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中國明年建成世界一流導航系統!精度有望達厘米級

时间:2019年05月23日 08:56  稿件来源:第一財經


5月17日,長三丙火箭成功發射北鬥系統第45顆衛星。來源:看看新聞視頻截圖

  昨日(5月22日),第十屆中國衛星導航年會在北京召開。中國衛星導航系統委員會主席王兆耀透露,今年中國將發射6至8顆北鬥三號導航衛星,不斷提升系統性能;2020年,建成世界一流的衛星導航系統(即北鬥三號系統),提供更優質的服務;2035年,建成以北鬥為核心,更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時(PNT)體系。

  北鬥衛星導航系統是中國著眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。

  五天前的深夜,從大涼山深處的西昌衛星發射中心起飛,長征三號丙運載火箭成功發射中國北鬥衛星導航系統第45顆衛星。

  “中美貿易之間的齟齬這次深深地給中國人帶來啟示,‘備胎’不可或缺!北鬥系統是行業定位應用不可或缺的‘備胎’,北鬥的國家戰略意義是非常明確的。”談起5月17日的這次發射與北鬥衛星導航系統的建網工作,南京隼眼電子科技有限公司創始人施雪松對記者表示。

  北鬥三號系統2020年全面建成

  導航技術也是面向未來的關鍵核心技術。長期以來,美國的GPS(全球定位系統)牢牢掌控了全球導航定位市場,但是近期發生的中美貿易爭端讓人們越來越認清發展自主核心技術的必要性。

  在車載導航領域,北鬥已經開始大規模進入乘用車輛前裝市場,目前已經累計有超過200萬輛車擁有“北鬥芯”;在航空領域,中國商用飛機有限責任公司已在去年開始使用北鬥導航……

  “中國不願意受制於人,這是發展北鬥導航的初衷。”馬裏蘭大學航天工程系教授卡普蘭(Marshall Kaplan)告訴記者。

  卡普蘭說:“北鬥導航系統已經成為中國工業的核心組成部分。”

  早在上世紀90年代,中國就開始尋求替代GPS導航的方案,著手打造北鬥衛星導航系統。今天,北鬥系統這一最初的“備胎”終於發展到“想轉正就轉正”的階段了。

  王兆耀指出:“10年來,全球衛星導航事業蓬勃發展,從GPS和格洛納斯(GLONASS)兩大全球系統,發展到今天的GPS、格洛納斯、北鬥、伽利略四大全球系統。全球在軌運行的導航衛星數量也從40余顆增加到百余顆。”

  今年4月26日,第44顆北鬥衛星成功進入工作軌道,開始與北鬥全球導航組網星座一起,為中國和周邊地區以及“一帶一路”地區提供高精度全球導航服務。目前,國產北鬥產品輸出80多個國家和地區,覆蓋了50多個國家、30多億人口,是中國技術出口的典範。

4月1日,第二屆中阿北鬥合作論壇在突尼斯開幕。新華社圖

  據中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其介紹稱,從2017年11月5日至2018年11月19日,中國用1年時間完成了北鬥三號系統“10箭19星”的超高密度發射,創造了世界航天史上的奇跡。

  2018年12月27日,北鬥系統開始正式提供全球服務。截至今年4月,在軌服役的北鬥導航衛星數量達到41顆。

  冉承其表示,除了今年將發射6至8顆北鬥三號衛星外,明年計劃將發射2至4顆北鬥三號衛星,至2020年底全面完成北鬥三號系統建設,屆時將實現全球短報文通信、國際搜救等服務能力,持續為全球用戶提供更好的服務。

  據悉,目前中國正在推動區域短報文服務平臺,促進短報文與移動通信的融合,進一步發揮北鬥系統的優勢。

  行業初創公司蓬勃發展

  曾負責墨子號量子衛星工程的常務副總設計師,衛星系統的總指揮王建宇院士表示:“目前GPS還是主導了市場,但是中國肯定要有自己的衛星導航技術。要實現可用的導航,一顆衛星肯定是不夠的,需要發射很多顆衛星,組成星群。現在在國家的大力推動下,衛星已經好多顆上天了,接下來就是應用層面要跟上了。”

  按照發展規劃,到2020年,北鬥三號組網完成後可以實現全球覆蓋。根據中國衛星導航系統管理辦公室預測,到2020年,北鬥導航將產生超過4000億元人民幣收入。

  中國在航空航天領域湧現出大量的初創公司對標美國企業,而隨著北鬥導航系統的部署完成,更將影響在中國開展業務的全球的手機制造商、汽車制造商和飛機制造商。

  統計數據顯示,截至2018年年底,中國衛星導航專利申請累計總量已突破6萬件,位於全球首位。2018年度專利公開量達到12684件,再次突破新高。

  中國北鬥導航系統的建設完成,導航領域企業將直接受益。基於北鬥技術開發導航設備產品的上市公司受到資本追捧。中國衛星(600118.SH)、中海達(300177.SZ)股價近三個月漲幅均在20%左右,北鬥星通(002151.SZ)、合眾思壯(002383.SZ)、華測導航(300637.SZ)本月股價漲幅也超過10%。

  5月20日,合眾思壯發布了針對北鬥三號系統研發的天琴二代基帶芯片,以及基於天琴二代基帶芯片和天鷹射頻芯片的高精度板卡。天琴二代是全球首款全面支持北鬥三號的高精度基帶芯片,是北鬥三號導航系統產業化應用的關鍵設備。

  合眾思壯研發副總裁吳林表示:“北鬥三號系統和相關配套產業展示了中國核心技術持續創新的成果,代表了中國的新速度,也將為經濟的高質量發展註入創新動能。”

  根據合眾思壯2018年年報,北鬥高精度業務收入和毛利率持續增長,2018年“北鬥高精度業務”實現營業收入7.4億元、毛利率高達47%。

  “這與我們在核心技術上的突破是分不開的。”吳林對第一財經記者表示。

  據介紹,天琴二代的研發工程師團隊達100余人,總共研發投入超過5000萬元。吳林告訴記者,天琴二代芯片建立在一代的基礎上開發,實現了關鍵技術的突破,采用寬帶接收機處理技術,支持31個頻點,對北鬥三號信號體制全面支持。同時,天琴二代采用新的芯片技術的接收機將更加簡潔,元器件數量少,但功能更強,功耗更低。

  導航精度有望達到厘米級

  中國衛星導航定位協會最新發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書(2019)》顯示,2018年中國衛星導航與位置服務產業的自主創新能力顯著增強,包括國產北鬥芯片、模塊等關鍵技術進一步取得全面突破,性能指標與國際同類產品相當,並已形成一定價格優勢。

  根據美國國會下屬的美中經濟與安全審查委員會(USCC)2017年的報告,北鬥導航系統將最終能夠提供精度為1米甚至更高精度的定位,而目前GPS的定位精度為2.2米;假設輔以增強系統,北鬥導航的精度將能夠提高到厘米級別。

  未來北鬥導航系統將不僅在自動駕駛中發揮作用,同時也會減少智能手機和車載導航對美國GPS的依賴。

  “北鬥導航全球覆蓋對自動駕駛的定位精度會有很大的提高,有助於自動駕駛的發展。汽車收取的衛星定位信息越多,定位就越精準。”國內電子地圖提供商四維圖新(002405.SZ)CEO程鵬此前對第一財經記者表示,“另一方面,出於國家安全考慮,發展北鬥導航系統也很有必要。”

  程鵬向第一財經記者介紹道,目前四維圖新的地圖產品分三級,第一代導航地圖的精度為10米,第二代輔助駕駛導航ADAS的精度在1米左右,而目前剛剛開發完成的第三代高精地圖的精度達到10厘米左右,並且即將量產。

  在車載導航領域,北鬥已經開始大規模進入乘用車輛前裝市場,目前已經累計有超過200萬輛車擁有“北鬥芯”,這將對進口車與合資車廠產生影響,它們需要對設計做出變更。

  施雪松介紹:“地圖廠商現在要做兩件事情,第一,確定足夠用於自動駕駛的高精地圖的標準,因為精度、屬性和數據量是矛盾的,所以要統一。第二,實際道路的高精地圖測繪與數據生產,因為地圖的測繪是離不開精度定位的。”

  不過,施雪松坦言,設備廠商通常會從成本考慮做選擇,這將成為北鬥在應用領域推廣的一個障礙。“兼容全球幾個定位系統的芯片要比只支持GPS芯片的成本高出不少,因此只有考慮到長久安全性的應用單位才會率先使用。”施雪松說。

  另一家國內電子地圖提供商也表示,支持北鬥導航芯片的發布固然激動人心,但公司目前暫時用不到。

4月12日,在麻蓬自然村的農田旁,工作人員在遙控智能無人駕駛插秧機插種早稻秧苗。新華社發

  同樣對於高精定位有需求的,還有無人機、風能發電機等大量智能終端。

  在航空領域,中國商飛已在去年開始使用北鬥導航,空客和波音未來也有望跟進。在其他行業市場方面,交通運輸和海洋漁業的北鬥應用已全面深入,並在市政電力、綜合安防、精準農業等領域擴大規模化應用。

  (原標題:中國明年建成世界一流導航系統!“後來者”北鬥精度有望達厘米級)

【編輯:邱志彬

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