2000年10月,我國第一顆北斗導航試驗衛星升空,中國開啟了建設自主全球導航衛星系統—北斗導航衛星系統的宏偉工程。我國自主衛星導航系統邁出從無到有的第一步,我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛星導航系統的國家。
經過10多年的努力拼搏,2012年底,北斗導航衛星系統正式向亞太大部分地區提供連續無源定位、導航、授時等服務,完成了發展戰略的第二步。
2013年被稱為北斗規模化和產業化應用元年,以北斗系統為核心應用的中國衛星導航與位置服務產業逐步形成,“北斗特色”為衛星導航與位置服務產業注入了強大的創新和發展動力。
如今,除了美國全球定位系統GPS、俄羅斯格洛納斯系統GLONASS外,中國自主研發的北斗衛星導航系統BDS,也將照耀中國及周邊國家,提供較為成熟的定位、導航和授時服務。
“北斗的關鍵在應用”
現代衛星導航定位系統,可以向人們提供動態連續的導航、定位、時間等重要的時空信息,在軍事、經濟和社會諸多領域中已得到廣泛應用,由此也催生出產生巨大經濟效益的衛星導航與位置服務產業。曾幾何時,我國一直依賴國外導航衛星系統,國家安全、國防和公共安全等處于受制于人的窘境。
北斗系統服務包括開放服務和授權服務兩種方式。開放服務,是向全球免費提供定位、測速和授時服務,位置精度為平面10米,高程10米,測速精度0.2米/秒,授時精度為單向50納秒;授權服務,是為有高精度、高可靠衛星導航需求的用戶提供定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。
值得一提的是,北斗系統的性能不僅可以媲美美國的GPS,還具有獨特的位置報告和短信功能—在沒有移動通信網絡的情況下,通過北斗衛星系統,向他人報告自己的位置和情況。這是其他導航系統所不具備的一大亮點。
“北斗的關鍵在應用。”中國衛星導航定位應用管理中心主任柳其許說,在國家和地方政策的支持引導和市場需求下,北斗系統的應用遍地開花,在交通、電信、電力、國土資源、測繪地理信息、氣象預報、海洋漁業、公共安全、搶險救災和位置服務等領域得到大力推廣,取得顯著成效,產生了良好的經濟和社會效益。
北斗應用市場主要包括行業(領域)應用市場、特殊(安全)應用市場以及大眾應用市場。行業應用市場涵蓋國民經濟各個領域以及防災減災、城市管理、環境治理等諸多方面,是當前北斗產業發展的關鍵及核心市場,正處于規模化應用發展期,僅次于大眾應用市場。其中,交通領域應用所占份額最大,2013年行業車輛監控終端銷售收入約60億元,駕考車成為高精度應用的新增亮點,市場規模已超過8億元。
特殊(安全)應用市場,主要包括公安武警應用和安全應急救援等方面,在三大應用市場中相對占比最小,卻是產業發展的高端市場,正處于持續穩定增長期。在安全應急救援領域,隨著我國自然災害監測與防范體系建設和突發事件應急處置能力建設的規劃發展,潛力巨大的應急救援市場也將迎來一個持續穩定的增長期。
大眾(個人)應用領域是北斗應用發展的重點。“如今,很多"外來的和尚"也紛紛涌入市場,可謂"山雨欲來風滿樓"。”中國衛星導航定位協會咨詢中心主任李冬航說,大眾應用市場主要包含私家車輛應用、移動終端應用、互聯網應用、個人位置服務應用、旅游休閑運動應用和游戲娛樂應用等方面,是未來產業發展的重心和依托市場,市場占比必將最大,當前處于標配化應用啟動期。
大眾應用市場目前主要集中在手機位置服務和個人車輛應用兩大細分市場。北斗車載應用產業聯盟聯合國內50多家車機終端企業,在全國5萬臺乘用車上安裝了北斗車載終端。美國高通公司與三星公司已推出北斗智能手機。今年初,華為公司推出一款支持北斗/GPS/GLONASS三個衛星導航定位系統的手機,宣示國產北斗手機開始進軍大眾市場。
抓住核心芯片的研發
北斗系統正式提供區域服務一年多來,運行良好,表現出諸多系統優勢:
一是獨特的星座設計,使用戶能同時享用到中、高軌道導航衛星服務,衛星仰角高,抗遮擋能力強,在多層立交、城市峽谷、樹木遮蔽的環境,用戶仍可獲得連續的導航服務;
二是位置報告與短信服務,能夠在沒有移動網絡的情況下,通過北斗衛星系統報告位置信息、發送消息,特別適用于搶險救災、遠洋漁業等領域;
三是北斗系統是世界上首個提供多頻服務的衛星導航系統,在地面增強系統的輔助支持下,用戶能獲得分米級的高精度導航服務;
四是考慮了多系統融合,使得亞太地區用戶可同時使用GPS、GLONASS、北斗三大衛星導航系統服務信號,為用戶提供了更加穩定、可靠的導航服務。
然而,缺“芯”仍是北斗應用發展中最突出的軟肋。芯片是移動終端衛星定位應用的核心,是衛星定位在移動通信領域應用的關鍵。目前,國內市場移動基帶芯片和應用處理芯片的國產化率快速提升,國內移動芯片設計在多核、多模、高工藝等方面均有所突破。但我國絕大部分北斗芯片公司進入衛星導航產業較晚,技術積累與國際領先廠商有較大差距。國內目前的定位芯片仍以獨立衛星定位芯片為主,缺乏手機終端主流的嵌入式集成定位芯片。國內最先進的獨立衛星定位芯片尺寸仍然較大,離手機終端應用尚有差距。
北斗地面應用系統總工程師吳光輝說,北斗終端的國產化應用要抓住核心芯片的研發。核心芯片體現在尺寸、重量、成本等要素方面,要通過這些載體來搭載北斗的關鍵技術,然后通過其小型化的應用,讓用戶體驗中國北斗的自主知識產權。
產業熱度持續升溫
2013年被認為是北斗規模化和產業化應用元年。當年,我國衛星導航與位置服務產業產值同比增長33%,達到1040億元,其中北斗產值(含投資)超過100億元,同比增長50%以上,對產業增長的拉動效果明顯。北斗產業熱度持續升溫,現階段我國涉足衛星導航與位置服務產業的企事業單位數量超過1.1萬家,從業人員數量接近33萬人。
目前我國衛星導航與位置服務產業鏈產值主要集中在中游,占比為68%,其中終端集成環節最大,其次是系統集成環節。終端集成和系統集成均屬于產業鏈低附加值環節,中游一端獨大,說明產業仍處于發展初級階段。上游產值相對較小,基礎數據、基礎器件和基礎軟件占比總額僅為15%,但產值增速明顯。其中基礎軟件占比最小,僅為1%,而受北斗芯片銷量突破百萬的影響,去年占比最小的基礎器件今年已上升到10%。
隨著移動互聯網的迅猛發展,移動互聯網巨頭紛紛涉足位置服務,使下游的位置服務業務得到快速發展。下游運營服務產值占產業鏈比重約為17%,較去年提升5%。下游產值占比的增加,符合一般產業的發展規律,這說明我國衛星導航與位置服務產業正在從初級階段邁向成熟。
從產業聚集角度看,我國衛星導航與位置服務產業有明顯的區位特點,環渤海、珠三角、長三角、華中鄂豫湘、西部川陜渝等五大產業聚集區各自向特色化方向發展,以核心城市為中心的產業競爭格局初步形成。北京、上海、深圳、廣州、武漢、西安等重點城市相繼推出專項產業促進政策,產業群體比較活躍。
有待實現量的突破
2013年,五大區域的北斗相關產業園區和基地的建設熱度不減,但存在同質化現象嚴重、地產利益驅動、對創業企業缺乏有效支持等問題。
首先,產業呈現小而散的不良格局。中國科學院院士楊元喜接受本刊記者專訪時說,目前與北斗產業發展相關的企業有5000多家,這些企業普遍規模小,同質化競爭嚴重,核心競爭力不強。他說,“打群架是打不贏的,不應打"內戰",而是圍繞上下游形成一個完整的產業鏈條。”
其次,產業化有待實現量的突破。2013年9月國務院發布的《國家衛星導航產業中長期發展規劃》劃定了兩個硬指標:一是到2020年,我國衛星導航產業規模超過4000億元;二是北斗衛星導航系統及其兼容產品要在國民經濟重要行業和關鍵領域得到廣泛應用,在大眾消費市場逐步推廣普及,對國內衛星導航應用市場的貢獻率達到60%。
國家發展改革委衛星應用專家組專家呂子平說,實現不了量的突破,就無法在大眾市場上實現廣泛應用,在芯片等行業的價格優勢就體現不出來。而在高精度應用領域,更是要有大規模應用,才能將單品價格降下來,進而提升在國際上的競爭力。“實現量的突破,是大規模產業化發展的關鍵。”
進入21世紀以來,新一輪科技革命和產業變革正在孕育興起,全球科技創新呈現出新的發展態勢和特征。值得一提的是,衛星導航應用產業已成為繼移動通信和互聯網之后的全球第三大新經濟增長點,導航產業、移動通信產業、互聯網業務將進一步融合發展。
當今社會80%以上的信息與位置和時間有關,而北斗兼具定位定向、實時導航、位置報告、精確授時和短信服務五大功能。中國衛星導航定位應用管理中心總工程師李獻球說,作為核心技術的北斗,一旦與物聯網、云計算、大數據等技術結合,將擁有更為巨大的發展空間。