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近兩年，中國掀起了芯片熱潮，新老企業(yè)紛紛打出名號，要為國家解決缺“芯”少魂的問題。然而，其實除了芯片，中國在很多領(lǐng)域由于起步較晚，曾經(jīng)在很長一段時間里處于別人卡脖子的狀態(tài)。

導(dǎo)航定位系統(tǒng)也一度被美國的GPS系統(tǒng)壟斷，尤其在民用領(lǐng)域?？梢哉f，GPS的民用極大地提升了人們的生活品質(zhì)，許多以往不方便的事情都變得更加容易，比如汽車和手機(jī)導(dǎo)航等，人們告別了在紙制地圖上找路的歷史。GPS尤其對探險航海意義重大，成為迷失在茫茫海洋中的船只的救命稻草。

GPS本質(zhì)是一個軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，民用只是它的一部分。試想一下，如果美國突然切斷GPS的民用信號供應(yīng)，中國的所有設(shè)備的定位功能將無法實現(xiàn)，已經(jīng)習(xí)慣了現(xiàn)代通信便利生活的我們，將陷入到一片恐懼和無助中。

早在上世紀(jì)，我國就已經(jīng)考慮到了這一問題，從上世紀(jì)70年代開始，就在著手構(gòu)建自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。進(jìn)入20世紀(jì)后期，我國正式確立了建立北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，并在2000年成功發(fā)射了第一顆北斗衛(wèi)星。

無論是從軍事還是民用角度來講，北斗導(dǎo)航對我國技術(shù)發(fā)展都有著重要意義，我國自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，打破了美國GPS系統(tǒng)壟斷的局面，增強(qiáng)了我國在國際衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的話語權(quán)和主動權(quán)。

不過，相比于GPS，北斗導(dǎo)航現(xiàn)在正處于發(fā)展的初期階段。在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建立的過程中，中國也曾走了一些彎路。從第一代北斗系統(tǒng)的雙星結(jié)構(gòu)，因為應(yīng)用效果不佳被人詬病，到堅定信念自主建立多星的北斗導(dǎo)航二代，并在2018年年底正式實現(xiàn)了全球RNSS服務(wù)，提前兩年開啟北斗“全球時代”，中國用了20年時間終于擁有了自己的導(dǎo)航系統(tǒng)。

本文將揭開北斗導(dǎo)航系統(tǒng)20年布局歷史，以及北斗導(dǎo)航系統(tǒng)目前在民用領(lǐng)域的發(fā)展情況。

一、全球四大導(dǎo)航定位系統(tǒng)

衛(wèi)星屬于空間探索領(lǐng)域。1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了全世界第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了人類的空間世紀(jì)。

1978年，美國選擇了24顆衛(wèi)星的中軌道星座，發(fā)射了第一顆GPS衛(wèi)星。1994年GPS完成全球組網(wǎng)，全球覆蓋率高達(dá)98%。

GPS也分為軍用和民用兩種定位模式，其中民用方式向全球開放。成熟的GPS系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展了30多年，商業(yè)規(guī)?；龅梅浅Ａ畠r、高效。

那么我們?yōu)槭裁催€要花巨額資金建設(shè)自己的北斗系統(tǒng)呢？

▲美國GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座圖

GPS本質(zhì)是一個軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，隸屬于美國空軍，常年保持32顆在軌工作。這個系統(tǒng)主要包含軍用和民用兩種信號。軍用信號和民用單頻信號的最高定位精度級別不在一個量級，前者是毫米級別（利用載波相位），后者是分米級別（美國取消信號干擾后）。

此外，GPS還有一個弊端就是單向通信體制，與廣播電視塔類似，30顆衛(wèi)星只管不停地向地面發(fā)信號，具體是誰在接收并使用這些信號，衛(wèi)星本身根本不知情。

GPS最大的問題就在于，這是一軍用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如果全球的設(shè)備無論軍用還是民用到將有GPS提供信號，一旦有一天美國突然切斷GPS的信號供應(yīng)，其他國家的所有設(shè)備的定位功能將無法實現(xiàn)，甚至危害著國土安全。

從上世紀(jì)70年代開始，中國就開始籌劃自己的衛(wèi)星系統(tǒng)。在七五規(guī)劃中提出了“新四星”計劃，隨后還曾提出過單星、雙星、三星、三到五顆星的區(qū)域性系統(tǒng)方案，以及多星全球系統(tǒng)設(shè)想。

20世紀(jì)后期，中國開始探索適合國情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底，建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務(wù)；2012年年底，建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；計劃在2020年前后，建成北斗全球系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。2035年前還將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。

▲俄羅斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座圖

除了GPS和北斗系統(tǒng)外，目前比較完善的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）還有兩個：俄羅斯格洛納斯GLONASS，前蘇聯(lián)于1995年完成組網(wǎng)，2010年正常運行；歐盟伽利略GALILEO，歐盟于1999年初正式推出伽利略計劃，現(xiàn)已基本實現(xiàn)全球信號覆蓋。

▲歐盟伽利略GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座圖

在這四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，GPS、北斗以及GLONASS的成熟度比較高，在民用領(lǐng)域，GPS更是占據(jù)著巨大的市場份額。

二、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)20年嘔心瀝血史

整個北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成。

空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地球靜止軌道衛(wèi)星分別位于東經(jīng)58.75度、80度、110.5度、140度和160度。非靜止軌道衛(wèi)星由27顆中圓軌道衛(wèi)星和3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星組成。

上文我們說到，從上世紀(jì)70年代開始，我國就在不斷討論導(dǎo)航定位系統(tǒng)的構(gòu)建方案，到2018年北斗導(dǎo)航系統(tǒng)正式實現(xiàn)全球服務(wù)，其間北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的方案也不是一下敲定的。

▲北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座圖

在過去的20年時間里，北斗導(dǎo)航一共出現(xiàn)了兩代，我們今天所熟知的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)其實是第二代。

第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射于2000年10月31日。在20年時間內(nèi)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)生過兩次相對集中的發(fā)射情況，2010年一年時間內(nèi)發(fā)射了五顆衛(wèi)星。2018年一年之內(nèi)發(fā)射了10顆衛(wèi)星，這也創(chuàng)下了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)最快紀(jì)錄。

在此之前，世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，美國GPS系統(tǒng)最快紀(jì)錄為一年6星，蘇聯(lián)/俄羅斯格洛納斯（GLONASS）系統(tǒng)為一年9星，歐洲伽利略GALILEO系統(tǒng)為一年6星。

▲北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)各衛(wèi)星發(fā)射時間表

1、衛(wèi)星導(dǎo)航探索的起步——北斗導(dǎo)航一代

80年代初期，以“兩彈一星”元勛成芳允院士為首的專家團(tuán)體提出了雙星定位方案。這也是當(dāng)時大家公認(rèn)的最優(yōu)方案，但因經(jīng)濟(jì)條件等種種原因又?jǐn)R置了十年。

1991年對于中國衛(wèi)星導(dǎo)航建設(shè)來說是一個重大轉(zhuǎn)折點。在海灣戰(zhàn)爭中，美國在作戰(zhàn)中應(yīng)用GPS非常成功。這也將國人敲醒，被擱置十年的雙星定位方案于是馬上啟動。

可是，為什么我們不是建立像GPS一樣的30多顆的衛(wèi)星系統(tǒng)呢？

90年代初期，中國經(jīng)濟(jì)情況剛剛有所好轉(zhuǎn)。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)上，中國的經(jīng)驗也非常淺，處于嘗試和探索的初期，所以格外小心謹(jǐn)慎。

不過，在空間中定位最少需要三個坐標(biāo)，兩顆衛(wèi)星是否夠用呢？

雙星定位方案中有個高度儀，用戶需要自測高程，并將結(jié)果作為第三個坐標(biāo)。這就像是在地球中心裝了一個虛擬衛(wèi)星，由此實現(xiàn)三星定位。同時，高度儀的價格也十分便宜，比發(fā)射三顆衛(wèi)星方案更省錢。

美國的GPS采用的是中軌道方案。我國采用的是雙星方案，由于軌道低了覆蓋面就小，兩顆中軌道衛(wèi)星多數(shù)時間會在中國上空以外的地方飛行，中國大陸的信號接收時間就會很短，所以我們的雙星方案只能搞高軌道，而且還得是靜止的方案，這樣才能讓其停在中國大陸的上空。

靜止高軌道是雙星定位的必須選擇，從技術(shù)上講這毫無疑問是正確的，但卻埋下了性能不強(qiáng)的隱患，這也導(dǎo)致了北斗一代后來被詬病。

由于中國的這兩顆衛(wèi)星是靜止軌道的，這也屬于通信衛(wèi)星軌道，所以北斗一代的兩顆衛(wèi)星可以與國際通信衛(wèi)星一樣完成通信任務(wù)，于是既能定位又能通信成為了北斗一代的技術(shù)特點。

不過，美國的GPS等其它定位導(dǎo)航系統(tǒng)都是不支持通信功能的，不是技術(shù)上不先進(jìn)，GPS的衛(wèi)星系統(tǒng)各司其職，定位衛(wèi)星和通信衛(wèi)星兩套系統(tǒng)的性能都很優(yōu)異。

雖然，北斗一代可以定位也可以通信，但畢竟定位才是北斗一代的主業(yè)。因此，北斗一代大部分的信道資源都必須讓給定位數(shù)據(jù)的傳送，留給通信的信道資源很少，使其無法完成實時的話音通信，只能完成短信功能。

此外，由于這兩顆星的軌道很高，導(dǎo)致了地面被測物體與衛(wèi)星的相對速度很低，于是多普勒效應(yīng)就不明顯，其定位精度自然遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不過GPS。

不過，北斗一代已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)，工程是非常成功的，畢竟就只有兩顆星，不能和幾十顆的海事通信衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星相比。所以，在相當(dāng)長的一段時間里，北斗一代并沒有激起多少浪花。

2、北斗導(dǎo)航二代

北斗一代的使用體驗不如人意，于是專家們思索著該如何辦?

經(jīng)歷了和歐洲伽利略的不圓滿的合作，中國下定決心退出自己單干，開始發(fā)展北斗二代。

北斗二代計劃在2020年前發(fā)射35顆衛(wèi)星，形成全球性的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，比GPS還多5顆。多出的這5顆是在赤道上空的靜止高軌道衛(wèi)星，主要是完成短信任務(wù)的，其它30顆跟美國GPS的30顆一樣，都是中軌道的運動衛(wèi)星。

北斗二代的規(guī)模與GPS相當(dāng)，申請的軌道和頻率與歐洲伽利略比較一致，這就不可避免地遇到了衛(wèi)星軌道和頻率爭奪的問題。

衛(wèi)星軌道和空間頻率是人類共有的資源，那該如何分配呢?國際規(guī)則是既不按國家來分，也不按人口來分，而是誰先占了算誰的。

2005年伽利略計劃的第一顆衛(wèi)星上天了，但并沒有開通，只是占了軌道但沒占頻率。原因則開通需要花錢，歐洲手頭有點緊。中國北斗二代的第一顆星也隨后上天了，并且當(dāng)即開通了，將軌道和頻率都占上了。

GPS和北斗的中軌道運動衛(wèi)星都是30顆，它們各在太空上織就了一張網(wǎng)，GPS網(wǎng)眼最密處是在美國上空，北斗二代網(wǎng)眼最密處在中國上空，為本土提供服務(wù)是第一要務(wù)，這個道理當(dāng)然很好理解。加拿大和墨西哥當(dāng)然會選擇GPS，而對于亞太國家來說，北斗卻比GPS更有優(yōu)勢。

亞太國家也都認(rèn)識到了北斗的覆蓋優(yōu)勢，中國政府也積極推動北斗二代在亞太地區(qū)的應(yīng)用，于是泰國、馬來西亞、文萊、印度尼西亞、柬埔寨、老撾等國家派出了19名專家，于2014年7月來到中國考察北斗二代，研究討論合作的事項。

三、北斗導(dǎo)航的設(shè)計思路

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是繼美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會已認(rèn)定的供應(yīng)商。

在我國長期航天技術(shù)積累和導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢下，我國采取了一套與其他任一導(dǎo)航系統(tǒng)都截然不同的思路。

▲GPS星座（左）和北斗星座（右）的對比（左圖來源：Wikipedia）

1、三種軌道

目前另外三個全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)都采用距離地面20000千米左右的中圓衛(wèi)星軌道，而北斗是唯一采用三種軌道搭配的星座：27顆衛(wèi)星處在距離地面21500千米的中圓軌道，分布在三個軌道面上，保持55度傾角；5顆衛(wèi)星采取赤道上空35800千米高的地球靜止軌道；3顆衛(wèi)星處在地球同步軌道（也接近35800千米高）、保持約55度傾角。

這樣帶來一定好處：衛(wèi)星定位需要接收機(jī)收到至少4顆衛(wèi)星信號。27顆中圓軌道衛(wèi)星為主力，圍繞地球一圈的軌道周期約為12小時，可以保持對全球范圍內(nèi)任一點的穩(wěn)定覆蓋，在任意時間、任意地點觀測到6顆星以上，符合常規(guī)衛(wèi)星定位系統(tǒng)需求。55度傾角的設(shè)計，也增加了對人口稠密的地球中低緯度區(qū)域覆蓋。

北斗的地球靜止軌道和傾斜同步軌道則是為中國乃至亞太地區(qū)特殊定制而來，在設(shè)計之初就有亞太專屬服務(wù)。相比之下，GPS卻沒有這種優(yōu)勢，日本為了提高GPS在日本的應(yīng)用精度，發(fā)射了四顆傾斜同步軌道的準(zhǔn)天頂系統(tǒng)。

兩種高軌衛(wèi)星的軌道周期與地球自轉(zhuǎn)24小時周期完全同步，因而相對而言5顆衛(wèi)星靜止在赤道上空，3顆衛(wèi)星由于傾角設(shè)置相對地面做固定周期的運動，投影軌跡始終留在亞太及沿赤道對稱區(qū)域，抗遮擋能力強(qiáng)。因而在亞太地區(qū)可以幾乎永久保持至少12顆衛(wèi)星可見，大幅提高該區(qū)域定位精度。在配合地面建設(shè)的增強(qiáng)基站情況下，實現(xiàn)分米乃至厘米級定位亦很現(xiàn)實。

2. 三種工作頻率

電離層會影響電磁波傳播，是衛(wèi)星導(dǎo)航定位的最大誤差源，必須消除。電離層的干擾與衛(wèi)星信號頻率相關(guān)，因而采用至少雙頻信號可以構(gòu)建電離層延遲修正模型最大限度去除這部分干擾因素，對定位精度的提升非常顯著，三頻則可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除高階影響。

此外，在三個頻段上發(fā)射也增加了不同信號（軍用、民用）的調(diào)制選項，抗干擾能力得到提升，也提高定位可靠性，對于厘米級乃至毫米級定位中最核心的載波相位模糊度解算也大有益處。正因如此，近些年來原本雙頻信號的GPS系統(tǒng)也在擴(kuò)展成三頻系統(tǒng)?？梢?，北斗的后發(fā)優(yōu)勢不言而喻。

3. 短報文系統(tǒng)

北斗還有一個獨門絕活：短報文系統(tǒng)，簡而言之是通過衛(wèi)星實現(xiàn)天地雙向通信。其他三大系統(tǒng)都不存在接收機(jī)和衛(wèi)星之間的雙向通訊，只是單向接收。

北斗這功能意味著衛(wèi)星可以向擁有此項授權(quán)服務(wù)的接收機(jī)發(fā)送專屬訊息，例如大洋之上、深山老林等特殊情況并沒有任何手機(jī)信號，發(fā)生緊急情況時高軌北斗衛(wèi)星可以及時與地面互動。對于軍事行動的意義更是無法形容。

此外，部分北斗衛(wèi)星還攜帶了國際Cospas-Sarsat衛(wèi)星輔助搜索和應(yīng)急救援計劃的有效載荷，在發(fā)生緊急情況時可以參與國際合作的應(yīng)急救災(zāi)工作中。

4. 星間鏈路通信

導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)需要長期維持，這意味著需要地面監(jiān)控站、主控站、注入站等系列部分。對于全球性導(dǎo)航定位系統(tǒng)而言，這些站點位置分布也有要求，但這會進(jìn)一步增加系統(tǒng)運營成本。

例如GPS就擁有5個監(jiān)控站，1個主控站和3個注入站，幾乎均勻分布在全球的美國領(lǐng)土/軍事基地中，每年開銷不菲。

對于北斗而言，不僅有全球建站安全性的問題，還有運營成本的問題，有必要最大限度開發(fā)自身優(yōu)勢：高中軌道搭配的衛(wèi)星星座，使它們之間可以互相聯(lián)絡(luò)，彼此不再孤立。

這意味著北斗只需實現(xiàn)中國境內(nèi)主控、監(jiān)控和注入，而高軌衛(wèi)星“登高望遠(yuǎn)”可以與系統(tǒng)內(nèi)其他衛(wèi)星進(jìn)行星間鏈路鏈接。此外，星間鏈路本身也可以用來測距，對于提高星座軌道精度大有裨益。系統(tǒng)內(nèi)部的自我通信也可以使得整體抗干擾能力大大增強(qiáng)。

2019年6月，中國正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)展順利，計劃于2020年向全球提供服務(wù)。北斗衛(wèi)星正在布局全球組網(wǎng)，到2020年就可以為世界各地的人們提供全球定位、導(dǎo)航、授時、短報文等服務(wù)。

北斗的首次成功應(yīng)用是2008年5月12日的汶川地震，甭看我們平時的通信非常方便，電話、短信、互聯(lián)網(wǎng)等手段很多，但其實都是高度依賴光纖和基站的，當(dāng)這些基礎(chǔ)設(shè)施遭到大面積損壞時，你會發(fā)現(xiàn)QQ、微信、微博、短信…..所有平時很方便的通信手段全都完蛋了，除了靠吼之外簡直就沒有一點辦法。

那時候北斗還是一代系統(tǒng)，雖然因為性能指標(biāo)比不過GPS和海事衛(wèi)星而被罵出了翔，但北斗一代在地震時卻發(fā)揮出了不受地面影響的優(yōu)勢，它的定位和短信能力充分發(fā)揮了作用，成為了救援指揮部隊和前線救援人員最得力的通信助手，最大限度地保證了“72小時黃金搶救時間”的有效利用，彰顯了北斗服務(wù)民生的技術(shù)優(yōu)勢。

四、北斗導(dǎo)航的民用之路

GPS免費對全世界的民生來說是個福利，但在軍事方面卻是個挑戰(zhàn)。美國敵對國家的軍機(jī)戰(zhàn)艦上當(dāng)然也可以安裝，美國人也禁止不了，這對美國是不是一個威脅呢?

自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。

無論是GPS，還是我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，都有所謂的軍碼和民碼，簡單來理解的話，軍碼就是主要應(yīng)用與軍事，對軍方部門開放，其他人根本不可能進(jìn)入，高度保密的部分。其實無論是GPS還是北斗，誕生之初的目的就是軍用。

民碼就是開放給普通民眾日常導(dǎo)航使用的，那么好多人想知道軍碼和民碼有什么區(qū)別，其實軍碼和民碼最大的區(qū)別不在于精度上，雖然軍碼碼長確實要短（碼長越短測距精度越高），但衛(wèi)星導(dǎo)航定位誤差的大頭兒不在測距誤差上。

軍碼測距誤差再小，也是分米量級，民碼再差也是一兩米的量級(不算多徑等其他外界干擾)。加上其他大氣延時、星歷誤差、多徑等因素，民碼和軍碼的定位誤差真的是相差不大！

軍碼和民碼最大的不同在于碼的周期，民碼的序列是已知的，而且很短，容易捕獲。而軍碼的周期非常長，而且未知，只能通過特殊的解密模塊才能捕獲到。因此，軍碼是安全的！在特殊時期可以把民碼關(guān)閉，這樣只有安裝解密模塊的設(shè)備才可以捕獲到軍碼，并通過軍碼進(jìn)行定位。

其實GPS開放的只是民碼，精度比美國軍方使用的軍碼差了十倍。設(shè)想一下，如果GPS民碼一停，我們的指南針都不能用了。如果GPS不停的話，但發(fā)個欺騙碼，這個后果也是不可想象的。

所以說，處于軍事的安全考慮，擁有自己的導(dǎo)航系統(tǒng)非常重要。由于全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)工程浩大，只有綜合國力強(qiáng)大的國家才可以建造。

▲北斗導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片、模塊、天線、板卡等基礎(chǔ)產(chǎn)品，是北斗系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過衛(wèi)星導(dǎo)航專項的集智攻關(guān)，我國實現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航基礎(chǔ)產(chǎn)品的自主可控，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，逐步應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的各個領(lǐng)域。

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品的嵌入式、融合性應(yīng)用逐步加強(qiáng)，產(chǎn)生了顯著的融合效益。

北斗導(dǎo)航的相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報、測繪地理信息、森林防火、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域。

五、北斗導(dǎo)航民用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況

在民用方面，北斗系統(tǒng)主要有行業(yè)市場、大眾市場及特殊市場三大應(yīng)用市場。

1）行業(yè)市場：主要包括交通運輸、電力應(yīng)用及農(nóng)業(yè)等行業(yè)，目前行業(yè)市場處于規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展期，未來增長速度有望加快；

目前，北斗導(dǎo)航的位置、導(dǎo)航及授時功能已經(jīng)成功應(yīng)用于車船監(jiān)管、電力、農(nóng)業(yè)等市場。當(dāng)前，很多北斗行業(yè)細(xì)分市場目前仍處于起步階段，主要成長動力來自國家政策及重點示范項目的推動，但隨著交通運輸、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、市政管理、安全監(jiān)測、電力等細(xì)分領(lǐng)域的穩(wěn)定增長，更多市場機(jī)會將不斷涌現(xiàn)，市場未來潛力巨大。

目前我國已建成全球最大的營運車輛動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，已有超過617萬輛道路營運車輛，3.56萬輛郵政和快遞車輛，36個中心城市8萬輛公交車，370艘交通運輸公務(wù)船舶、近6萬漁船、3230座內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施，2960座海上導(dǎo)航設(shè)施安裝使用或兼容北斗系統(tǒng)。

2）大眾市場：主要包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智慧城市及可穿戴設(shè)備等市場，大眾市場處于標(biāo)配化應(yīng)用啟動期，未來增長潛力巨大；

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)，北斗系統(tǒng)主要應(yīng)用于：自動駕駛、智能座艙、車路協(xié)同等方面，北斗系統(tǒng)的高精度定位是智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。

據(jù)《2018中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，2017年我國北斗車聯(lián)網(wǎng)的市場滲透率為7.1%，北斗在未來無人駕駛預(yù)計將達(dá)到50%的滲透率，若假設(shè)北斗車聯(lián)網(wǎng)的市場滲透率仍達(dá)到7%，預(yù)計2021年我國北斗車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值將超過100億元。

與此同時，在智慧城市行業(yè)，北斗系統(tǒng)主要應(yīng)用于智慧交通、智慧養(yǎng)老、城鎮(zhèn)供熱、供水排水等方面，國家北斗服務(wù)網(wǎng)已經(jīng)為全國超300座城市的各種行業(yè)應(yīng)用提供北斗服務(wù)。

而在可穿戴市場方面，目前，小米、華為等市場主導(dǎo)企業(yè)的產(chǎn)品也已全面支持北斗系統(tǒng)，并于2018年上市了中國首創(chuàng)的“北斗芯”智能腕式手機(jī)。2021年中國穿戴式設(shè)備產(chǎn)值有望超500億美元。

3）特殊市場：主要包括公安、防災(zāi)減災(zāi)等市場，特殊市場處于維持穩(wěn)定增長期，仍是北斗行業(yè)需求擴(kuò)張的重要領(lǐng)域之一。

特殊市場涉及軍用、警用、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援、公共安全等，是國產(chǎn)替代最關(guān)鍵的領(lǐng)域，也是北斗應(yīng)用最快、最穩(wěn)定的市場之一。目前三級北斗公安應(yīng)用體系已建成，2020年北斗警務(wù)車載終端的配備率預(yù)計達(dá)100%。

目前，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)領(lǐng)域企事業(yè)單位數(shù)量保持在14000家左右，從業(yè)人員數(shù)量超過50萬。截至2018年底，業(yè)內(nèi)相關(guān)上市公司（含新三板）總數(shù)為51家，上市公司涉及衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)的相關(guān)產(chǎn)值約占全國總產(chǎn)值的10.74%。

空間段由由航天科技集團(tuán)下屬單位主抓，地面段的研制生產(chǎn)以中電科集團(tuán)等為主導(dǎo)，用戶段的產(chǎn)品及系統(tǒng)市場化特征較為明顯，參與主體眾多，包括軍工集團(tuán)下屬公司、地方國企參軍公司及較多民參軍企業(yè)。

在用戶段方面，北斗系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈又包括北斗兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。

用戶段又可以細(xì)分為上中下游產(chǎn)業(yè)：

1）上游基礎(chǔ)部件是產(chǎn)業(yè)自主可控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)部件作為自主可控最關(guān)鍵的部分，主要由基帶芯片、射頻芯片、板卡、天線等構(gòu)成；2）中游主要包括終端集成和系統(tǒng)集成，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點；3）下游的解決方案和運維服務(wù)提供眾多行業(yè)應(yīng)用。

結(jié)語：北斗導(dǎo)航民用生態(tài)潛力巨大

對于我國而言，建設(shè)自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國家安全、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)儲備等方面有重要的戰(zhàn)略意義。

2018年年底“北斗三號”完成發(fā)射35顆衛(wèi)星，實現(xiàn)了全球組網(wǎng)，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)也實現(xiàn)了全球覆蓋、向全球提供服務(wù)。

此次，隨著“北斗三號”中圓地球軌道衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，“北斗三號”全球系統(tǒng)核心星座宣布部署完成。未來上游產(chǎn)品配套需求及下游場景應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步得到拓展，北斗產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展新機(jī)遇。

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