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历史时刻!北斗三号收官,北斗四号已酝酿,预计2035年初步建成泛在国家时空系统

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历史时刻!北斗三号收官,北斗四号已酝酿,预计2035年初步建成泛在国家时空系统

IT时报 IT时报 2020-06-23


30秒快读

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今天,是值得铭记的一天。6月23日上午,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗卫星成功发射升空。

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《IT时报》记者还独家获悉,目前我国正在酝酿北斗四号系统建设,向PNT(导航定位授时)方向发展,或于2035年初步建成我国泛在国家时空系统。

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“等了好久终于等到今天,梦了好久终于把梦实现……”

从1994年北斗一号系统建设启动算起,用时26年,我国北斗卫星导航系统终于大功告成,走完其他全球卫星导航系统40多年的发展之路。


北斗卫星导航系统的全面建成,对于我国的国家安全,还有对包括5G通信在内的各行业发展,都具有极其重要的作用,堪称“国之重器”。

    01    

26年铸成“大国重器”

提起卫星导航,很多人就会想到GPS,这是美国全球定位系统,在全世界范围应用非常广泛。另外,世界上还有俄罗斯GLONASS卫星导航系统、欧盟的Galileo卫星导航系统,还有中国的北斗卫星导航定位系统。


既然全球已有多个卫星导航定位系统,为什么需要建设自己的系统?原因很简单,因为仰望和依赖别人的卫星导航定位系统极其危险。


上世纪爆发的海湾战争,让世界各国意识到现代战争性质的变化,也意识到卫星导航定位系统的重要性,可以为武器提供精确制导,也为战场指挥和多兵种协调提供强大支撑。

美国GPS定位,图片来源:美国国防部

显而易见,依赖他人的卫星导航定位系统,不单只是手机导航无法使用的问题,而是会给国家安全带来致命威胁,舰船、精确制导武器都会迷失方向,电力行业、通信行业等众多行业会因此瘫痪。


因为意识到拥有自己卫星导航定位系统的重要性,1994年我国决定开始研制自己的导航卫星以及定位系统,命名为北斗。


在这26年时间,我国北斗系统经历了“三步走”:


第一步是建立北斗一号系统,发射了3颗试验卫星,解决我国卫星导航从无到有的问题。

北斗一号系统,图片来源:央视

第二步是建立北斗二号,由14颗卫星组网,从有源定位到无源定位,覆盖范围为我国周边到亚太地区。

北斗二号系统,图片来源:央视

第三步是建立北斗三号全球卫星导航定位系统,发射30颗卫星,架设“星间链路”,实现全球组网。

北斗三号系统,图片来源:央视

今天(6月23日)发射的是一颗地球静止轨道(GEO)卫星,也是北斗全球卫星导航系统星座部署的收官卫星。


“最后一颗卫星成功发射后,还需要经历一段时间的在轨测试、星间链路测试,一切正常后才会接入星间链路网络,正式入网提供服务。


比如北斗倒数第二颗卫星,是在今年3月成功发射,过了两三个月才正式入网。”卫星导航行业专家张力表示。


最后一颗卫星对于整个北斗星座的意义还在于,补全了北斗导航系统的全球服务能力,对于中国厂商“走出去”有着实质性的推动作用。

今日发射的北斗三号最后一颗卫星,收官!

6月23日,国内最早基于北斗卫星系统(兼容GPS、GLONASS、Galileo)建设高精度定位服务的千寻位置在发射成功后第一时间宣布,将在今年内完成全球200座全球框架站的部署,通过接收北斗卫星信号,结合自研算法,互联网和卫星双路播发,为海外用户提供动态亚米级和静态厘米级的高精度定位服务。

“全球化跟着客户需求走,有需求的地方可能还会再增加密度。”千寻位置相关人士告诉记者。


千寻位置提供的高精度时空服务,类似于“增强版北斗”,通过北斗地基增强系统、星基增强系统、星地一体融合能力及全球站网系统,构成了一个实时无缝的“星地一体”高精度时空网络,可以让手机、智能驾驶等用户实现厘米级定位、毫米级感知、纳秒级授时。

千寻位置“星地一体”高精度时空网络,图片来源:千寻位置

开机、开出隧道等场景中,用户原先需要等待30秒才能重新定位成功,现在只需要3秒,这要归功于千寻自主研发的北斗加速辅助定位服务“千寻立见(FindNow)”,让用户在3秒内恢复精准的卫星定位。

千寻立见FindNow全球用户分布示意,图片来源:千寻位置

目前,该服务覆盖全球230超过个国家和地区,其中超过75%的用户来自中国本土。

    02    

北斗四号 它来了!

“收官之星”成功发射,意味着我国北斗卫星导航系统建设“三步走”战略成功收官。接下来,网络维护、应用拓展成为北斗导航系统发展的重点。


那么,北斗三号系统会成为终篇之作吗?当然不会。

北斗三号系统“收官之星”发射,图片来源:北斗

就像移动通信发展一样,现在处于5G开始普及的阶段,与此同时6G规划已在谋划中。北斗导航系统的发展也是如此,据《IT时报》记者了解,新一代北斗导航系统已经在酝酿中。


“下一代北斗系统的框架设想,向更泛在的PNT(导航、定位、授时)方向发展,建立国家时空体系。卫星导航系统只是这个体系的组成部分,还有其他技术会同步发展,要做到无处不在的导航定位。”一位业内专家表示。


他还预计,到2025年时完成下一代北斗系统的框架设计,并且进行初步的性能试验,而到2035年将完成下一代北斗系统的组网工作、初步建成我国泛在国家时空系统。

图片来源:CGTN

据悉,新一代系统将会在导航、星基增强、精密定位、星间链路等方面进一步提升能力,而且会更好融入国家网络信息体系。


比如在精密定位方面,因为处于高空高轨,目前北斗三号卫星的信号传到地面时,信号衰减很厉害,无法穿透障碍物。


现在解决办法是,通过发射低轨卫星来承担“中继站”的作用,增强到达地面的卫星信号,或者通过在地面建“伪卫星站”,模拟导航卫星向外发射信号。未来,北斗的精密定位能力会有进一步提升。

    03    

“北斗+5G”>2

北斗和5G,两项“大国重器”,它们之间联系很紧密,它们之间联手将会开辟新天地。

图片来源:CGTN

现实生产生活中,想要协调同步,必须有统一的时间基准。比如说9点开会,那么,如何确保每位与会人员所掌握的9点钟是一致的呢?这就需要有时钟源,来确保时间同步。


移动通信系统工作也是如此,每个基站都需要依靠时钟源进行授时。现在,北斗可以为我国5G提供授时服务,使得我国5G更安全。

国家授时中心,图片来源:新华社

“2G/3G/4G时代,我们的北斗还没有发展起来,芯片也跟不上,没办法。现在5G时代来临,正好又是北斗全面建成的时候,两者结合起来具有很大的意义。”张力说道。


另外,北斗与5G的结合还会带来高精度定位功能、更低时延的信息传输,为无人驾驶等行业的发展打下基础。


5G的发展,也会助推北斗导航产业链的发展。目前,虽然支持北斗定位的智能手机不少,但北斗功能开机率并不高。借助5G带来的换机潮,加大力度推动北斗定位成为智能手机的标准配置,会是有效的拓展方式。


而且,5G也会帮助解决卫星信号室内覆盖弱的难题,相互配合形成“卫星主外、5G主内”的局面,从而实现从室内到室外的无缝连接的时空信息服务。


另外,虽然北斗具有短报文的功能,但是容量和速度有限,只适合特定场合使用,而5G的特点就是大带宽、速度快,可以快速传递这些信息。

    04    

未来:上天入地

北斗“上天”,是为了更好的“入地”。

北斗地基增强系统地面基准站,图片来源:网络

截至目前,千寻位置已经在国内建设和运营2600多座北斗地基增强站,构成了国家北斗地基增强系统“全国一张网”。


从2015年建设至今,国家北斗地基增强系统是目前全球最大、密度最高的卫星地基增强系统。


同日,记者从另一家同样以北斗地基增强系统提供高精度厘米级定位服务商六分科技了解到,今年5月,已经在中国东部等地区提供商用服务,预计到今年年底,全国将建成一张厘米级高精度定位基础服务网络,运营超过2000个地基增强站。


“有了北斗支持,高精度定位服务的应用门槛将大幅降低。”六分科技首席解决方案专家张博告诉记者,以往高精度定位服务只应用在传统测绘等领域,往往由用户单独建设,体量小,成本高,一台接收机的价格便超过10万元,但随着5G和北斗星座的建成,无人驾驶、智能手机、物联网等领域对高精度定位的需求越来越高,建设全国统一的地基增强网络便成为必然。


 据了解,一个地面基站通常覆盖范围为30-50公里(半径),整个北京地区大约只需10个基站便可以完全覆盖,全国范围所需基站2000多个,“这属于基础设施建设,投资门槛高,而且要打破重建原有的合作生态。”一位业内人士表示。


目前国内布局高精度定位服务的企业来自不同背景,其中既有阿里与中国兵工合资建立的千寻,也有接受中国电信和腾讯投资的六分,另外,吉利旗下的时空道宇、国网旗下的思极神往、中国移动等公司也均有布局。


2019年10月23日,中国移动启动HAP(高精度卫星定位基准站)设备集采,采购产品为高精度卫星定位基准站,采购规模为基准站设备4400套,项目总预算3.36亿元(不含税)。


天风证券一份报告显示,随着北斗组网完成,北斗产业链中心将向下游应用转移,其中,为导航定位终端用户提供位置服务、监控、调度等运营服务的高精度产业将不断增加,预计2023年下游行业总市值将达到4910亿元,占总产业链比重61.51%。

图片来源:天风证券

“目前,整个行业还属于投入期,竞争还不是很激烈,但未来,马太效应依然会在这个领域显现,价格战是必然的,最终只会留下2-3家服务商,”上述业内人士认为,高精度定位服务领域格局可能依然会呈现“阿里系”“腾讯系”“运营商系”的天然格局。

作者/IT时报记者  郝俊慧 钱立富

编辑/挨踢妹

排版/黄建

图片/央视、千寻位置、北斗、CGTN、新华社、天风证券、网络

来源/《IT时报》公众号vittimes


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