为卫星导航产业内的一大景观。曾有专家说,今后一段时间内中国上空会出现多种导航系统。目前在中国境内应用较多的是GPS系统,与之相比,北斗导航系统有其特性和优势。

  一、 北斗导航系统是区域性导航系统,GPS系统是全球性导航系统。北斗导航系统覆盖范围是区域性的,主要是我国本土及周边区域的导航服务,可以24小时全天候服务,无通信盲区。GPS系统是覆盖全球的全天候导航系统,它存在着通信盲区。

  二、 北斗导航系统同时具备定位与双向通信能力,可以独立完成移动目标的定位与调度功能;GPS系统本身不具备通信能力,需要和其他通信系统结合才能实现移动目标的远程定位与监控功能。

  三、北斗导航系统由我国自主控制,它的研制成功标志着我国打破了美、俄在此领域的垄断地位。而GPS系统则是一个美国军方控制的军用系统,迄今没有任何形式的协议保证中国用户在任何时候都可以正常使用GPS信号,因此显然不能完全依靠美国的GPS信号。北斗技术先进功能强大 

   我国由3颗北斗一号导航卫星组成的完整的卫星导航定位系统,确保了全天候、全天时提供卫星导航信息。这标志着我国继美国全球卫星定位系统(GPS)和俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)后,成为世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家,该系统的建立对我国国防和国民经济建设起到了积极作用。

  北斗导航系统主要有三大功能。一是快速定位。北斗导航系统可为服务区域内用户提供全天候、高精度、快速实时定位服务;二是简短通信。北斗导航系统用户终端具有双向短报文通信能力,可以一次传送一百多个汉字的信息;三是精密授时。北斗导航系统具有单向和双向两种授时功能。根据不同的精度要求,利用授时终端,完成与北斗导航系统之间的时间和频率同步,可提供数十纳秒级的时间同步精度。也就是说,北斗导航系统服务区域为中国及周边国家和地区,它可以在服务区域内任何时间、任何地点,为用户确定其所在的地理经纬度和海拔高度,并提供双向短报文通信和精密授时服务。

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