北斗导航经过的28年

前言：

中国式浪漫，就藏在中国航天器的名字里，北斗也不例外。

［北斗］一词，来源于［北斗七星］。这一星座，自古以来就为人类指引方向、辨明四季。

北斗从立项到组网完成，用了整整26年，再到超越GPS实现北斗主导，用了28年。

作者 ｜ 方文

图片来源 ｜ 网 络

中国对于卫星导航的探索

1970年，［东方红一号］卫星发射6个月后，中国第一份研制导航卫星的论证报告完成。

当时已做出样星的导航系统，有着一个生动的代号［灯塔计划］。

虽然最终因经济和技术等原因终止，但它却如同黑夜中的明灯，为北斗卫星积累了宝贵的工程经验。

1983年，以陈芳允院士为代表的专家学者提出［双星定位系统］，这一设想能以最小星座、最少投入、最短周期实现导航卫星的从无到有。

双星定位即利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标。

但当时的中国，是否立即启动耗资巨大的导航卫星工程，仍有诸多因素需要考虑。

直到上世纪90年代初海湾战争打响，美国GPS全球卫星定位系统在战争中的成功应用，使中国人深刻意识到，建立卫星导航系统势在必行。

1994年，中国的卫星导航工程获批立项，命名［北斗］。

2000年，中国硬生生凭着自主研发成功发射了两颗卫星上天，组建起了北斗一号系统。

中国成为了除美俄外，世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

早期困境逼出来的开创性

在早期研发卫星导航系统的资金上，中国和美国间的差距十倍不止。

当时，美国已在GPS工程上投入了超过200亿美元，且每年维护费用高达5亿美元；

但当时中国的经济基础仍十分薄弱，研发包括航天在内7大领域技术的［863计划］预算也才区区只有100亿人民币。

在既缺钱又缺技术的情况下，北斗系统被逼出来了自己的开创性。

导航卫星连通［一带一路］

2000年，北斗一号01星、02星相继发射成功并实现在轨稳定运行。

2003年5月，备份星北斗一号03星发射成功。

同年12月，北斗一号系统正式开始向国内用户提供服务。

2000年10月31日，中国自行研制的第一颗导航定位卫星［北斗导航试验卫星］在西昌卫星发射中心发射成功。

在北斗一号的基础上，2004年，北斗二号卫星导航系统建设正式启动。

根据国际规则，卫星导航系统必须向国际电信联盟（ITU）申请频率。

由于我国起步较晚，好不容易争取到频率资源后，还必须在7年有效期内成功发射导航卫星，否则逾期作废。

这期间，国产铷原子钟差点成了迈不过去的坎，而国际合作道路也屡屡受限。

作为北斗卫星的心脏，铷原子钟直接决定着北斗卫星定位、测速和授时功能的精度。

2007年4月14日4时11分，北斗二号首颗卫星成功发射。

2012年12月27日，在连续成功发射了16颗卫星后，北斗二号系统正式提供区域服务。

2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。

相对于北斗二号，北斗三号还具备［星间链路］的功能，可以实现卫星间互联互通。

这是实现导航星座自主导航的核心，也是提升卫星导航系统自主运行能力的关键。

从2017年11月起的32个月内，中国以100％的成功率，成功发射30颗北斗三号组网星和2颗北斗二号备份星。

2020年7月31日，中国向全世界郑重宣告，中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统全面建成。

2020年8月3日国务院新闻办召开的北斗系统建成新闻发布会上，北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其介绍了我国卫星导航系统产业化应用所取得的成就：

10年来我国卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20％以上，2019年达到3450亿元，2020年有望超过4000亿元。

到了2021年，中国卫星导航与位置服务产业总体产值达到约4700亿元人民币。

北斗导航系统每天使用超过千亿次

目前，北斗系统已取得重磅进展，超过了GPS主导的国内导航定位使用频率。

到目前为止，北斗导航的使用次数每天超过2000亿次，使用率比美国的GPS系统高30％。

近日在《新时代的中国北斗》白皮书发布会上，中国卫星导航系统管理办公室称：

2035年前，中国将建成新一代北斗系统，其中考虑纳入低轨卫星，通过高中低轨的星座融合，提供一张覆盖全球的高精度时空网。

经过长期研讨和论证，低轨卫星导航一定会纳入到国家层面的导航定位服务体系中来。

截至2022年上半年，中国境内申请入网的智能手机中，有128款支持北斗定位，其出货量占上半年总出货量的98％以上。

北斗应用产业也正呈现出如日方升般的高速发展，在2025年其产值规模或将突破1万亿元。

目前，国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区，向亿级以上用户提供服务。

更加迎合中国市场的需要

在如今的北斗卫星导航系统正式运营之前，占据中国市场的主要还是GPS卫星导航系统。

这让GPS卫星导航系统在长期以来形成了一种垄断的局面。

GPS卫星导航系统的垄断，带给中国的却是不得不让中国市场去适应GPS卫星导航系统。

这种不平等的关系，一直持续了十余年，直到北斗卫星导航系统渐渐出现，这才让GPS卫星导航系统有了一个市场竞争对手。

除了在操作上迎合了国人的习惯，更是持续化在导航中进行了针对改进，使得用户在导航中的精准度越来越高。

北斗卫星导航系统产业链发生连接

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三大部分组成。

导航用户段又可以细分为上中下游产业，上游主要包括基础数据、基础软件（电子地图）和基础器件。

基础部件是产业体现中国技术的关键环节。

基础器件（接收机）作为体现国产技术最关键的部分，主要由基带芯片、射频芯片、板卡、天线等构成；

中游主要包括终端集成和系统集成，是产业发展的重点；

下游的解决方案和运维服务提供众多行业应用。

①上游核心器件：高精度、国产化需求驱动核心技术演进。

②中游终端和系统：产值占比大，各类终端齐开花，军民市场各不同。

③下游解决方案和运维服务：市场化整合为快速发展关键。

北斗产业链产值重心逐步从中上游向中下游延伸。

北斗与不同产业的融合更加深入

北斗系统不仅带动卫星导航行业的发展，通过北斗与不同产业的融合，将助力新基建相关目标的达成。

北斗系统可应用于农业、医药、金融、交通、军工等各个领域，与各个产业融合发展，较大程度提升工作效率，在灾情监测等特殊领域将发挥核心优势。

5G、物联网推动北斗加速推广，助力万物联网。

在5G商用的推动下，［5G＋北斗］将成为重要基础设施，发挥机器和网络环境的智能优势，最终实现广域和全球智能协同控制。

在车联网领域，北斗的定位和授时功能帮助完成精准时间信息和位置信息感知。

结尾：

时至今日，距离银河号事件已经过去了二十八年，从那时起诞生的北斗，也已经成为立足于中国，服务全球用户的卫星导航系统。

在市场经济主导的商业环境，用户会对能改善新技术，围绕北斗建立起规模数千亿的产业链生态。

这些反过来再次成为了更多新技术发展的土壤，下一代卫星定位技术革命的端倪，或许就能从其中诞生。

部分资料参考：雷锋网：《北斗导航二十八年：封锁、突围、全面主导》，中国新闻周刊：《北斗考虑纳入低轨卫星》，南方网：《从北斗七星到北斗导航，成为“世界的北斗”要走多少步？》，全球档案馆：《从‘北斗’到北斗卫星导航系统的蜕变》

原文标题:AI芯天下丨新基建丨北斗导航经过的28年