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北斗:精准时空助力新兴产业发展

北斗湘军 2018-09-21 2390 200

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剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

时间和空间是人类一切生存和发展活动的基础,其应用只受人类想象力的限制,人类对时空精度的追求和对所处时空的精准描述从来没有停止过。刘经南院士曾经撰文指出,经济社会高速发展对时空信息应用的需求更加广泛和精准:从静态走向动态、从粗略走向精准、从区域走向广域、从物理空间走向网电空间、从行业专用走向大众应用,精准时空已经成为信息化和人工智能发展不可或缺的基础要素和“时空坐标系”。中国北斗卫星导航系统是全球四大卫星导航系统之一,它的正式组网运营,为亚太将来为全球提供时空服务,从根本上改变了我国定位、导航、授时(PNT)服务的发展进程和整体态势,正在形成国家优势和国际竞争力。

  时间和空间是人类一切生存和发展活动的基础,其应用只受人类想象力的限制,人类对时空精度的追求和对所处时空的精准描述从来没有停止过。刘经南院士曾经撰文指出,经济社会高速发展对时空信息应用的需求更加广泛和精准:从静态走向动态、从粗略走向精准、从区域走向广域、从物理空间走向网电空间、从行业专用走向大众应用,精准时空已经成为信息化和人工智能发展不可或缺的基础要素和“时空坐标系”。中国北斗卫星导航系统是全球四大卫星导航系统之一,它的正式组网运营,现在为亚太地区提供时空服务,将来会拓展到全球范围,从根本上改变了我国定位、导航、授时(PNT)服务的发展进程和整体态势,正在形成国家优势和国际竞争力。

北斗导航定位

  北斗是重要信息基础设施,同时也是战略性新兴产业

  北斗卫星导航系统作为国家品牌,是国家战略的重要践行领域,是新时代重点推动发展的高科技新兴产业。作为国家战略性新兴产业之一,近年来北斗产业发展迅猛,据《2018中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》统计,2017年我国卫星导航与位置服务产业总产值达2550亿元,较2016年增长20.4%。其中,与卫星导航技术直接相关的芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备等在内的产业核心产值占比为35.4%,达到902亿元。北斗对产业核心产值贡献率达到80%。2018年,北斗卫星导航定位系统已全面进入全球组网阶段,产业链将迎来新的发展机遇。今年,我国计划发射18颗左右“北斗三号”组网卫星,可以为“一带一路”沿线国家和地区提供服务,“北斗三号”将进一步带动行业、市场及智慧城市等新兴领域的发展。北斗卫星导航系统的建设从区域迈向全球,其应用不断深化发展,北斗信号被全球绝大多数卫星导航芯片方案支持,极大拓展了北斗应用范围和规模。

  北斗增强比传统GPS更有优势,应发挥国家制度优势,发挥基础设施融合倍增效应

  传统GPS、北斗的定位精度性能相当,都在10米左右,服务完好性方面,北斗略逊于GPS。从不少公开报道中看到,随着国家北斗地基增强系统的建设完善,部分企业的北斗海外地基增强系统、北斗全球星基增强系统的谋划建设,北斗与通信系统特别是未来与5G、低轨卫星通信系统的融合发展,以及北斗与惯导等其他定位技术的融合,结合云计算、大数据,北斗增强具备为用户提供广域实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度的能力,北斗定位导航授时服务的完好性也会大大增强,比传统GPS的服务更具备优势。“北斗+5G”还有望打造全球领先的室内外一体化精确定位解决方案。北斗基础设施和公共服务平台的研制建设、北斗增强体系的建设完善、北斗精准时空的建立和应用,使得信息控制领域原来一些不能做的可以做了,原来一些高成本做的可以低成本的做了,原来一些孤立的做的可以系统的做了,将有效促进人类生产生活方式的变革。

  当然,美欧等正在加紧构建基于卫星导航的国家(或区域)定位、导航、授时(PNT)体系,积极部署以GPSIII、伽利略为代表的新一代全球卫星导航系统,大力推动卫星导航与移动互联网、云计算、物联网、大数据等新信息技术的融合发展,支撑和推动未来网络与人工智能、智能交通、智能制造等战略性前沿技术与数字经济发展。GPSⅢ将于2022年完成部署,伽利略计划2020投入使用。但是即便如此,在中国境内也只能提供1-2米精度左右的精度服务,不如北斗增强。在海外,由于美、俄、欧、日也建设了NDGPS、CORS、SAPOS、OSNet、COSMOS等增强系统,高精度服务比北斗有一定的优势。

  北斗精准时空的关键在新兴市场,精准时空、高速互联和智能控制有机融合,最典型的是智能汽车

  目前,由于系统性能、核心器件支持力度(主要是芯片)、标准协议和用户黏性的原因,GPS占领了全球卫星导航市场份额的90%以上,北斗与之相比,在现有10米精度的以服务人的需求为主的传统市场上竞争十分困难,必须寻求“田忌赛马”、“差异化发展”的道路,用高精度服务去占领厘米、毫米精度的以服务机器、M2M需求为主的新兴市场,新兴市场的规模可能是传统市场的百十倍。所幸的是,随着万物互联时代的到来,基于精准时空、高速互联的智能控制将引领新型信息化和工业化深度融合,引发产业领域的深层次变革。

  (1)将不断丰富应用场景,比如时空信息网络连续广域覆盖场景,包括高铁、地铁等,又如交通路口等高并发高容量场景,再如智慧城市、环境监测、智能农业等高精准、低功耗大连接场景,最难的是车联网、工业控制、虚拟现实、可穿戴设备等高精准低时延高可靠场景。

  (2)将不断激发新的消费需求,其最重要特征就是可为“万物互联、万物感知、万物智能”提供统一时空基准支撑,形成“人与人、人与物、物与物之间的有效连接”,将感知信息实时交互,形成“通信即感知”,通过云计算和大数据挖掘,综合各种有效信息并分析加工得到控制参考信息,与终端控制器实时交互,形成“感知即智能”。将精准时空、高速互联、智能控制融合在工作学习、休闲娱乐、社交互动、工业生产等各方面,将促进用户体验和用户需求的重大变革,深刻改变消费理念,激发新的消费需求,形成更加丰富的消费形态,进而催生更新的信息产品服务供给。

  (3)促进产业融合,催生新业态,精准时空场景等将渗透到消费、生产、销售、服务等各行业,推动研发、设计、营销、服务等环节进一步向数字化、网络化、智能化、协同化方向发展,实现工业领域全生命周期、全价值链的智能化转型,进一步激发出新的产业、新的业态和新的模式。

  目前,国内卫星导航设备营销总规模相较于全球市场,占比逐年提高,最为现实的是城市基础设施和公用事业领域不断增长的数字化管理需求,成为北斗精准应用的重要市场,相关行业领域的市场总体规模将超过1500亿元,“北斗+”催生出越来越多的应用,在穿戴式设备、新零售、无人驾驶、综合安防和智慧城市建设等应用领域,市场潜力巨大。据某机构预测,到2020年,全球卫星导航产业产值将达到5000亿美元,5G产业产值将达到4.2万亿美元,物联网产值将达到1.9万亿美元,工业互联网产值将达到1510亿美元,智能交通管理产值将达到1172亿美元;到2025年,智能网联汽车产值达到1.9万亿美元。这些新产业将深刻改变人类生活,重塑世界竞争格局。

  据有关统计表明,卫星导航产业90%的市场在交通和位置服务应用领域,在高精度时空服务领域(实时动态厘米级定位、纳秒级时间同步),北斗则具有十分独特优势。智能汽车是高精度时空服务应用最大且需求最迫切的重要领域,L3级以上自动驾驶和辅助驾驶使用卫星导航高精度时空服务将会提高效率,2018年1月,国家发展改革委会同有关部委制定了国家《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),其中把北斗高精度时空服务系统作为基础设施建设和产业发展的重点之一,并提到的组建国家智能汽车创新发展平台,将会推动信息基础设施高效融合,以智能化路网、5G-V2X、北斗高精准时空、高精度地图、智能道路交通指挥管理、云控等为核心打造中国特色智能汽车基础设施体系,推动“中国标准”智能汽车创新发展,这一深化供给侧结构性改革的发展思路延续了中国高铁的成功经验,适合中国国情,将会深刻改变中国。

  北斗需要国家级龙头企业

  一流产业必有一流的企业。伴随着我国北斗卫星导航系统的建设完善和应用开发,国内相关上市企业获得长足发展,产业链条日趋完善,产业规模持续扩大,产业融合趋势更加明朗。但是目前,国内北斗产业发展存在散、乱、弱、小问题,截至2018年1月,卫星导航及北斗应用相关上市公司(含新三板)总数达58家,比钢铁行业还要多出18家,卫星导航与位置服务领域企事业单位数量保持在1.4万家左右,大多数营业收入不足千万,相关从业人员数量超50万,全行业处于亏损状态,没有一家有国际竞争力的龙头企业,呈现出“多头治导、群龙无首”的产业发展格局。这样的局面,一方面反映出北斗的应用范围之广,另一方面反映出,我国北斗产业即将进入并购重组、做大做强的发展阶段,行业龙头甚至国际巨头呼之欲出。

  企业作为“创新第一主体”,肩负着落实国家创新驱动发展战略的首要责任,必须引领历史潮流,目前行业内的中央企业和较大的企业,在技术、管理、组织和商业模式等方面加强创新的同时加快重组并购步伐,整合优势支撑引领国家北斗产业创新发展。

  在这个过程之中,以精准时空、高速互联和智能控制为核心的国家信息基础设施和信息融合服务平台是构建产业新生态的核心,是产业生态系统演化、成长的动力源泉:

  (1)推动芯片、软件、操作系统等核心器件发展,支持北斗高精准时空及其融合后提供的各种服务;

  (2)推动手机、汽车、自行车、无人机、可穿戴设备等终端的智能化升级;

  (3)催生自动驾驶、智能交通、精准农业、智能电网等新的应用服务和应用大数据服务,最终形成“云服务平台-核心器件-终端系统-应用服务与大数据”的产业生态,推动“大数据-大知识-大智慧”的逐级跃升,促进经济结构转型升级。


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