5年“北斗”民用化：大众应用触手可及 与GPS实现互操作

2017年10月1日，北京展览馆 “砥砺奋进的五年”大型成就展上，北斗卫星导航展台。视觉中国 资料

3月1日，全国政协委员、北斗卫星导航系统总设计师杨长风接受媒体采访时表示，接连发射的6颗北斗三号实现组网，用以验证北斗卫星导航系统全球组网的基本框架。这6颗卫星就包括于2月12日发射的第二十八、二十九颗北斗导航卫星。

而这只是2018年北斗“大戏”的序幕。

据全国政协委员、中国航天科技集团五院(以下简称五院)党委书记赵小津介绍，2018年北斗三号计划实施10次发射任务，共发射18颗卫星，为“一带一路”沿线国家和地区提供基本服务，并为2020年完成30余颗卫星组网、实现全球服务打下关键基础。后续，我国还将以北斗系统为核心，构建国家综合导航定位授时体系，将在天空、地面、水下、室内构成完整体系，显著提升国家时空信息服务能力。

媲美GPS，北斗只差几颗星

作为我国科技领域中长期发展规划的16项重大专项之一，建设高性能、高可靠的北斗全球卫星导航系统，既是对北斗区域系统的完善与升级，也是瞄准世界一流卫星导航系统的攀登。

五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军介绍，相比北斗二号区域系统，北斗三号实现了多项关键技术突破，能为用户提供更优质的服务。系统建成后，性能将与GPS相当。

北斗系统不可能像GPS那样，在全球建立地面测控站。为解决境外卫星数据传输问题，研制团队采取星间、星地传输功能一体化设计，实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。即使地面站无法直接联系飞在地球另一面的北斗卫星，但通过卫星之间的通信，也能实现数据的传输。同时，星间链路技术还能通过全新网络协议、管理策略和路由策略，让北斗卫星相互测距，自动“保持队形”，减轻地面管理维护压力。

卫星导航系统的可靠性、连续性面临着苛刻的要求，其服务一旦中断，国家和社会的正常运行会受到很大影响。五院北斗三号卫星总指挥迟军介绍，北斗三号卫星具备60天以上完全自主运行能力，即使地面站出现故障，仍能够正常在轨工作。同时该卫星凭借多项可靠性措施，具备故障自我诊断、修复能力，设计寿命达10年以上。

星载原子钟是确保导航定位精度的关键设备。北斗三号卫星配置了五院西安分院抓总研制的新一代铷原子钟，其频率稳定度较北斗二号系统提高了10倍，达到世界先进水平。这将使北斗导航系统的定位精度由10米级跨越至米级，测速和授时精度也同步提高一个量级。同时北斗三号卫星还将配置中国航天科工集团二院203所新研制的氢原子钟，其质量和功耗比铷原子钟大，但稳定性和漂移率等指标更优。两种原子钟配合应用，将力助北斗导航“指哪儿到哪儿”。

由“高大上”到“接地气”，大众应用触手可及

中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其于2017年12月在国新办发布会上介绍，北斗与互联网、云计算、大数据融合，建成高精度时空信息云服务平台，推出全球首个支持北斗的加速辅助定位系统服务覆盖200多个国家和地区，用户突破1亿，日服务达2亿次。

目前北斗系统已形成包括基础产品、应用终端、运行服务等较为完整的北斗产业体系。

通过开展北斗行业示范，卫星导航与国民经济各行业实现了深度融合：全国有480万辆营运车辆安装北斗兼容终端，形成了全球最大的北斗车联网平台，有效加强了道路营运车辆监控效率，提高了道路运输安全水平。交通运输部发布的数据显示，2016年道路运输重大事故率和人员伤亡率相比2012年分别下降约50%。此外，全国4万余艘渔船安装北斗，累计救助渔民上万人；借助北斗系统，突发重大灾情上报时间缩短至1小时内，应急救援响应效率提升2倍；基于北斗的高精度服务已用于精细农业、危房监测、无人驾驶等领域。

不仅如此，“5年来，北斗由“高大上”转为“接地气”。”冉承其说，北斗系统的大众应用也触手可及。世界主流手机芯片大都支持北斗，国内销售的智能手机北斗正成为标配；在北京，已有3万多辆出租车、两万余辆公交车安装北斗；1500辆物流货车及1.9万名配送员，使用北斗终端和手环接入物流云平台，实现实时调度；共享单车配装北斗实现精细管理；支持北斗的手表、手环、学生卡，更加方便人们日常生活。

既要做中国的北斗，也要做世界的北斗

2017年12月上旬，中美双方签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》(简称《声明》)，两大卫星导航系统将实现民用信号互操作。中科院国家授时中心副主任卢晓春认为，该协议的签署具有历史意义，将为用户带来更优质、便捷的服务。

此次《声明》指出，北斗卫星导航系统与GPS全球卫星导航系统在国际电联框架下实现射频兼容，两系统民用信号B1C和L1C实现互操作。用户可以同时使用北斗和GPS民用信号，无需显著增加成本就可以享受到更好的服务。

卢晓春介绍，根据卫星导航系统的工作原理，接收机需要同时“看到”至少4颗导航卫星，才能实现定位。如果使用单一导航系统，可能在某一区域上空卫星数量有限，冗余不足，一旦接收机与某颗卫星断开联系，会影响定位服务的持续性。北斗与GPS实现互操作以后，相当于把原本各自为战的导航系统整合在一起。用户用一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号，GPS卫星数量不够，还有北斗卫星，这样一来定位的稳定性和精度会更高。

当今世界，GPS、北斗、格洛纳斯、伽利略四大卫星导航系统争奇斗艳，若全部建成，全球导航卫星将达百颗以上。北斗系统始终践行“中国的北斗，世界的北斗”理念，要与其他卫星导航系统相互兼容、共同发展，造福全球“一家人”。

在这一原则指导下，北斗系统设计了兼容互操作技术，为用户能在终端上接收多个信号提供了基础，由此带来的便利性将保证全球用户利益的最大化。

冉承其说，多年来我国持续推动北斗系统国际化发展，积极务实开展国际交流与合作。其中，中美将开展北斗新增全球信号兼容与互操作协调，并推动增强系统及民航应用、民用服务与监测评估等领域合作；中俄于2016年11月全面启动卫星导航监测评估服务平台、北斗与格洛纳斯跨境运输车辆联合应用示范、卫星导航芯片联合设计中心等7个合作项目，目前正在推进星基增强系统、卫星导航领域教育培训项目等新合作；中欧已完成北斗与伽利略系统导航频段的首轮频率协调，协商建立了两系统兼容与互操作等领域交流合作机制。此外，我国还积极推动北斗系统进入国际民航、国际海事、移动通信等国际组织相关标准，并广泛参与国际卫星导航组织活动。

如今，中国北斗已敞开胸怀，等待世界的接纳。

（原标题为《北斗：让世界感知中国导航力》）

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