北斗应用产业高质量发展与思考
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卫星应用
2023年第9期
北斗应用产业高质量发展与思考
文|刘欣1 麦霞梅2 庞波波3
1．北斗应用发展研究院
2．国家国防科技工业局重大专项工程中心
3．中兵北斗卫星通信有限公司
摘要：北斗系统作为我国重大战略性时空基础设施，提供全天候精准完备时空信息服务，目前已经形成较为完整的产业链、有利于规模应用的良好局面，然而如何“用足用好”、高速高效推动良性生态产业建设，实现北斗高质量发展，是北斗产业发展的重大挑战。文章介绍了北斗在电力电网、矿产能源、大众应用等
领域的应用，结合北斗产业发展现状与挑战，对后续高质量发展提出思考。
一、引言
北斗系统是我国自主研制、自主建设、自主运行的重大科技工程，是提供全天候、全天时、高精度定位、导航、授时和短报文服务的“大国重器”，是我国经济社会发展的时空基石。随着我国北斗卫星导航系统建设的不断完善，定位、导航、授时和短报文服务被广泛应用于国民经济的各个行业，已全面服务于行业市场、大众市场和特殊市场，其在安全性上有着无可替代的优势，对经济社会发展的辐射带动作用显著提升。
随着新一代信息技术、高端装备制造、新能源汽车等战略性新兴产业的发展，推进传统产业数字化转型和智能化改造，都需要更加泛在、更为精细、更趋融合的时空信息，自主可控、高效精准的时空服务也尤为重要。而北斗高质量发展的前提是用，要用好用足，与实际生产经营融合，推动北斗产业创新性地融入各行业应用系统。
结合中央企业北斗产业协同发展平台在北斗应用与产业化推广经验，以平台成员单位在电力电网、矿产能源、大众应用及产业链构建等方面的情况及
发展现状进行阐述，“以用促建、以用促发展”，探索北斗高质量发展、培育北斗产业生态的高效措施，共同推动北斗应用在建设现代化产业体系、构建新发展格局中展现新作为。
二、北斗产业发展现状与挑战
1.北斗产业发展现状
目前，全球主要卫星导航系统中依旧是美国全球定位系统（GPS）占据主导地位，具备完整的产业链体系、政策法规体系、市场应用服务体系，该系统处于加速现代化升级进程中。此外，俄罗斯格洛纳斯系统（GLONASS）、中国北斗系统、欧盟伽利略系统（Galileo）、日本准天顶系统（QZSS）、印度导航星座（Nav/C）和韩国特定位系统（KPS）也在快速发展阶段。全球卫星导航服务性能不断提升，应用范围不断扩大，市场规模快速增长。据《地球观测和全球定位系统2021年市场报告》预测，到2031年全球卫星导航终端年出货量将增长到25亿台，相关产值将达到近5000亿欧元，其中时空信息服务产值占比将逐步上升至82.3%，而亚太
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区域的时空信息服务产值约占45.7%，位居全球首位[1]。
随着北斗三号系统服务开通，我国北斗应用产业规模不断攀升，在基础设施运营、产品服务、应用推广、产业生态建设等方面取得显著成绩。据《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书（2023）》数据，2022年我国卫星导航与位置服务产业总体产值已达到5007亿元，较2021年增长约6.76％[2]。整体来说，北斗产业机制、基础设施、标准化建设、检测认证、应用推广、产业集建设等方面稳步向前推进。
2.北斗产业发展面临的挑战
北斗产业发展仍旧面临抗干扰、抗欺骗、克服复杂条件下定位等难题，核心技术攻关提质增速任重道远。基于GPS 的先发优势，对其依赖性尚未改变，北斗主用格局尚未形成、应用市场碎片化，北斗产品附加值不高，同质化严重，重复投资、同质竞争问题突出，产品性能和服务水平上升潜力巨大。北斗应用产业生态有待优化，产业链上、中、下游发展力量不均衡（图1、图2），上游投入产出比
偏低、自主可控水平亟需提高，中游专业终端产品在形态、性能、丰富度方面存在短板，下游应用场景有待多元开发，与5G、大数据、人工智能等新一代信息技术及各行业的融合深度不够，区域发展不平衡，应用服务缺乏统筹，已有基础设施未能充分发挥效能等问题，制约了北斗产业生态的完善。在“走出去”过程中话语权、主导权、
国际认可度、积极参与度等仍需提升，模式多元化、质变量变效果面临压力。
图
1民营企业北斗产业链
图2  国营企业北斗产业链
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图3  短报文手机回传北京市门头沟妙峰山镇灾情（2023-08-03）
三、北斗应用步入高速发展轨道
北斗卫星导航系统既赋能通信、导航、遥感技术一体化融合，也为未来其他新型基础设施提供战略性、基础性的时空数据支撑。北斗系统已全面服务于交通运输、基础测绘、矿产能源、公共安全、救灾减灾、农林牧渔等行业领域，深度融入电力电网、金融、通信等国计民生中，广泛进入大众消费、共享经济等方面，深刻改变着人们的生产生活方式。随着互联网、5G 信息技术、大数据和云计算等技术的发展融合，北斗系统将会更加完善和成熟。
1.救灾减灾
短报文通信作为北斗系统的特服务之一，其全天候无盲区短报文与位置报告功能能够实现灾害预警速报、救灾指挥调度和快速应急通信，可以极大地提高应急救援反应速度和决策能力。受台风“杜
苏芮”影响，我国7月底到8月初多地连降暴雨，汛情连发，受灾严重地区出现交通、通信、电力等基础设施严重受损，人民生命财产安全受到威胁。北斗短报文作为通信有效补充方式，在地面通信网络中断情况下，可以快速实现用户位置信息、险情信息的传输，满足地面无网络覆盖地区的应急通信、搜索搜救等服务需求。灾情发生后，北斗短报文充分发挥守护防汛救灾通信“永远在线”的特，并创新实现智能手机双向收发短报文服务，通过北斗短报文手持通信终端，助力于防汛救灾通信保障工作（图3）。据北斗三号系统区域短报文民用服务平台数据显示，受灾期间短报文大众智能手机新注册用户数日均增长12600，短报文服务使用用户日均新增1772，为受灾众提供安全可靠的北斗应急
通信服务。
2.交通运输
我国综合交通网总里程突破600万千米，其自身点多、线长、面广和移动的特点，对位置服务提出了巨大需求。截至2022年底，交通运输领域已在道路营运车辆、邮政快递车辆、内河船舶及远洋船舶、水上助导航设施、通用航空器等
方面累计推广应用各类北斗终端超过810万台/套[2]；北斗高精度定位、授时、短报文技术，用于交通基础设施建设及安全健康监测、运输过程监管及服务、安全应急等领域，北斗终端的应用对提升运输效率、保障生产安全、提高服务水平具有重要意义（图4）。
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图4  工程运输车辆北斗定位实时管控
图5  无人机输变电线路巡检
3.电力电网
电力电网行业作为国计民生的命脉之一，其安全性和稳定性是重中之重。我国已建成全球规模最大的电
力系统，发电装机超过24亿千瓦，35kV 及以上输电线路长度超过220万千米[3]，其中90％的调度主站自动化系统和20％的变电站时间同步装置实现接收北斗授时信号，新建及改造变电站北斗卫星授时接入率达100％，在水电站地质灾害监测、
输电线路无人机自主巡检、调度站统一授时等领域应用北斗终端61万余台/套，大幅提升电力电网运行管理水平（图5）。基于北斗高精度定位技术，无人机输配电线路、变电站自主巡检作业，巡检效率提高2至3倍，实现巡检管理规范化、作业智能化、
业务数字化，促进电力电网管理转型升级。北斗短报文服务实现偏远用电信息自动抄表，为云贵川等省份电网企业节省运营成本10%以上。
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