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北斗融合5G:产业前景只受限于想象

来源:中国科普网 作者:陈杰 2020-08-31 15:29

持续一周且如火如荼的2020年全国科技活动周接近尾声,因为疫情的原因,今年的科技周展示活动以线上为主,这也让公众有了足不出户跟科普大咖近距离“接触”的可能。

8月28日晚,作为由中国科普网、科普时报社联合抖音、今日头条、西瓜视频举办的“云上科技周”系列直播的压轴“大戏”,主题为“神通广大的北斗导航系统”的专场直播活动邀请到科普达人@奥卡姆剃刀和中国卫星导航定位协会副会长、秘书长张全德,就北斗卫星导航系统的建设难度、跟其他导航系统相比的优势、如何与5G通信深度融合等公众关心的问题进行了深入浅出的探讨,整场直播爆点科普话题频出,让广大网友直呼“过瘾”!



建设难度跟性能成正比


其实,跟北斗相关的话题一直都很火,但这些热度加起也比不上一个月前北斗真正高光时刻的那一天——2020年7月31日,我国完全自主的北斗三号全球卫星导航系统的正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。一时间,“北斗,北斗,收到请回答”刷屏朋友圈。



“北斗三号2009年11月启动建设,历经关键技术攻关、试验卫星工程、最简系统、基本系统、完整系统五个阶段。”张全德表示,北斗三号要在这些关键核心技术方面实现了自主可控,是超过400多家单位、30余万科技人员的将近11年共同努力的成果,更是攻克了星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术,让500多种器部件突破国产化研制的过程,从而实现了北斗三号卫星核心器部件国产化率达到100%的目标。

当然,建设过程的艰辛与收获的喜悦是成比的。从2009年开始启动研发的北斗三号系统虽名为“导航”,但跟公众所熟悉的美国的GPS、俄罗斯的GLONASS以及欧盟的GALILEO导航系统不同,中国的北斗具备导航定位和通信数传两大功能。张全德表示,北斗三号全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%,亚太地区性能更优。根据全球连续监测评估系统最近一周的测算结果,北斗系统的全球实测定位精度均值为2.34米,而结合地基增强、精密单点定位,还能提供最高厘米级定位服务。“从时间上排序,北斗全球排第三;从性能上排的话,北斗完全胜任第一的位置。”


与5G的深度融合浑然天成


从1994年立项到2020年实现全球组网成功,中国北斗26年一路披荆斩棘保证了技术的先进性,且与当前的5G、AI、大数据等诸多“黑科技”也能深度融合,创造出全新的业态。



在成为科技大V之前,一直从事通信研究方面工作的奥卡姆剃刀对此深有体会,他表示,随着5G的到来,互联网变成物联网时代,对时间和位置就会提出更高的要求,而在目前可以认知的未来,只有卫星导航能够提供更高精度的位置和时间信息。“5G和北斗卫星导航具有天然的融合性。”

5G时代,北斗与5G、区块链、物联网、人工智能等新技术深度融合,催生新模式、新业态、新经济,带来新的经济增长点。奥卡姆剃刀认为,当5G布局达到一定规模后,与北斗融合,将全面服务交通运输、救灾减灾、城市治理等行业,融入电力、金融、通信等国家核心基础设施建设,更会在无人驾驶、自动驾驶、无人机等方面产生革命性变化。

张全德表示,北斗可以构建更加高精度、高可靠、高安全的新一代信息时空技术体系。物联网、云计算、大数据包括人工智能、区块链技术上都离不开北斗,更离不开5G。北斗和5G的融合将会带来新业态、新模式,将会在智慧城市、智慧制造、智慧家庭、智慧农业等未来的新技术方面发挥更大作用。

 

北斗应用将无处不在



北斗跟当前5G这一“风口”的融合或许是公众最为关心的话题,其前景的广阔程度或许还需要我们在未来进一步地发挥想象空间,但北斗其实离我们的日常生活越来越近了,已然在正在赋能各个行业,为每一个人的生活“导航”。

“除了精准的定位导航授时服务外,北斗已经应用在经济社会和日常生活中,北斗还可以提供全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务。如突发地震、海上遇险时,在其他通信手段失效的情况下,北斗短报文通信可以成为传递求救信息、拯救生命的最后保险索。”张全德表示,在今年的疫情和南方水灾中,北斗发挥了重要作用。此外,北斗系统在中欧班列运输、京张高铁建设运营、民用航空等方面也得到应用,同时还具备了与交通运输、农林牧渔等传统行业融合的基础条件。

其实,从衣、食、住、行到水、电、气、热,从农林渔业到救灾减灾……北斗卫星导航系统已与社会生活深度融入,渗透到经济社会发展的方方面面。而随着北斗与互联网、移动通信网、大数据、云计算等结合形成的“北斗+”信息产品,其应用的广度和深度无疑进一步地扩展。

北斗系统应用前景到底有多广?北斗工程总设计师杨长风一句“北斗应用只受想象力限制!”的总结或许是最好的解释。

 

全球化步伐锐不可当



众所周知,我国北斗是三步组网。2000年10月31日和12月21日,我国在西昌卫星发射中心成功发射了两颗北斗导航试验卫星,构成了北斗一号试验系统。2007年4月14日,北斗二号首颗卫星成功发射。5年后,北斗二号系统向亚太地区提供服务。北斗三号系统于2009年开始启动建设,至今年30颗卫星全部发射完毕实现成功组网。

中国北斗的建设目标是“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”,但也是在北斗三号组网成功后,“世界的北斗,一流的北斗”口号才开始实至名归。

“技术性能一流的目的可不仅仅只为造福中国人民,北斗要做的是服务全球。”张全德表示北斗已是联合国认可的四大全球卫星导航系统之一。与美国、俄罗斯、欧盟卫星导航系统的兼容与互操作及系统间合作持续深化,北斗系统已先后与GPS、GLONASS实现了兼容互操作。此外,北斗相继进入民航、海事、搜救卫星、移动通信等多个国际组织,多个支持北斗系统的国际标准已发布。

目前,北斗相关产品已出口120余个国家和地区,向亿级以上用户提供服务。基于北斗的土地确权、精准农业、数字施工、智慧港口等,已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等得到成功应用。

“世界上已有半数以上的国家在使用我们的北斗及相关产品,中国北斗已然成功开启了服务全球之旅。”张全德表示,一流的北斗当然还需要长期运行服务去检验,也需要广大的用户去体验和评价,而中国北斗系统和北斗人要未来要做的,是进一步去践行和实践“北斗之父”、首任总设计师孙家栋院士对北斗“既要天上好用,也要地上用好!”的寄语。