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两会上的北斗,孙家栋 戚发轫 沈荣骏 刘经南 杨元喜 范本尧6院士寄语

来源:  作者:  发布时间::2019-03-25 11:03:40

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为迎接2019年全国两会,中国卫星导航定位协会与中国新闻社合作编印《中国新闻两会专刊》,并在两会期间送呈中央领导及各代表委员参阅,在中国最高政治舞台上发出北斗好声音,讲述北斗好故事,更好地宣传推介北斗,争取更多更大支持,促进北斗产业更高质量发展。

两会北斗专刊中,孙家栋、戚发轫、沈荣骏、刘经南、杨元喜、范本尧六位院士分别寄语北斗,协会会长于贤成为专刊题词,共同祝愿北斗能更好地服务全球,造福人类。


北斗大事记

2000年

10月31日 第1颗北斗导航试验卫星成功发射

12月21日 第2颗北斗导航试验卫星成功发射

2003年

5月25日 第3颗北斗导航试验卫星成功发射

2007年

2月3日 第4颗北斗导航试验卫星成功发射

4月14日 第1颗北斗导航卫星成功发射

2009年

4月15日 第2颗北斗导航卫星成功发射

2010年

1月17日 第3颗北斗导航卫星成功发射

6月2日 第4颗北斗导航卫星成功发射

8月1日 第5颗北斗导航卫星成功发射

11月1日 第6颗北斗导航卫星成功发射

12月18日 第7颗北斗导航卫星成功发射

2011年

4月10日 第8颗北斗导航卫星成功发射

7月27日 第9颗北斗导航卫星成功发射

12月2日 第10颗北斗导航卫星成功发射

2012年

2月25日 第11颗北斗导航卫星成功发射

4月30日 第12、13颗北斗导航卫星成功发射

9月19日 第14、15颗北斗导航卫星成功发射

10月25日 第16颗北斗导航卫星成功发射

2015年

3月30日 第17颗北斗导航卫星成功发射

7月25日 第18、19颗北斗导航卫星成功发射

9月30日 第20颗北斗导航卫星成功发射

2016年

2月1日 第21颗北斗导航卫星成功发射

3月30日 第22颗北斗导航卫星成功发射

6月12日 第23颗北斗导航卫星成功发射

2017年

11月5日 第24、25颗北斗导航卫星成功发射

2018年

1月12日 第26、27颗北斗导航卫星成功发射

2月12日 第28、29颗北斗导航卫星成功发射

3月30日 第30、31颗北斗导航卫星成功发射

7月10日 第32颗北斗导航卫星成功发射

7月29日 第33、34颗北斗导航卫星成功发射

8月25日 第35、36颗北斗导航卫星成功发射

9月19日 第37、38颗北斗导航卫星成功发射

10月15日 第39、40颗北斗导航卫星成功发射

11月1日 第41颗北斗导航卫星成功发射

11月19日 第42、43颗北斗导航卫星成功发射


融合新技术 北斗产业化发展前景好

北斗新时空:三大国家战略交汇点

北斗,是中国的北斗、世界的北斗,北斗新时空将是北斗升级跨越发展的产物,是军民融合、一带一路和科技强国三大国家战略交汇点和牛鼻子式抓手,是中国人民在伟大时代伟大事业中伟大创新的典型样板和杰出代表,也是我们建设具有全球影响力的科技创新中心的最为重要的中枢基础与核心凝聚力所在,还是中国新时空服务体系与新兴的智能信息产业的发源地,还是中国时空服务国家品牌和世界级领军式平台型科技巨头及其所带动的骨干群体孵化器,其核心驱动力、辐射力和影响力能够无所不在,而且管用50至100年的时代瑰宝。


全方位创新 价值不可限量

在科技领域中,很少有北斗那样能够在政治、经济、科技、社会四个方面,都能够产生明显巨大效益的创新系统,而北斗真正体现了自主创新、协同创新和开放创新的全方位创新精神,而从北斗所提升凝练出来的北斗新时空体系及其所推进的智能信息产业,真正凝聚出科学理论、技术实践、产业发展和体系推进的多层次创新成果,从而赢得四大制权,打造四大体系,这就是:实现理论创新,赢得制时空治理权,打造国家安全和国民诚信保障体系;实现实践创新,赢得制国际话语权,打造全球领先的新时空服务创新体系;实现产业创新,赢得制发展主动权,打造产业转型升级跨越发展体系;实现体系创新,赢得制标准知产权,打造全方位多层次群体创新、融合引领、协同推进、服务分享的社会生态体系。

北斗新时空这样的伟大创新,其不可限量的价值在于其占领时间空间这种全局性、基础性、持续性和关键性科技制高点,是种不可或缺不可替代的存在,是任何人事物均须臾离不开的独特存在,而北斗新时空,新在现代时间技术已经成为精准计算与度量衡的顶峰,空间度量又依托时间度量,体现时空一体的存在。在现时代,在移动革命时代,精准在一定程度上就是智能的代名词。从而构成和产生北斗新时空的“七律”,这就是:时空一体,泛在智能;实时动态,确保精准;海陆空天,一网打尽;变自生变,以速制衡;全息互联,以人为本;协同分享,群体创新;简约极致,服务人人。


开放系统 服务国计民生

从经济效益而言,应该说北斗是个标杆,自从北斗在2012年开始投入区域服务以来,我国的卫星导航产业,就是以北斗为核心推动力,突破了五大市场领域,这就是:汽车前装市场,智能手机市场,高精度专业市场,国际化市场,以及与其他技术与产业的融合市场,取得的长足的进步,成为世界上发展最快的产业市场,平均每年以超过20%的年增长率快速占有市场,因而至2018年,我国的北斗产业总产值突破三千亿元,占全球卫星导航产业市场总值的五分之一强。

作为一个新兴技术产业,在不太长的发展阶段中,在北斗全球系统尚未完成建设的过程中,能够做到这一点,实在是件很不容易的事情,或者说是一件了不起的事情,在新兴技术产业中,不仅具有标杆性,更是具有里程碑意义的大事。因为北斗系统这样的伟大创新系统,是真正的开放创新系统,它是服务国计民生的,也是民用开放免费的,更是用户无限的时空信息基础设施,可以改变人们生活方式的一种客观存在。

实际上,这还只是刚刚开始,还仅仅是在北斗本身的定位导航授时应用的“北斗+”发展阶段,而正在开启的“+北斗”新阶段是真正发挥北斗新时空核心引领和关键带动力的产业与市场发展新阶段。通过举国体制与调动一切积极因素,建设北斗新时空科创中心(主要包括思想创新智库、前沿创新中心、科技集成创新与智能服务共享大平台),推进北斗与其他GNSS兼容互操作的标配化和中国时空服务2030年行动计划等一系列重大举措,促进北斗导航与其他技术系统和产业市场实现天基地基、室内室外、通信导航深度跨界融合,成规模、成建制、成体系地实现对于传统产业的改造和供给侧改革,并且在包括物联网、大数据、人工智能、移动互联网、云计算、区块链等新兴产业的群体集聚、资源整合和系统集大成过程中,发挥其不可或缺的核心关键基础、总成架构体系的巨大作用,快速培育出世界级领军式平台型科技巨头和新时空智能数据与信息服务的伟大企业群体,推进中国智能信息产业长足发展进步,形成中国服务的国家品牌领先优势,服务全中国、全世界、全人类。

中国卫星导航定位协会首席科学家曹冲/文


北斗:更好服务全球造福人类

北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

随着北斗系统建设和服务能力的发展,相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域,逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面,为全球经济和社会发展注入新的活力。

卫星导航系统是全球性公共资源,多系统兼容与互操作已成为发展趋势。中国始终秉持和践行“中国的北斗,世界的北斗”的发展理念,服务“一带一路”建设发展,积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手,与各个国家、地区和国际组织一起,共同推动全球卫星导航事业发展,让北斗系统更好地服务全球、造福人类。


发展历程

20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了三步走发展战略:2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;计划在2020年前后,建成北斗全球系统,向全球提供服务。2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。


发展目标

建设世界一流的卫星导航系统,满足国家安全与经济社会发展需求,为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务;发展北斗产业,服务经济社会发展和民生改善;深化国际合作,共享卫星导航发展成果,提高全球卫星导航系统的综合应用效益。


建设原则

中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统。

——自主。坚持自主建设、发展和运行北斗系统,具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力。

——开放。免费提供公开的卫星导航服务,鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流。

——兼容。提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作,鼓励国际合作与交流,致力于为用户提供更好的服务。

——渐进。分步骤推进北斗系统建设发展,持续提升北斗系统服务性能,不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。


发展计划

目前,我国正在实施北斗三号系统建设。根据系统建设总体规划,2018年底,完成19颗卫星发射组网,完成基本系统建设,向全球提供服务;2020年前后,完成30颗卫星发射组网,全面建成北斗三号系统。


基本组成

北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。

——空间段。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三种轨道卫星组成混合导航星座。

——地面段。北斗系统地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站。

——用户段。北斗系统用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用系统与应用服务等。


发展特色

北斗系统的建设实践,实现了在区域快速形成服务能力、逐步扩展为全球服务的发展路径,丰富了世界卫星导航事业的发展模式。

北斗系统具有以下特点:一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。二是北斗系统提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。三是北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。


应用领域广 北斗系统效益高

(一)基础产品及设施

——北斗基础产品已实现自主可控,国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破,性能指标与国际同类产品相当。多款北斗芯片实现规模化应用,工艺水平达到28纳米。截至2018年11月,国产北斗导航型芯片、模块等基础产品销量已突破7000万片,国产高精度板卡和天线销量分别占国内市场30%和90%的市场份额。

——建设北斗地基增强系统。截至2018年12月,在中国范围内已建成2300余个北斗地基增强系统基准站,在交通运输、地震预报、气象测报、国土测绘、国土资源、科学研究与教育等多个领域为用户提供基本服务,提供米级、分米级、厘米级的定位导航和后处理毫米级的精密定位服务。


(二)行业及区域应用

北斗系统提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信时统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用,融入国家核心基础设施,产生了显著的经济效益和社会效益。

——交通运输方面,北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域。截至2018年12月,国内超过600万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆,36个中心城市约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统,建成全球最大的营运车辆动态监管系统,有效提升了监控管理效率和道路运输安全水平。据统计,2011年至2017年间,中国道路运输重特大事故发生起数和死亡失踪人数均下降50%。

——农林渔业方面,基于北斗的农机作业监管平台实现农机远程管理与精准作业,服务农机设备超过5万台,精细农业产量提高5%,农机油耗节约10%。定位与短报文通信功能在森林防火等应用中发挥了突出作用。为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务,全国7万余只渔船和执法船安装北斗终端,累计救助1万余人。

——水文监测方面,成功应用于多山地域水文测报信息的实时传输,提高灾情预报的准确性,为制定防洪抗旱调度方案提供重要支持。

——气象测报方面,研制一系列气象测报型北斗终端设备,形成系统应用解决方案,提高了国内高空气象探空系统的观测精度、自动化水平和应急观测能力。

——通信时统方面,突破光纤拉远等关键技术,研制出一体化卫星授时系统,开展北斗双向授时应用。

——电力调度方面,开展基于北斗的电力时间同步应用,为在电力事故分析、电力预警系统、保护系统等高精度时间应用创造了条件。

——救灾减灾方面,基于北斗系统的导航、定位、短报文通信功能,提供实时救灾指挥调度、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务,显著提高了灾害应急救援的快速反应能力和决策能力。

——公共安全方面,全国40余万部警用终端联入警用位置服务平台。北斗系统在亚太经济合作组织会议、二十国集团峰会等重大活动安保中发挥了重要作用。


(三)共享经济和民生领域

北斗系统大众服务发展前景广阔。基于北斗的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用,广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域,深刻改变着人们的生产生活方式。

——电子商务领域,国内多家电子商务企业的物流货车及配送员,应用北斗车载终端和手环,实现了车、人、货信息的实时调度。

——智能手机应用领域,国内外主流芯片厂商均推出兼容北斗的通导一体化芯片。2018年前三季度,在中国市场销售的智能手机约有470款具有定位功能,其中支持北斗定位的有298款,北斗定位支持率达到63%以上。

——智能穿戴领域,多款支持北斗系统的手表、手环等智能穿戴设备,以及学生卡、老人卡等特殊人群关爱产品不断涌现,得到广泛应用。


服务一带一路 北斗大显身手

北斗系统作为中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,与世界其他卫星导航系统兼容共用,可在全球范围,全天候、全天时,为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航及授时服务。

目前,北斗系统已覆盖巴基斯坦、沙特、缅甸等近30个“一带一路”沿线国家。服务内容包括巴基斯坦的交通运输、港口管理,印尼的土地规划、海岸线测绘,中俄的农业自动化,缅甸的农业、林业、土地规划,老挝的精细农业和病虫灾害监测管理,文莱的智慧旅游等。

北斗高精度产品落地生根,其基础产品已经输出到90多个国家和地区,可为这些国家提供芯片、模块、终端、软件、服务一揽子应用解决方案。在东盟、阿盟等国家和地区开展应用合作,为中俄跨境运输、巴基斯坦国家位置网、缅甸大湄公河监管、老挝精细农业等成功提供应用解决方案。

在典型应用方面,印度尼西亚国土资源部利用北斗产品开展土地确权项目,包括印度尼西亚国土、公路、铁路、水利工程的勘测和施工。该应用使用基于北斗的高精度GNSS接收机1046台,得到印度尼西亚国土资源部的高度赞扬和认可。后续,北斗系统还将为印度尼西亚基础设施建设与测绘工作提供重要支撑。

科威特国家银行总部300米高的摩天大楼建设,利用北斗实现地面控制点监测,通过接收北斗信号,极大增加了遮挡环境下的可视卫星数据,保证了施工过程中垂直方向毫米级测量误差要求,这也是北斗卫星导航技术在海外首次应用于高层建筑监测。在乌干达,北斗以其可靠、稳定的性能服务,深受非洲客户的信赖。

乌干达国土测绘部门已经利用高精度接收机建成15座基准站,覆盖了其国内主要的城镇、经济文化中心,其所提供的高精度位置服务不仅可以满足乌干达国土测绘需求,还拓展到水利、交通、农业、林业等多个领域。

缅甸将北斗系统应用于各地的农业数据采集统计和土地管理,获得缅甸官员和专业测量人员的认可,这是北斗高精度产品在缅甸等东南亚国家首次批量应用。

柬埔寨北斗无人机应用作业范围广、成图效率高,为柬埔寨政府部门综合规划、国土整治监控、基础设施建设、生态环境监控等提供了完整的基础信息资料,为柬埔寨政府部门进行科学决策提供了依据。此外,北斗系统还于柬埔寨测绘测量、机械控制、GIS数据采集等,已成为政府基础设施建设不可或缺的一项重要技术手段。


跨界融合 北斗+开创行业新模式

北斗+精准农业 助力新疆兵团棉花生产

新疆兵团第八师从2012年开始在陈学庚院士、汪懋华院士、罗锡文院士等一批专家的带领下,创造性地把我国自主知识产权的北斗导航高精度定位技术与精准农业技术跨界融合,开创了棉花全程机械化的新模式,创造了显著的经济效益和社会效益。现在,第八师石河子市已经成为全国北斗导航精准农业技术与装备应用的示范区,也成为北斗导航技术服务三农的典型示范。

目前,北斗导航拖拉机自动驾驶系统在八师石河子市广泛应用于棉花精量播种、精准施药、耕深监测、棉花滴灌、水肥一体化、受灾棉田重新播种、中耕施肥作业、残膜回收、分层施肥、棉花测产、采棉机实时监控等生产过程。

2018年,八师棉花种植面积380万亩,其中利用卫星导航技术进行棉花播种242.6万亩,比2017年增长39.3%,占八师棉花播种总面积的63.8%;利用卫星导航自动驾驶技术喷施除草剂250万亩,比2017年增长25%。

北斗导航在棉花生产中的应用有效提高了作业精度,降低了成本,增加了效益。在播种作业中,安装北斗导航自动驾驶系统的播种机不受光线限制,可实现全天不间断作业,做到了适时播种,不误农时,提高机车利用率。安装自动驾驶装置的拖拉机不仅减少了农机具数量上的投入,还可节省聘请播种机手薪酬支出60%。同时,交接行的精准度和播行直线度得以提高,不但可使土地利用率提高0.5-1%,也为实现棉花机械收获奠定了基础,可使采棉机的采净率提高2-3%,亩增加收入60-90元人民币。在植保作业中,北斗导航拖拉机自动驾驶技术用于播前喷洒除草剂,田管阶段喷洒作物生长调节剂,秋后喷洒化学脱叶催熟剂,可确保接茬准确、施药精确、不重不漏。

此外有效提高灾害应对能力。北疆石河子市春季自然灾害频繁,棉花重播面积一般在20%以上。2018年春季大风造成石河子50万亩棉花受灾,重播5万亩,直接经济损失7500万元。北斗导航拖拉机自动驾驶系统用于农田灾后重播,在最短的时间内可按照导航播种的原始轨迹直接播种,不影响铺膜和滴水作业,不误农时,有效减轻灾害对棉花种植中的影响。

北斗导航自动驾驶系统显著地提高了作业效率与质量,降低了劳动力成本,受到团场职工的广泛欢迎。截止2018年末,13家导航企业在八师辖区14个团场安装拖拉机卫星导航自动驾驶系统超过2500台,北斗导航自动驾驶系统持有量比年初增加了约13.6%,安装卫星导航自动驾驶系统拖拉机平均每台播棉花面积约970.4亩。



                          

本文转自 测绘学报

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