無人駕駛的外賣配送車穿梭在送餐、送菜、閃購的路上，無人駕駛農(nóng)機自動施肥、播種、覆土作業(yè)，燃氣泄漏檢測車自主穿行在城市中嗅聞風(fēng)險氣體，智慧校車將孩子們安全接送回家……遠在天邊的北斗，正在融入人們的日常生活。
近年來，北京北斗產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。在前不久召開的2023全球數(shù)字經(jīng)濟大會上，一組來自北京市經(jīng)信局的數(shù)據(jù)令人欣喜：北京市北斗時空信息產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模已超1300億元，全國北斗領(lǐng)域上市企業(yè)超過半數(shù)在北京，在城市建設(shè)管理、交通、冬奧賽事保障等數(shù)十個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)北斗廣泛應(yīng)用，用戶總規(guī)模超過2000萬。
作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)策源地的北京，北斗時空信息產(chǎn)業(yè)正迎來爆發(fā)式增長。
(資料圖片僅供參考)
遠在天外又近在身邊
位于順義區(qū)后沙峪鎮(zhèn)的美團買菜配送站，工作人員將居民的訂單分揀打包，一輛輛黃色的自動配送車正在等待。滿載貨物后，配送車啟動自動駕駛，走向川流不息的公路。接下來，這些車輛將按照預(yù)先設(shè)定的路線自動行駛到用戶指定收貨點，由用戶輸入取件碼后自行取出貨物。
在順義，這些特殊的“配送員”已服務(wù)百姓多年。它們能夠在道路上自主準(zhǔn)確識別行駛路線并安全行駛，居民在手機上也能隨時看到車輛所在位置，這樣的智慧場景，歸功于遠在高空的北斗衛(wèi)星實時指引。
雖然在數(shù)十萬米高空，衛(wèi)星對地面的定位精度卻可以輕松達到厘米級。據(jù)配送站工作人員介紹，無人配送車在行駛中，主要依靠北斗導(dǎo)航系統(tǒng)隨時校正自己的路線，同時工作人員能夠?qū)崟r獲取車輛的位置和航向角，確定自動配送車在道路上的相對位置。在行駛中，車身的攝像頭和車頂?shù)募す饫走_就是車輛的眼睛和感覺系統(tǒng)，幫助它隨機應(yīng)變。
順義打造占地300畝的無人駕駛封閉測試場 武亦彬攝
不僅是美團，毫末“小魔駝”、“京環(huán)小鯨靈”無人駕駛掃路機、京東自動物流配送車……基于北斗導(dǎo)航下的無人配送愈趨成熟，應(yīng)用場景逐步擴大。目前，京東、毫末智行等30余家自動配送產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在順義區(qū)內(nèi)開展研發(fā)和道路測試運營工作，僅在2022年便完成了城市公開道路場景配送訂單70萬單，為周邊30萬居民提供了配送服務(wù)。
北斗的應(yīng)用，不僅在無人駕駛領(lǐng)域。在前不久舉辦的北京市北斗產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展成果展上，多種北斗應(yīng)用場景讓人大開眼界。
在首都國際機場，飛機起起落落，購票、定位、保持飛機安全運行……無不依托北斗定位通信技術(shù)。來自順義區(qū)的企業(yè)——中國民航信息集團有限公司，展出的一款運行管理監(jiān)控系統(tǒng)，運用云計算、北斗定位通信技術(shù)、計算機智能視覺技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，將生產(chǎn)的動態(tài)信息、北斗位置信息和通航公司運營數(shù)據(jù)進行集成處理，實現(xiàn)了對飛行器和起降點的實時監(jiān)控和地面保障情況管理，同時具備對航空器信息標(biāo)識及掛牌識別、飛行態(tài)勢監(jiān)控、機坪外來物入侵警告等功能，為航班運行的安全性提供了保障。
深埋地下的管線如何變得可視化？靠的同樣是遠在高空的北斗。正元地理信息集團的智慧城市板塊，展現(xiàn)了北斗在城市治理上的卓越能力。展區(qū)集中展示了北斗在燃氣、供水、排水、供熱等領(lǐng)域的應(yīng)用場景，透過腳下的玻璃板能清晰看到城市地下管網(wǎng)的模型。“這些深埋在地下的管網(wǎng)，24小時不間斷地運行著，保障人們的基本生活所需。”工作人員介紹，基于北斗的精準(zhǔn)位置信息以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，這套系統(tǒng)能為地下管線的“運行體征”進行24小時智慧“診脈”。“對于管理人員來說，就如同腳下的玻璃一般透明。”
就連田間地頭，也能看到北斗的身影。在順義趙全營鎮(zhèn)前桑園村，成片的玉米田條壟筆直，間隔均勻，仿佛用尺子量過一般。“和裝有北斗終端的農(nóng)機相比，老把式都得甘拜下風(fēng)。”有著20多年豐富經(jīng)驗的農(nóng)機手馬玉康贊不絕口，“在北斗的指引下，農(nóng)機直線定位精度直達厘米，即便是再優(yōu)秀的農(nóng)機手，也比不過北斗。”
隨著“北斗+農(nóng)業(yè)”的不斷融合發(fā)展，北斗系統(tǒng)還應(yīng)用于農(nóng)作物豐收、秸稈粉碎還田、植保打藥、聯(lián)合整地等作業(yè)中，新時代智能化農(nóng)場的應(yīng)用場景正不斷延伸。截至目前，順義區(qū)“北斗+農(nóng)業(yè)”智能化農(nóng)機累計作業(yè)面積已達30余萬畝。
科技創(chuàng)新鏈在京形成
此時此刻，在我們頭頂?shù)母呖眨煌叨取⒉煌嵌鹊谋倍沸l(wèi)星正不停運轉(zhuǎn)，為全球200多個國家和地區(qū)的用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航與授時服務(wù)。從北斗一號到北斗三號，從覆蓋亞太到服務(wù)全球，作為重要的新型基礎(chǔ)設(shè)施，北斗系統(tǒng)深度賦能各行各業(yè)，成為經(jīng)濟社會發(fā)展的時空基石。而北斗的策源地，正在北京。
上世紀(jì)60年代，坐落在海淀區(qū)西北旺友誼路的中國航天城內(nèi)，新建立的北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，正是日后北斗系統(tǒng)的誕生之地。在這里，中國科學(xué)院院士陳芳允與科研團隊提出了“雙星定位”的大膽構(gòu)想：用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星，就可以覆蓋中國區(qū)域，并對地面目標(biāo)和海上移動物體進行定位導(dǎo)航，還能兼具通信功能。1994年，北斗一號工程正式啟動，采用的技術(shù)路線正是誕生于北京跟蹤與通信技術(shù)研究所的“雙星定位”理論。
從中國航天城走出的北斗，最終站上了世界舞臺。2020年，隨著北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成，正式面向全球用戶提供服務(wù)。
作為世界四大衛(wèi)星定位系統(tǒng)之一，北斗系統(tǒng)帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益。北京瞄準(zhǔn)全球數(shù)字經(jīng)濟標(biāo)桿城市，充分發(fā)揮頂尖科技創(chuàng)新資源集聚優(yōu)勢，大力支持前沿科技自主創(chuàng)新，在激烈的國際科技競爭中搶占鰲頭。
“隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，我們已經(jīng)進入到空前需要萬物互聯(lián)與時空感知的時代，對空間感知能力的精準(zhǔn)度要求也在不斷提升。”北京郵電大學(xué)副教授韓可說，衛(wèi)星通信系統(tǒng)在空曠地帶的表現(xiàn)亮眼，可以達到米級甚至亞米級的定位，然而一旦進入遮蔽空間以及半遮蔽空間，衛(wèi)星導(dǎo)航信號就很難覆蓋了，所以在室內(nèi)、地下、橋下，會造成衛(wèi)星信號缺失的情況。
如何提供一個泛在的、精確的定位網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)不同場景的無縫銜接，成為世界強國發(fā)展急需解決的重大基礎(chǔ)前沿問題。在國家重大專項、科技部“曦和計劃”、發(fā)改委產(chǎn)業(yè)計劃等支持下，來自北京郵電大學(xué)的鄧中亮科研團隊主持并完成從單無線網(wǎng)、異構(gòu)多網(wǎng)多源協(xié)同融合到天地一體定位的研究以及設(shè)備研制，在這個基礎(chǔ)上，構(gòu)建了無線網(wǎng)絡(luò)定位理論方法與異構(gòu)多網(wǎng)多源協(xié)同定位技術(shù)體系，并取得了一系列成果。韓可正是鄧中亮團隊的成員。“這個系統(tǒng)定位精度已經(jīng)達到了國際領(lǐng)先水平，推動我國無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)走向世界領(lǐng)先地位。”韓可說。
國內(nèi)領(lǐng)先、具有國際影響力的北斗時空信息科技創(chuàng)新鏈，已在北京成形。作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的策源地，北京擁有該領(lǐng)域40余個國家和省部級重點實驗室等創(chuàng)新平臺，10余家國內(nèi)最權(quán)威的測試檢測服務(wù)機構(gòu)；已初步形成了以中關(guān)村科學(xué)城空天產(chǎn)業(yè)園、朝陽區(qū)地理信息服務(wù)出口基地、順義區(qū)國家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園、經(jīng)開區(qū)北京市北斗產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地等為核心的產(chǎn)業(yè)集群。
應(yīng)用場景迭代更新
隨著北斗面向全球提供服務(wù)，一場新的競賽悄然打響——衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)曾因軍事需要而誕生，但它在民用、商用領(lǐng)域擁有著更大的價值空間。
2013年，北斗二號系統(tǒng)投用后，我國便開啟了北斗商業(yè)化的步伐。十年間，北斗的應(yīng)用場景不斷豐富，不僅在專業(yè)應(yīng)用市場闖出一片藍海，也迅速走進了人們的日常生活，相繼在電力、車輛管理、汽車導(dǎo)航、可穿戴設(shè)備、航海導(dǎo)航、GIS數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧物流、無人駕駛、工程勘察等領(lǐng)域展開應(yīng)用。
北京在全國北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局中處于引領(lǐng)地位。在第十三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航年會的分論壇上，北京市經(jīng)信局副局長朱西安帶來了一組數(shù)據(jù)：2022年北京北斗產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值超1300億元；擁有23家上市企業(yè)，占全國半數(shù)以上；近30家企業(yè)入選國家級專精特新“小巨人”；在城市建設(shè)管理、交通、冬奧賽事保障等數(shù)十個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)北斗廣泛應(yīng)用，用戶總規(guī)模超過2000萬。
北京緣何領(lǐng)跑，優(yōu)勢在哪？“北京匯集了北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)領(lǐng)域大量技術(shù)人才，北斗時空信息領(lǐng)域重點院校和科研院所達30余家，在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面具有深厚的底蘊。”在中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟秘書長歐陽玲的眼中，北京發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)有著天然優(yōu)勢。“北京北斗產(chǎn)業(yè)鏈條相當(dāng)完整，各環(huán)節(jié)龍頭企業(yè)集聚。基礎(chǔ)產(chǎn)品環(huán)節(jié)，以和芯星通等龍頭骨干企業(yè)為代表，在自主芯片、天線、導(dǎo)航傳感器、基礎(chǔ)軟件和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等方面實力雄厚；終端集成和系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，以合眾思壯、華力創(chuàng)通等為代表，在各類應(yīng)用終端、應(yīng)用系統(tǒng)、授時系統(tǒng)、軍用裝備等領(lǐng)域技術(shù)和市場優(yōu)勢明顯；運營服務(wù)環(huán)節(jié)，有百度、高德、北斗導(dǎo)航位置服務(wù)等企業(yè)，在移動位置服務(wù)、城市管理、智能交通等領(lǐng)域均保持國內(nèi)服務(wù)領(lǐng)先水平。”
除了硬實力，高位的前瞻性謀劃同樣重要。2012年，就在北斗二號剛剛完成組網(wǎng)之時，北京市經(jīng)濟和信息化委員會會同有關(guān)部門、科研機構(gòu)和重點企業(yè)，啟動了“北斗導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案”的編制工作，并制定了第一個三年計劃，公共平臺工程正是當(dāng)年重點推進的三大工程之一。“平臺整合了國家相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施資源，讓北斗位置信息的使用不再有門檻，為行業(yè)用戶和中小開發(fā)者提供‘插線板’式的服務(wù)。開發(fā)者不需要懂技術(shù)、不需要龐大的資金，僅通過平臺網(wǎng)站，就能方便快捷地免費使用北斗信息數(shù)據(jù)。”北斗導(dǎo)航位置服務(wù)平臺技術(shù)北京市工程實驗室主任曹洪杰說，這一平臺的建立直接促進了北斗產(chǎn)業(yè)的百花齊放。“最早應(yīng)用的就是物流運輸行業(yè)，通過北斗精準(zhǔn)定位大貨車的位置。隨后，應(yīng)用的行業(yè)越來越廣泛。這兩年推廣的共享單車電子圍欄，就是基于平臺實現(xiàn)的。我相信，未來北斗的應(yīng)用場景會更加廣泛，只受想象力的限制。”
搭載北斗系統(tǒng)的智慧農(nóng)機 武亦彬攝
率先布局產(chǎn)業(yè)2.0
“市場在快速增長，技術(shù)在不斷融合，商業(yè)模式在加速變革。我們已經(jīng)進入衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的黃金十年。”北斗星通董事長周儒欣說，作為誕生并成長于北京的中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)首家上市公司、“001號”北斗民用運營服務(wù)企業(yè)，北斗星通正在構(gòu)建全球覆蓋、國際一流的“位置數(shù)字底座”，這將為北京市建設(shè)全球數(shù)字經(jīng)濟標(biāo)桿城市提供重要支撐。
在上個月舉辦的全球數(shù)字經(jīng)濟大會上，北京市經(jīng)信局一級巡視員王偉透露，北京率先提出布局北斗產(chǎn)業(yè)2.0，在北斗導(dǎo)航和位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)已有基礎(chǔ)上，加快發(fā)展北斗時空信息產(chǎn)業(yè)。為搶抓北斗時空信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇期，鞏固北京市北斗時空信息產(chǎn)業(yè)全國引領(lǐng)地位，更好地支撐全球數(shù)字經(jīng)濟標(biāo)桿城市建設(shè)，北京市正在編制未來三年推進北斗時空信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施方案，將北京建設(shè)成為北斗時空信息產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新、泛在服務(wù)、深度融合、智能應(yīng)用的策源地和高質(zhì)量發(fā)展示范區(qū)。
此前，朱西安也曾在發(fā)言中表示，“十四五”期間，北京將大力推動北斗時空信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步突破時空泛在服務(wù)核心技術(shù)，圍繞北斗時空信息泛在服務(wù)的信號性能和終端制造、全息位置地圖供給能力、遙感數(shù)據(jù)高動態(tài)獲取和處理、時空信息應(yīng)用推廣進行系列核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，引領(lǐng)自主創(chuàng)新產(chǎn)品供給。同時，構(gòu)建基于北斗時空信息的城市數(shù)字底座。充分利用既有技術(shù)和建設(shè)成果，建設(shè)和完善北斗精準(zhǔn)時空服務(wù)體系，匯聚北京地區(qū)空間信息產(chǎn)業(yè)資源的優(yōu)勢，打造跨行業(yè)場景應(yīng)用、協(xié)作共融的生態(tài)化發(fā)展模式，推動北斗時空位置的精準(zhǔn)時空數(shù)據(jù)全方位應(yīng)用。
此外，北京還將重點促進北斗與新一代信息技術(shù)融合發(fā)展，推動北斗時空信息技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車、5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新技術(shù)融合，促進北斗時空信息與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，探索北斗時空應(yīng)用新模式。立足北斗及地理信息科技產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)和創(chuàng)新基地，北京將重點孵化一批北斗時空信息智能企業(yè)，加強技術(shù)創(chuàng)新，建設(shè)具有全球競爭力的產(chǎn)業(yè)集群和龍頭企業(yè)，共同打造具有國際影響力的北斗時空信息產(chǎn)業(yè)基地，加快推動北斗時空產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
專家觀點
北斗規(guī)模化應(yīng)用已進入關(guān)鍵期
歐陽玲
當(dāng)前，北京已形成國內(nèi)領(lǐng)先、具有國際影響力的北斗時空信息科技創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈，在芯片制造、北斗+5G技術(shù)方面，北京北斗時空信息產(chǎn)業(yè)已達到國際領(lǐng)先水平。以自主芯片為例，定位設(shè)備上游芯片工藝從90納米到22納米，尺寸越來越小，綜合性能達到國際領(lǐng)先水平。可以說，北京北斗時空信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有力提升了北斗國際影響力。
“十四五”期間，北斗規(guī)模化應(yīng)用進入關(guān)鍵期，同時也是整個北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇期。加速實現(xiàn)北斗系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)用市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化發(fā)展，提升北斗應(yīng)用的深度和廣度，將帶來巨大的經(jīng)濟效益，提升產(chǎn)業(yè)能級和市場競爭力。
北京市北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)創(chuàng)新、示范應(yīng)用方面一直位于全國前列，但面對北斗規(guī)模化產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，仍然存在一些問題，需要引起關(guān)注和重視。比如目前北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展共性技術(shù)平臺和公共服務(wù)平臺等戰(zhàn)略性資源有所缺乏；在芯片、算法等關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域突破和創(chuàng)新能力不足；北斗系統(tǒng)仍然存在無線電信號落地功率微弱、在室內(nèi)及水下空間不適用等問題。
隨著北斗與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、5G通信等融合創(chuàng)新，北斗系統(tǒng)應(yīng)用向新型信息技術(shù)延伸，應(yīng)用場景不斷創(chuàng)新。未來，基于北斗的時空服務(wù)將在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)與各類應(yīng)用的深度有機融合，進一步向行業(yè)深化發(fā)展。
（作者系中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟秘書長）
