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最新發(fā)布的《新時(shí)代的中國北斗》白皮書(shū)指出，中國的北斗系統已成為面向全球用戶(hù)提供全天候、全天時(shí)、高精度定位、導航與授時(shí)服務(wù)的重要新型基礎設施，北斗已經(jīng)是世界一流的衛星導航系統。
雖然最大的5G和一流的北斗，已經(jīng)足夠激動(dòng)人心。但如果當“地上的5G”與“天上的北斗”握起手來(lái)，又將會(huì )展開(kāi)一幅怎樣的未來(lái)畫(huà)卷呢？
“一個(gè)令產(chǎn)業(yè)興奮、令百姓憧憬的萬(wàn)億市場(chǎng)已經(jīng)按下啟動(dòng)鍵。”國際歐亞科學(xué)院院士、北京郵電大學(xué)教授鄧中亮在接受《中國經(jīng)濟周刊》采訪(fǎng)時(shí)如是總結：天地一體、時(shí)空一體、通導一體的網(wǎng)絡(luò )基礎設施將會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟和社會(huì )價(jià)值，中國應該也有能力走在全球前列。
5G+北斗是“天生一對”，讓兩大“大國重器”強強聯(lián)手
我國先后建成全球最大的4G網(wǎng)絡(luò )和5G網(wǎng)絡(luò )，和4G相比，5G應用場(chǎng)景會(huì )有很大差別，但也面臨著(zhù)新的挑戰。
例如在重點(diǎn)應用方向之一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，要建成智慧礦山、智慧礦井，要實(shí)現公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)的全覆蓋，都需要保證室內、高山、深谷等遮蔽和半遮蔽空間的信號覆蓋，且信號不易被干擾。而在智慧交通、無(wú)人駕駛等場(chǎng)景，會(huì )要求通信網(wǎng)絡(luò )在滿(mǎn)足通信需求的同時(shí)，不僅擁有高精度時(shí)空感知能力，能通信，也要能定位。
從建設北斗到應用北斗，從中國的北斗到世界的北斗，從天上的北斗到身邊的北斗……能夠實(shí)現室內的精準定位是中國北斗在技術(shù)上超越GPS等其他衛星導航系統的重要優(yōu)勢之一，這個(gè)在“最后一米”上的技術(shù)突破意義重大，也將會(huì )帶來(lái)應用場(chǎng)景和產(chǎn)業(yè)發(fā)展上諸多新的可能性。
在鄧中亮看來(lái)，可以將“5G+北斗”作為抓手，推動(dòng)通信與導航的深度融合，實(shí)現能通信就能高精度定位。二者的融合可以滿(mǎn)足全覆蓋、高精度需求，相互賦能，彼此增強。
“5G是地上的網(wǎng)，北斗是天上的網(wǎng)，5G解決數據高速傳輸和衛星遮蔽區域高精度定位問(wèn)題，北斗解決高精度授時(shí)和開(kāi)闊空間高精度定位問(wèn)題，5G+北斗的融合不僅可以相互賦能，還能夠帶來(lái)海量的高精度、高時(shí)效的地理大數據。”鄧中亮說(shuō)。
中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統新聞發(fā)言人冉承其也曾用“天生一對”來(lái)形容5G和北斗。“5G對時(shí)間和位置提出更高要求，而衛星導航系統能夠提供更高精度的位置和時(shí)間信息，因此，5G和北斗衛星導航系統具有天然融合性。”他說(shuō)。
實(shí)際上，早在2006年，科技部就啟動(dòng)了“羲和”計劃，旨在構建天地一體的時(shí)空定位系統。作為“羲和”計劃室內導航系統的主要負責人和學(xué)術(shù)帶頭人，鄧中亮和團隊通過(guò)多年攻關(guān)，目前已經(jīng)形成幾百項自主知識產(chǎn)權和一系列關(guān)鍵技術(shù)。
據鄧中亮介紹，“羲和”計劃有兩個(gè)重要目標，一是提高衛星定位的性能和精度，令其服務(wù)能力越來(lái)越強；二是實(shí)現通信信號從室外到室內的定位全覆蓋，復雜環(huán)境下也能保持服務(wù)能力。
“北斗+5G融合發(fā)展是必然的，這兩項‘大國重器’強強聯(lián)手，將惠及國防軍事、智慧城市、自然資源、通信網(wǎng)絡(luò )、交通、電力等各行各業(yè)，帶來(lái)無(wú)限可能。”鄧中亮說(shuō)。
當地上的通信網(wǎng)絡(luò )與天上的衛星網(wǎng)絡(luò )實(shí)現“通導一體”，通俗地說(shuō)，就是無(wú)論何時(shí)何地都有信號，告別“不在服務(wù)區”；還要能隨時(shí)隨地實(shí)現精準定位導航，哪怕是高山大海，哪怕車(chē)庫深井，都能實(shí)現精準到米甚至亞米級別的導航。
通信與導航深度融合，“沒(méi)那么簡(jiǎn)單”
基于“5G+北斗”的通信技術(shù)與精準時(shí)空技術(shù)的融合及應用，將是這些領(lǐng)域基礎設施信息化、智能化升級改造不可或缺的重要基礎設施。
當然，還有一個(gè)更為重要的要求，那就是要通過(guò)自主創(chuàng )新，不被人“卡脖子”，發(fā)展和建設好一個(gè)中國自主可控的、全空域、全時(shí)域、全頻域、高精度、高可靠、高可用的時(shí)空體系。
鄧中亮認為，北斗+5G融合可以從三個(gè)層面來(lái)理解。一是北斗可支撐5G網(wǎng)絡(luò )安全高效運行。比如為5G提供高精度授時(shí)與同步、百萬(wàn)基站管理等服務(wù)，為5G網(wǎng)絡(luò )應用提供精準的定位導航應用，開(kāi)拓基于高精度時(shí)空基準的通信業(yè)務(wù)等。
二是5G可增強北斗導航服務(wù)能力。比如5G自身可實(shí)現優(yōu)亞米級的定位能力，這意味著(zhù)可與北斗形成信號覆蓋互補，從而實(shí)現從室外到室內、從地面到地下無(wú)縫隙銜接與定位，支撐全空域全時(shí)域定位導航服務(wù)。而5G網(wǎng)絡(luò )本身又可成為支撐位置服務(wù)業(yè)務(wù)的通信通道。
三是北斗+5G深度融合，將形成泛在、無(wú)縫、高精度、高可信的PNT（即Positing定位、Navigating導航、Timing授時(shí)）體系，橫向無(wú)縫覆蓋室內、縱向拓展到水下及深空，且能在復雜環(huán)境下提供高精度、連續穩定的時(shí)空信息服務(wù)，進(jìn)而服務(wù)智慧城市、無(wú)人系統、萬(wàn)物互聯(lián)等多個(gè)場(chǎng)景。
理論邏輯雖然很好理解，但真正實(shí)現通導融合卻“沒(méi)那么簡(jiǎn)單”，需要解決一系列技術(shù)難題。“比如，5G和北斗是不同的信號，每個(gè)信號都會(huì )有‘噪聲’，要想實(shí)現和睦相處，既能各干各的事，還可以相互增強，并不容易。”鄧中亮說(shuō)。
鄧中亮教授帶領(lǐng)團隊研制的“羲和”系統，提出了TC-OFFEND定位與通信融合的新型信號體制。依靠這種技術(shù)，有效節約了室內定位成本，把移動(dòng)通信網(wǎng)變成了一張既能通信的網(wǎng)，又能高精度定位的網(wǎng)。
而且更為重要的是，這套系統并不需要新增大量的成本投資，比如通過(guò)“隱嵌信噪”技術(shù)解決不同的信號“噪聲”問(wèn)題，只需要一塊小小的芯片就可以實(shí)現，新增的投入成本極低。
從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)，萬(wàn)億級市場(chǎng)按下啟動(dòng)鍵
當然，看到通導融合這一發(fā)展趨勢的不只是中國。美國也很早就將發(fā)展定位導航授時(shí)一體的PNT體系上升至國家戰略的地位，以彌補原有GPS系統的問(wèn)題和不足。但除了技術(shù)上較量，通導融合“哪家強”，最終還是要在應用上見(jiàn)真章。
“我國建成覆蓋4G網(wǎng)絡(luò )，投資規模超過(guò)6000億元，5G網(wǎng)絡(luò )的投資規模更是超過(guò)了1.2萬(wàn)億元，但也只能覆蓋我國的人口密集區域。而北斗衛星實(shí)現全球覆蓋投資規模約為600多億元。我國的5G網(wǎng)絡(luò )建設投資巨大，也需要在更多的應用場(chǎng)景下尋找更多的商業(yè)模式，從而讓其為經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展創(chuàng )造更大的價(jià)值。”鄧中亮介紹說(shuō)。
但在鄧中亮看來(lái)，實(shí)驗室里的技術(shù)創(chuàng )新突破只是第一步，要想讓“5G+北斗”產(chǎn)生更大的經(jīng)濟社會(huì )價(jià)值，需要社會(huì )各方面的通力合作，推動(dòng)商業(yè)模式創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，共同挖掘。
《新時(shí)代的中國北斗》白皮書(shū)也指出，截至2021年，中國衛星導航與位置服務(wù)總體產(chǎn)業(yè)規模達到約4700億元，年均復合增長(cháng)率超過(guò)20%。中國北斗廣泛應用于經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展各行業(yè)各領(lǐng)域，進(jìn)入交通、能源、農業(yè)、通信、氣象、自然資源、生態(tài)環(huán)境、應急減災等重點(diǎn)行業(yè)。中國北斗與大數據、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)深度融合，催生“北斗+”和“+北斗”新業(yè)態(tài)，支撐經(jīng)濟社會(huì )數字化轉型和提質(zhì)增效。
而多家第三方機構預測，按照目前北斗系統的產(chǎn)值增加速度，預計2025年其產(chǎn)業(yè)規模有望達到萬(wàn)億元。來(lái)自高德地圖的數據也顯示，截至2022年11月，高德地圖調用北斗衛星日定位量已超過(guò)2100億次，且在定位時(shí)北斗的調用率已超越了GPS等其他衛星導航系統。
鄧中亮表示，實(shí)際上，智慧物流、智慧醫療、智慧城市、智慧交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧農業(yè)……北斗已經(jīng)發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。以重點(diǎn)和焦點(diǎn)所在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域為例，這本身就是一個(gè)萬(wàn)億級別的大市場(chǎng)，特別希望有更多有志之士將北斗和5G與人工智能、新興技術(shù)等融合，發(fā)展出更多新興產(chǎn)業(yè)，創(chuàng )造更多新的商業(yè)模式，為經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)新的增長(cháng)點(diǎn)。
已經(jīng)有先行者嘗到了甜頭。以全國北斗衛星導航應用三大示范區域之一的湖南長(cháng)沙為例。據長(cháng)沙市人民政府副市長(cháng)彭濤在“2022北斗規模應用高峰論壇”上透露，在長(cháng)沙，北斗技術(shù)已成功應用到智能駕駛、駕考駕培、橋梁監測、野生動(dòng)物追蹤、水路安全、防災減災、司法、郵政運輸、工程機械、公共安全等諸多領(lǐng)域。
長(cháng)沙正在加快推動(dòng)“北斗+5G”在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域應用示范，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò )融合北斗衛星導航系統定位技術(shù)，長(cháng)沙的電動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)能夠對車(chē)輛進(jìn)行高精度厘米級定位，為自動(dòng)駕駛進(jìn)行定位護航。目前，這套系統已在全國400多個(gè)城市上千個(gè)駕考場(chǎng)地中投入使用。駕考中，車(chē)輛是否壓線(xiàn)、靠邊停車(chē)是否在規定范圍內，都能輕松判定。
“力爭到2025年，長(cháng)沙市北斗及相關(guān)產(chǎn)業(yè)規模突破500億元，其中北斗核心產(chǎn)業(yè)規模突破200億元，創(chuàng )建省級先進(jìn)制造業(yè)集群，力爭創(chuàng )建先進(jìn)制造業(yè)集群。”彭濤說(shuō)。
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