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衛星導航產業已逐步成為一個全球性的高新技術產業。隨著北斗衛星導航系統的建設和運行，我國北斗導航產業漸成規模，但在芯片、終端制造，系統集成和運營服務等方面與GPS應用產業相比還存在不少差距。本文分析了衛星導航系統的應用前景、發展現狀、存在問題，并提出了發展建議。 衛星導航應用的前景 “衛星導航應用只受人們想象力的限制”是一句老生常談的話，這句話恰當地描繪了衛星導航應用的美好前景，是當今世界對該產業的共同認識。衛星導航具有全空域、全球性、全天候、連續性和實時性的特點，可提供高精度定位、導航和授時功能，有的還可提供通信功能，其應用幾乎涉及國防建設和經濟社會的各個領域。 衛星導航定位系統是現代電子戰、信息戰的核心系統，同時作為一個功能強大的軍事傳感器，成為電子戰、信息戰及導航戰的重要利器，可應用于遠程精確打擊、導彈聯攻聯防、部隊調度與指揮控制，以及部隊機動與聯合作戰等方面，在全空間攻防以及綜合后勤保障中都發揮著重要的作用。導航定位系統與應用設備也是國家重要的信息基礎設施，在石油、能源安全，減災救災、民航、交通、通信、電力等關系國家安全、經濟安全與國計民生的重要領域正在發揮越來越顯著的作用。 鑒于其對國家安全和經濟社會發展的重要意義，美國、俄羅斯、我國及歐盟等世界主要大國和地區爭相發展GPS、GLONASS、北斗 (COMPASS)、GALILEO等衛星導航系統。衛星導航系統的逐步擴展與完善，使得衛星導航應用技術向多元化方向發展，通信、計算機等領域技術的快速發展也對衛星導航技術應用起到了推波助瀾的作用。 衛星導航應用產業涉及芯片與模塊制造、終端制造、系統集成、運營服務及相關增值服務等，是繼計算機互聯網、手機移動通信后的第三大信息產業。數據顯示，2000年～2006年全球衛星導航應用市場平均增長率為40%。國內外普遍認為，像計算機、手機、汽車一樣，我國將成為世界上主要的甚至是最大的衛星導航應用產品的制造國和消費國。以占衛星導航應用主導地位的車載導航產品為例，日本、韓國的GPS系統車載使用率分別高達59%和40%，歐美約為 25%，我國車載導航設備普及率不到2%，可見，我國衛星導航產業的發展空間十分可觀。在政策、市場和技術環境逐步改善的情況下，今后幾年乃至十年內的平均增長速度將不會低于25%，尤其前期將呈現指數級增長態勢。 國家航天局孫來燕局長在“第三次民用航天工作會暨全國空間應用推廣交流會”上指出，目前，我國衛星導航應用產業正進入產業化高速發展的關鍵轉折期，到2010年，我國導航產業的總產值將達到500億元。但是，其中大部分為GPS衛星導航車輛監控終端、GPS芯片和模塊等，北斗衛星導航產品和系統只占其中很少的一部分。隨著中國移動通信市場和汽車市場的發展，到2020年，作為導航衛星應用的主流市場，中國這兩大市場的規模將居世界首位。 我國政府十分重視衛星導航應用的研究和產業化工作，國家發改委、科技部、國防科工委、信息產業部以及軍方均通過不同方式予以大力支持。國家“十五”計劃發展綱要確定衛星導航定位技術為國家高技術工程的12個專項之一，國家發改委實施了一系列衛星導航產業化專項，科技部在“863”計劃中啟動了 “地球觀測與導航”新領域，二代衛星導航系統列為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》16個重大專項之一。2007年，國家發改委和國防科工委聯合印發了《關于促進衛星應用產業發展的若干意見的通知》，將衛星導航應用產業又向前推進了一大步。 衛星導航應用產業必將成為我國高新技術產業新的增長點，將對國家安全、國民經濟和社會發展、對建設創新型國家和促進產業結構升級起到重要的作用。 北斗應用現狀及分析 (一) 應用現狀 自20世紀80年代末我國引進GPS接收機以來，我國的衛星導航應用主要基于美國GPS系統。同時，俄羅斯GLONASS系統也得到一定程度應用。當前已應用于車輛導航監控、精細農業、搶險救災、林業、漁業、土建工程、礦山、物理勘探、資源調查、陸地與海洋測繪、氣象與海洋環境監測、海上石油作業、地震預測、環保、電信、旅游、娛樂、社會治安、安防、醫療急救、搜索救援以及時間傳遞、電離層測量等對定位、測速和授時有需求的領域，2007年我國衛星導航產業總產值達到180億元左右。 2003年，“北斗一號”衛星導航系統開辟了我國衛星導航應用的新篇章。北斗一號系統打破了美國、俄羅斯在衛星導航領域的壟斷地位，使我國成為世界上第三個擁有獨立自主衛星導航系統的國家。北斗一號系統在我國國防建設和經濟社會發展中發揮了積極作用。特別是在今年汶川抗震救災中，北斗一號系統成為抗震救災和指揮保障的重要手段。救災部隊通過北斗導航系統，成功為災區一線和指揮部建立實時信息通道，為抗震救災提供實時的監控定位、導航、遠程監測、災害預警及公共應急信息服務等，在指揮決策、搜救、醫療等工作方面發揮了獨特的優勢和不可替代的關鍵作用。 但與GPS系統相比，北斗的應用還相當有限。據有關方面數據顯示，目前在我國整個衛星導航市場上，北斗相關產品占有率僅為1%左右。北斗系統注冊在線的終端用戶不足設計容量的千分之一，衛星資源閑置嚴重，系統效益遠未充分發揮，與我國投入巨資發展北斗衛星導航定位系統的期望有較大差距。 (二) 問題分析 我們認為造成上述局面的原因主要在于： 第一，“北斗一號”系統性能有待提高。“北斗一號”衛星導航系統是一個試驗應用系統，主要解決有無問題，該系統投入少、見效快，但也存在明顯不足：用戶有源發射信號；定位信息及短信信息需控制中心進行集中式處理；整個系統是一個節點系統；性能指標相對偏低，表現在用戶容量受限、無測速功能、只能提供二維位置定位且定位精度只能達到幾十到幾百米等方面。就終端產品而言，由于采用有源體制，用戶終端需要發射單元，體積大、重量重、功耗大，不易小型化，加之用戶數量少尚未形成產業規模，單位產品價格一般在萬元以上，如此昂貴的價格，大部分行業用戶難以接受，更無法向大眾消費者推廣應用。 第二，行業應用開拓力度、支持力度尚待繼續加強。由于北斗系統性能原因，短期內尚無法在大眾消費領域普及應用，但是完全可以在涉及國民經濟安全及國家可控的金融、電力、電信、水利、林業、石油、船舶、鐵路、民航、城市交通等領域發揮更大的作用。近年來，我國在北斗導航系統的宣傳、應用推廣及政策和資金引導等方面做了大量工作，但絕大部分行業用戶仍然選用GPS，北斗系統未能得到有效利用。因此，對北斗系統的推廣和政策、資金引導工作仍需繼續加強，企業應更準確地定位市場切入點，行業用戶應加強安全意識，積極采用我國自主的北斗系統。 有關措施與對策建議 (一)發揮北斗優勢，率先加大力度拓展行業應用市場 北斗系統具有快速定位、簡短通信和精密授時三大主要功能，盡管一代北斗系統目前有所不足，但該系統也具有明顯的優勢：首先，北斗系統擁有自主知識產權，系統運行維護不受國際環境變化的影響，具有很好的加密功能，可有效保障用戶關鍵業務數據在處理、存儲、傳輸過程中的安全性；其次，無需其他通信系統的支持，適合集團用戶大范圍監控管理和通信不發達地區數據采集傳輸應用；第三，對于授時安全性要求高的應用部門，北斗系統的優勢更是顯而易見。 在一定時期內，建議從實際出發，加大力度積極推動在國家可控行業中的應用。國家發改委于2008年組織實施了衛星應用高技術產業化專項，專項的實施對北斗系統的應用起到了整體推進作用，其潛在影響與綜合社會經濟效益將長期發揮作用。我們建議，對于行業應用的項目支持要長期化、日常化，直至行業應用成熟到一定程度、具備向大眾消費領域普及推廣的時候，再適當調整財政支持政策和力度。 (二)加強二代主系統和配套系統的建設力度 一要更快更好發展二代主系統。希望2010年左右投入應用，否則導航市場將進一步被GPS侵蝕；定位、測速、授時能力與國外衛星導航系統相當、甚至更強；由于多個衛星導航系統兼容具有更好的安全性、穩健性和更高的性能，建議充分考慮兼容互操作特性。 二要同步發展增強系統。地面增強系統輔助空間衛星，可以顯著或成倍提高定位和授時精度，可使衛星導航儀的定位精度提高到米級以內，使原本無法應用衛星導航系統的特殊高要求領域如飛機精密進入、高精度測繪可以有效應用，對于導航產業發展具有重要的推進作用。建議在主系統建設時，一體化考慮增強系統的建設。目前在GPS增強系統建設方面的現狀是，國際上已經建成3000個左右的參考站，我國參考站網絡的建設也十分迅速，一些國家部門、地方政府甚至企業紛紛上馬建設，保守估計目前國內GPS連續運行參考站超過400個。 三要加強標準的統一管理與制定，促進健康有序發展。近幾年來，導航標準的數量不斷增加、質量不斷提高。但是，這些由不同職能管理部門提出、通過不同單位制定的標準文件，由于缺乏導航標準頂層框架起指導和協調作用，在標準立項時就存在不便確認是否必要、與其它標準是否重復交叉、關系失調、制定順序不合理等問題，從而影響了標準的制定、修訂；同時在標準制定或修訂時，無法對同一領域內上下層次相關的標準，或同一系列內前后不同的標準進行充分的參照、銜接，難以避免相關標準的內容、適用范圍、名詞及其描述會發生矛盾，以至各項標準難以被正確理解和統一執行。建議由業務主管部門統一集中抓好導航標準頂層體系的研究，并安排好制定工作。 (三)不斷加大核心產業扶持力度，將北斗應用落到實處 芯片也許最能代表衛星導航應用產業的核心競爭力，只有芯片化，終端才可實現小型化、低價位，特別是我國北斗二代衛星導航系統建成以后，開發并應用具有自主知識產權的導航芯片將成為衡量我國自主導航應用產業是否形成的第一評判指標。尤其要重視天線與射頻芯片的開發。與GPS系統相比，由于北斗系統具有L和S兩個頻段，天線與射頻芯片的開發具有更大的挑戰性。目前，北斗終端產品的小型化和成本控制中，最困難的就在于天線與射頻兩個部分，而GPS天線和射頻已能集成在手機之中。所以，我們要充分認識到開發高性能天線與射頻芯片的難度與重要性，要有更大的投入。 北斗二代國家重大專項中要大力支持天線和芯片的開發。如何開展這項工作？是支持一個優勢企業開發，還是兩個甚至更多？支持一個企業開發，可能日后得不到更多企業的支持和認可，產業化市場難以打開，支持太多，經費受限，而且也不利于產生我國的強勢芯片企業，難以與國際力量抗衡，甚至維持不了企業的可持續發展。我們建議組建兩個甚至多個開發聯盟或股份制公司。成員最好具備兩個條件：一是硬件生產企業，二是具有天線和芯片設計能力。設計時，通過多廠家多方案選擇和優化，確定最終方案進行投產，根據設計貢獻確定利益分配加權值。聯盟成員必須使用自主開發的芯片。這樣可以保證芯片的設計質量，同時又能提高產量、降低成本，具有強大的市場競爭力。 建議政府不斷加大財政投入力度，并促進天線、基帶芯片、射頻芯片產業盡快形成聯盟，使我國自主導航核心產業在國內有一席之地，不斷提高性能并具備國際競爭力，避免重蹈汽車、計算機、DVD、電視機、手機長期“有機無芯”的老路。 (四)同步加強支撐系統的配套建設 建立健全導航產品質量檢測系統和機制。在國家發改委和國防科工委的大力支持下，中國衛星所屬航天恒星科技有限公司(503所)等單位研制建設了衛星導航應用產品質量檢測平臺。該平臺由衛星導航性能檢測實驗室、微波暗室、環境實驗室、微波實驗室、電磁兼容實驗室、可靠性試驗室等組成。但是，這樣的平臺還主要是面向企業自行研發、生產使用，還缺乏類似通信領域權威的質量檢測部門如信息產業部泰爾實驗室等。質量檢測系統和機制是導航產業的重要組成部分，可為導航產品提供質量檢測和性能評估，承擔衛星定位導航產品進出口商檢等職責，促進導航產業又快又好發展服務。建議明確主管部門，盡快建立健全導航產品質量檢測系統和機制。 在其它方面，導航電子地圖是制約導航儀產業“井噴”的一個重要因素。電子地圖發展不好，直接影響硬件企業的銷售問題。不少人用了導航儀之后，反映興趣點滿足不了需求、基礎地理信息更新太慢、地圖升級不方便(去代售點更新和郵寄更新光盤)等。針對上述問題，建議積極整合導航電子地圖企業，加強地圖增量更新技術的研究，并盡快應用，方便升級。 基礎地理信息是導航電子地圖的基礎。國家和地方基礎地理信息如何真正在導航產業中發揮其社會基礎平臺的作用，是目前我國基礎地理信息生產者面臨的問題，也是一直困擾導航產業發展的難點之一。在基礎地理信息的基礎上，經過加工處理生成面向導航應用的“導航地理框架數據庫”，供導航電子地圖企業使用是一條合理可行的途徑。而目前，國家和企業分工不盡合理，地圖廠商的很多精力花在基礎地理信息的采集上，造成大量的重復工作和資源浪費。不妨利用公共財政給予持續投資，進行資源整合，形成導航地理框架數據長期有效的更新機制，形成基礎測繪行業與導航電子地圖產業共同合作、良性發展的運作機制。 (五)管理體制及政策建議 第一，成立國家協調機制。從企業的切身實踐體會和國外的作法經驗來看，我們認為，衛星導航產業作為一個新興的產業，希望明確集中統一的國家組織管理體系，建議成立“國家衛星定位導航授時工作委員會”。 第二，進一步完善和發布相關政策。自1996年美國總統發布國家GPS政策后，為適應國際衛星導航發展的新格局，維護其國家利益，美國在 2004年12月15日再一次以總統令的形式發布了衛星導航新政策，對GPS推廣應用產生了深遠影響。我國也應發布相應的政策，以免除用戶的使用憂慮。比如，明確進程，明確服務區域、哪些項目免費、哪些項目收費，明確不同業務的管理和經營部門(如短信通信)。 第三，明確扶持政策。在軍事安全、國家安全、經濟安全領域，強制使用我國自主衛星導航系統，特別是在金融、電力、通信等網絡的授時領域；對非安全領域的應用，實施積極的財政和稅收補貼政策，鼓勵使用北斗及其兼容機產品。 第四，在地面增強系統建設策略上，建議重點建設北斗地面增強系統，對GPS和Galileo系統的兼容可淡化，這樣更有利于北斗系統的推廣應用、遏制其它系統的推廣應用。 中國衛星北斗導航產業發展目標與思路 (一)基本情況 中國東方紅衛星股份有限公司(中國衛星)是航天科技集團公司為促進空間技術的產業化組建的股份公司，通過上市公司的規范運作，建立了應用衛星、衛星應用產業與資本市場的橋梁。其下屬子公司包括航天東方紅衛星有限公司、航天恒星科技有限公司(原503所)和航天恒星空間技術應用有限公司和東方紅衛星信息技術有限公司等。中國衛星已構建了由衛星制造、衛星地面設備制造和衛星運營服務組成的完整產業鏈，將充分發揮“天地一體化”的聯動優勢，實現衛星制造和衛星應用兩大業務的均衡互動發展。 中國衛星在衛星地面應用系統及設備制造方面，擁有衛星導航、衛星通信與廣播電視傳輸、信息傳輸、衛星地面綜合應用等四大領域20多類產品；在衛星運營服務方面，已具備提供廣播電視傳輸、移動位置服務、衛星定位與導航服務、數據采集與信息發布等多項運營服務的能力。 圖2 中國衛星衛星導航相關業務 中國衛星長期致力于推廣北斗導航在國防建設和國民經濟中的應用。在衛星導航領域已有近20年的科研和產品開發歷史，技術涵蓋BD-1/ BD-2/ GLONASS/GPS/GALILEO多種衛星導航定位系統。解決了多個國家級的導航系統技術問題，如北斗一號大系統體制驗證，北斗二代大系統仿真論證、體系論證等，具備了導航領域星地一體化的仿真、研究、設計和產品研制應用能力。擁有從芯片模塊、終端產品、測試設備到運營服務比較完善的產業鏈。掌握了導航芯片設計的核心技術，BD-1基帶芯片已經通過測試；擁有相關應用支撐技術，3S+C綜合應用技術、導航精密授時技術、高動態組合導航定位技術、相對測量技術等；擁有完善的終端型譜，包括星船載、機彈載、車載及地面等各類導航終端；研制開發了先進的測試仿真設備，解決了國家級質檢平臺等國家重大關鍵基礎設施問題；具有較強的綜合應用系統集成能力。中國衛星在衛星通信、導航、遙感等專業方向均有良好的技術基礎，并具有國內領先的系統集成能力，可以為軍兵種、行業用戶提供一體化綜合集成服務；擁有衛星綜合信息運營服務平臺及SP、ICP、Call Center、北斗服務等在內的多種資質。該電信級平臺集移動位置服務、網絡導航、數據采集與信息發布、地圖與地理信息在線等多種應用于一體。目前，該平臺已經廣泛應用在交通運輸、土壤墑情、水文水利、氣象環保、礦產資源、防災減災、數據采集等領域，“基于北斗的救災應急指揮調度系統”在“5.12”汶川地震的抗震救災工作中發揮了重要的作用。 (二)發展目標 按照航天科技集團公司賦予中國衛星“引領衛星應用發展”的戰略目標和具體要求，導航作為衛星應用的主要方向之一；中國衛星將抓住北斗系統建設、國防建設、國民經濟快速發展的機遇，增強產業鏈上下游的聯動和牽引能力，積極拓展行業市場，加強行業系統集成能力，推動終端產業化，成為國內衛星導航領域的主導企業。 (三)發展思路 中國衛星在衛星導航領域將以“集成帶終端，關鍵保總體，系統促運營”的思路，通過更全面地了解需求、更深入地分析需求、更有效地轉化需求，打造導航核心技術與關鍵產品，提高綜合系統集成能力，為用戶提供系統級的一攬子解決方案；大力發展地面終端設備制造業和衛星應用運營服務業，構建完整的衛星導航產業鏈，形成衛星導航產業系統發展的局面。 第一、將運營服務做大做強。以“大運營”的思路發展衛星導航運營服務，多網融合、多種技術綜合應用，面向行業，構建如災害監測與預警系統、應急聯動與指揮調度系統等行業應用系統，在為政府部門提供信息化管理手段的同時，拉動面向大眾市場的集成導航應用的衛星綜合信息運營服務。 第二，大力拓展行業系統集成市場。以國家涉及信息安全要求較高的國防和國民經濟部門、行業和領域為切入點，如武器裝備、交通運輸、減災救災、水文水利、電力通信、應急調度等。通過提供系統解決方案，提升行業用天能力，尤其是提升衛星導航及綜合應用能力，從而推動衛星應用的快速提升，并帶動導航終端的批量使用。 第三，積極承擔導航產品相關標準和規范的制定。中國衛星將積極致力于北斗導航產品標準的制定和推廣，建設完善的北斗導航產品質量檢測與測試認證服務公共平臺，成為國家衛星導航產品質量檢測認證機構。 第四，積極參加北斗主系統和配套系統建設。發揮天地一體化優勢，積極參與北斗系統及北斗地面增強系統建設，在二代導航二期重大專項建設中發揮更大作用。 第五，組建導航芯片與終端產業聯盟，推動導航產業化發展。以導航終端系統設計與應用推廣能力為核心，與國內相關優勢單位形成以產、學、研聯盟為基礎的產業發展平臺，把握用戶需求，形成導航芯片、導航模塊、導航終端等系列產品，促進北斗核心產業做大做強。 中國衛星將成為主導企業 衛星導航系統在國防建設和國民經濟建設中占有越來越重要的地位，是國防信息化建設和國民經濟建設的重要組成部分和推進力量，直接關系到國家安全以及經濟社會的長遠發展，具有非常重要的意義。我國的衛星導航應用產業正處于由導入期向成長期過渡的階段。北斗導航系統具有獨特的優勢和廣闊的應用前景，有巨大的經濟和社會價值。 中國衛星作為航天衛星應用的主導企業之一，將充分發揮天地一體化及衛星通信、導航、遙感專業方向齊全的優勢，依托在軌衛星和近期規劃衛星，結合應用需求，為各軍兵種、行業用戶提供一體化綜合集成服務，成為國內綜合集成的主導企業，推進軍兵種戰術作戰及國家減災、環境、通信等重點行業的用天能力。 作者簡介 李忠寶，男，研究員。1968年1月生。甘肅會寧人。 1990年7月畢業于天津大學，獲化學工程專業工學學士學位，2001年蘭州大學企業管理專業研究生班畢業，碩士。先后在航天科技集團公司第五研究院510所和503所工作，歷任510所副所長、503所副所長，2004年—2008年3月任五院衛星應用系統部部長、航天恒星科技股份公司總經理，2008年3月起任中國東方紅衛星股份公司黨委書記兼高級副總裁，航天恒星科技有限公司董事長。 |
