文｜武中奇 羅維瑋

1.北京空間科技信息研究所 2.中國空間技術(shù)研究院

2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開通。北斗系統(tǒng)秉持“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念，在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，賦能各行各業(yè)，融入基礎(chǔ)設(shè)施，進入大眾應(yīng)用領(lǐng)域，開拓海外市場，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式，促進了經(jīng)濟社會發(fā)展。

賦能行業(yè)提質(zhì)升級 北斗產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)耀眼

自系統(tǒng)建成開通以來，北斗系統(tǒng)作為國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)廣泛服務(wù)于行業(yè)和大眾用戶，綜合效益可觀。北斗產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)納入國家“十四五”規(guī)劃，北斗已在交通運輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁等行業(yè)，以及電力、金融、通信等基礎(chǔ)設(shè)施等與百姓生活息息相關(guān)的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深度應(yīng)用、規(guī)模化發(fā)展。

交通運輸領(lǐng)域應(yīng)用成果更加落地。在交通運輸部的持續(xù)推進下，部分交通運輸行業(yè)細分領(lǐng)域北斗應(yīng)用比例接近100%。自動駕駛、智能航運應(yīng)用已開始試點運行。北斗終端數(shù)量在交通運輸營運車輛超過800萬臺，4.7萬多艘船舶應(yīng)用北斗系統(tǒng)，包括106座基準(zhǔn)站的長江干線北斗衛(wèi)星地基增強系統(tǒng)工程已經(jīng)建成并投入使用，提前24個月實現(xiàn)了長江干線及周邊8萬余平方千米區(qū)域的北斗衛(wèi)星地基增強信號全面覆蓋。[1]2022年11月，針對江蘇省航道分布密集、水上交通錯綜復(fù)雜的情況，基于北斗的江蘇內(nèi)河船舶手機導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通上線，船舶從過去的靠經(jīng)驗行船升級為智能輔助航行，大大提升了船舶航行安全和航道通行效率。自交通運輸部印發(fā)多份“十四五”期間推動北斗應(yīng)用的規(guī)劃文件，河北、江蘇、廣西、貴州、海南等多地制定了更具針對性的文件，推動北斗應(yīng)用在當(dāng)?shù)芈涞亍４送?，在交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，深中（深圳-中山）通道沉管隧道運用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)了精準(zhǔn)建設(shè)施工，該項目的“沉管運輸安裝一體船”運用北斗系統(tǒng)對安裝全過程進行動態(tài)監(jiān)測，同時在40m深的水下，將沉管沉放到海床上，實現(xiàn)了精準(zhǔn)對接（圖1）。[2]

圖1 深中通道沉管運輸安裝一體船正進行管節(jié)沉放作業(yè)

智慧農(nóng)業(yè)和數(shù)字化管理更加深入。全國已安裝北斗自動駕駛系統(tǒng)的農(nóng)機超過10萬臺，安裝農(nóng)機定位、作業(yè)監(jiān)測等遠程運維終端超過45萬臺/套，全國接入國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的農(nóng)機裝備達到25.8萬臺，實現(xiàn)了跨企業(yè)農(nóng)機作業(yè)數(shù)據(jù)整合，水稻、小麥、玉米等主糧作物收獲和拖拉機作業(yè)的24小時動態(tài)監(jiān)測。全國多個糧食主產(chǎn)區(qū)，從春種到秋收的多個階段，農(nóng)機耕整地、機械化播種、無人機植保、機械收獲、秸稈收集處理、糧食烘干等農(nóng)機作業(yè)的多個環(huán)節(jié)，都已深度應(yīng)用北斗（圖2）。多個產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)部門可以運用大數(shù)據(jù)對位置數(shù)據(jù)、作物數(shù)據(jù)等進行分析處理，通過大數(shù)據(jù)平臺遠程掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，推動生產(chǎn)的提質(zhì)增效、省工節(jié)本。2022年夏收時節(jié)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)機作業(yè)監(jiān)測與大數(shù)據(jù)應(yīng)用重點實驗室通過監(jiān)測農(nóng)機作業(yè)大數(shù)據(jù)，對我國小麥主產(chǎn)區(qū)麥?zhǔn)展ぷ鬟M行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，在線稻麥聯(lián)合收割機總數(shù)近4.5萬臺，同時多地運用北斗農(nóng)機數(shù)據(jù)開展了各具特色的跨區(qū)作業(yè)服務(wù)，北斗大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的服務(wù)領(lǐng)域不斷擴大、服務(wù)形式不斷增加，高效精準(zhǔn)助力鄉(xiāng)村振興。

圖2 北斗農(nóng)機廣泛應(yīng)用

電力行業(yè)管理和服務(wù)水平更加精細。國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)等重點單位全面應(yīng)用北斗，大力推進電力行業(yè)北斗地基增強系統(tǒng)建設(shè)，通過部署超過2000座電力行業(yè)北斗地基增強基準(zhǔn)站，無人機自主巡檢、變電站機器人巡檢、桿塔監(jiān)測等業(yè)務(wù)應(yīng)用的智能設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)更可靠、更精準(zhǔn)、更穩(wěn)定的北斗高精度服務(wù)。北斗已涉及電力行業(yè)的20多個應(yīng)用場景，應(yīng)用北斗定位、授時、短報文通信等各類終端超過38萬臺/套。甘肅白銀地處隴原大地，地勢崎嶇、地形狹長，電壓等級高、輸送容量大、輸電距離遠、技術(shù)要求高，當(dāng)?shù)剡\用基于北斗的統(tǒng)一管理平臺，同時配備電力北斗無人機等，為隴原大地的電網(wǎng)線路保駕護航，大幅提升電網(wǎng)生產(chǎn)和運維檢修精細化管理水平。[3]用電高峰期間，全國多地運用北斗開展無人機自主巡檢、水電信息調(diào)度、“大數(shù)據(jù)虛擬電廠”等多維度工作，切實保障用電安全。

林草河湖生態(tài)保護管理更具成效。北斗系統(tǒng)在森林資源調(diào)查、森林管護、森林防火和應(yīng)急指揮、森林病蟲害防治、野生動植物保護等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。在林業(yè)領(lǐng)域，黑龍江、甘肅、廣東等11個省林業(yè)示范項目共采購北斗終端超9.4萬臺/套。多地充分運用北斗、遙感、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等多種新技術(shù)，融合建立森林草原防火移動指揮調(diào)度平臺，整合了各類森林草原防火基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對重要關(guān)鍵位置進行精準(zhǔn)定位，并將現(xiàn)場的音頻、圖像、數(shù)據(jù)等實時傳輸至指揮中心，實現(xiàn)車輛在線規(guī)劃、水情匹配、精準(zhǔn)調(diào)度，有效提升了防火效率。北斗系統(tǒng)在超過2587處水庫應(yīng)用短報文通信服務(wù)水文監(jiān)測，[1]運用北斗系統(tǒng)建立的數(shù)字河湖管理平臺，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對大壩形變連續(xù)高精度監(jiān)測，還能實現(xiàn)河湖水庫保護、水災(zāi)害防御等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用?；诒倍犯呔鹊臒o人機能夠?qū)催M行監(jiān)測，具有智能化、覆蓋廣、精準(zhǔn)定位等諸多優(yōu)勢，克服了地理條件限制。北斗在林草河湖生態(tài)保護管理方面的應(yīng)用，讓生態(tài)文明有了更多“科技范兒”。

服務(wù)百姓多彩生活 系統(tǒng)信任度提升

《新時代的中國北斗》白皮書指出，北斗系統(tǒng)廣泛進入大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領(lǐng)域，通過智能手機、車載終端、穿戴設(shè)備等應(yīng)用產(chǎn)品，全面服務(wù)于綠色出行、外賣送餐、健康養(yǎng)老、兒童關(guān)愛、醫(yī)療教育等人民生活衣食住行方方面面。北斗正在成為智能手機、可穿戴設(shè)備等大眾消費產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置。

國產(chǎn)智能手機支持北斗。2022年上半年，中國境內(nèi)申請入網(wǎng)的智能手機中，128款支持北斗定位，出貨量超1.3億部，占上半年總出貨量的98%以上，國產(chǎn)智能手機廠商均全面支持北斗系統(tǒng)應(yīng)用。

地圖導(dǎo)航北斗實現(xiàn)主用地位。根據(jù)高德地圖公布的最新數(shù)據(jù)，手機地圖導(dǎo)航北斗定位服務(wù)日均使用量已突破3000億次。[4]北斗高精度服務(wù)深度融入交通出行，經(jīng)地圖導(dǎo)航軟件實測，地圖導(dǎo)航應(yīng)用呈現(xiàn)出定位信號更穩(wěn)定、定位質(zhì)量更高、定位速率更快的特點，北斗系統(tǒng)在單次調(diào)用衛(wèi)星數(shù)量、定位精度等多個維度領(lǐng)先，在國內(nèi)實現(xiàn)主用地位。百度地圖、高德地圖等地圖廠商基于北斗系統(tǒng)特色服務(wù)開發(fā)了“動態(tài)紅綠燈倒計時”“共享位置報平安”等一系列功能，并應(yīng)用于大眾生活出行，為百姓出行帶來更精準(zhǔn)、更便捷的服務(wù)。

北斗高精度服務(wù)、北斗三號短報文通信服務(wù)深度服務(wù)百姓生活。北斗高精度定位服務(wù)已進入大眾手機，在8個城市開通車道級導(dǎo)航應(yīng)用（圖3）；為國內(nèi)共110萬輛共享單車和全國12個城市的20萬個停車電子圍欄提供支持，有效解決了城市共享單車治理的難題（圖4）；為國內(nèi)21款智能汽車提供了高精度定位服務(wù)，行駛里程已經(jīng)突破25億千米。全球首款支持北斗三號區(qū)域短報文通信服務(wù)的手機已正式發(fā)布并進入實測階段，用戶不換卡不換號不增加外設(shè)，就能通過北斗衛(wèi)星發(fā)送短信。

圖3 車道級導(dǎo)航功能界面

圖4 寧夏銀川街頭的共享電動車能夠充分運用北斗智慧進行智慧騎行

推進海外深入應(yīng)用 踐行系統(tǒng)發(fā)展宗旨

2022年，北斗系統(tǒng)國際合作和海外應(yīng)用更為深入，取得了豐碩的成果。新時代的中國北斗，以服務(wù)全球、造福人類為使命，堅持開放融合、協(xié)調(diào)合作、兼容互補、成果共享。

《新時代的中國北斗》白皮書向全世界闡述北斗系統(tǒng)的發(fā)展成果、理念和愿景。[5]中國與阿拉伯民用航空組織、阿聯(lián)酋合作單位簽署衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作諒解備忘錄，推進北斗/GNSS深化應(yīng)用，發(fā)布聯(lián)合提供北斗與格洛納斯系統(tǒng)用戶信息支持服務(wù)的聲明，召開中俄衛(wèi)星導(dǎo)航重大戰(zhàn)略合作項目委員會第九次會議，舉辦南非—中國衛(wèi)星導(dǎo)航及遙感應(yīng)用培訓(xùn)班等系列活動。北斗系統(tǒng)正以實際行動積極推進國際化進程，更好實現(xiàn)共享共贏，助力構(gòu)建人類命運共同體。

北斗系統(tǒng)獲多個國際組織認可。2022年11月，國際海事組織（IMO）海上安全委員會第106屆會議上通過決議，認可北斗報文服務(wù)系統(tǒng)加入全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS），標(biāo)志著北斗系統(tǒng)成為繼海事衛(wèi)星系統(tǒng)、美國銥星系統(tǒng)后第三個通過IMO認可的GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)。同月，國際搜救衛(wèi)星組織第67屆公開理事會成功召開，會議期間，大會主席發(fā)表聲明，正式宣布中華人民共和國海事局作為中國政府代表，已與國際搜救衛(wèi)星組織四個理事國（加拿大、法國、俄羅斯、美國）完成了北斗中軌搜救載荷加入國際搜救衛(wèi)星組織政府間合作意向聲明的簽署工作，同時，大會還審議通過了全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)技術(shù)和程序標(biāo)準(zhǔn)文件中北斗相關(guān)的修訂內(nèi)容，北斗國際搜救服務(wù)成為繼定位導(dǎo)航授時服務(wù)后第二個獲得國際組織認可的全球服務(wù)。

北斗系統(tǒng)正以實際行動積極推進國際應(yīng)用進程。目前，北斗產(chǎn)品已在全球一半以上國家和地區(qū)得到應(yīng)用，基于北斗系統(tǒng)的土地確權(quán)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧港口等解決方案已服務(wù)于亞洲、東歐、非洲等地各國經(jīng)濟社會發(fā)展。

中老鐵路的建設(shè)和運行中，多處體現(xiàn)了“北斗智慧”，基于北斗和紅外掃描技術(shù)的接觸網(wǎng)施工參數(shù)一體化測量裝置，集計算測量、數(shù)據(jù)共享等功能于一體，有效提升了中老鐵路的施工管理效率。中老鐵路元江特大橋上安裝了基于北斗的橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，運用北斗高精度實時監(jiān)測大橋墩臺數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r上傳至監(jiān)測系統(tǒng)平臺，如有異常會自動報警，有效規(guī)避了潛在危險，避免了災(zāi)害發(fā)生，保障了行車和旅客安全（圖5）。

圖5 中老鐵路元江特大橋上安裝北斗橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)

烏干達已在全國范圍內(nèi)建成30座北斗/GNSS基準(zhǔn)站，提供全天候高精度位置服務(wù)，較好地滿足了當(dāng)?shù)貒翜y繪需求。在贊比亞，針對當(dāng)?shù)貒?yán)控危險品運輸風(fēng)險的需求，運輸公司采用了以北斗高精度定位技術(shù)為基礎(chǔ)，擴展遠程拍照、違規(guī)駕駛語音提示等功能的監(jiān)控系統(tǒng)，對運輸車輛、駕駛員及危險品三者的狀態(tài)進行實時跟蹤和監(jiān)控，結(jié)合安全管理制度，有效地防控了車隊危險品運輸?shù)娘L(fēng)險。在阿聯(lián)酋，鐵路建設(shè)項目人員利用北斗系統(tǒng)對施工機械、物料、人員、場地進出關(guān)口等進行有效監(jiān)管，實現(xiàn)了工地安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)化、信息化管理，提升了鐵路工程管理效率。在塞內(nèi)加爾捷斯圖巴高速公路建設(shè)過程中，運用基于北斗/GNSS高精度定位技術(shù)參與路面施工全流程管控，從拌合料運輸、瀝青攤鋪，到路面碾壓，進行實時監(jiān)管和數(shù)據(jù)回傳，有效提高路面施工質(zhì)量。

2023年是全面貫徹落實黨的二十大精神的開局之年，是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程起步之年，是實施“十四五”規(guī)劃承上啟下的關(guān)鍵之年。北斗應(yīng)用正朝著縱深發(fā)展，新場景頻現(xiàn)、新規(guī)模頻出、新熱點不斷，拓展著北斗應(yīng)用的邊界，也更加豐富了“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”理念內(nèi)涵，成為中國以實際行動積極推動構(gòu)建人類命運共同體的生動案例。