近期，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星，同時(shí)也是北斗三號(hào)最后1顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，從而比原計(jì)劃提前半年在太空全面完成北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。

收官之星成功發(fā)射，北斗組網(wǎng)夢(mèng)想成真，中國(guó)北斗系統(tǒng)建設(shè)“三步走”戰(zhàn)略宣告完成。

北斗系統(tǒng)是怎樣煉成的？

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，定位精度為分米、厘米級(jí)別，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。通過多頻信號(hào)組合使用等方式，北斗系統(tǒng)服務(wù)精度得到進(jìn)一步提高。

除了提供定位、授時(shí)、導(dǎo)航等基本服務(wù)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還提供星基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位、區(qū)域短報(bào)文通信、全球短報(bào)文通信、地基增強(qiáng)、國(guó)際搜救等六類特色服務(wù)。

回顧歷史，自20世紀(jì)后期中國(guó)就開始探索適合國(guó)情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，并逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略：

2000年底，建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，向中國(guó)提供服務(wù)；

2012年底，建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)；

2020年，建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。

從立項(xiàng)論證到啟動(dòng)實(shí)施、從雙星定位到區(qū)域組網(wǎng)，再到覆蓋全球，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)歷經(jīng)30多年探索實(shí)踐，建成了中國(guó)迄今為止規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能最高、與百姓生活關(guān)聯(lián)最緊密的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)，這也是中國(guó)第一個(gè)面向全球提供公共服務(wù)的重大空間基礎(chǔ)設(shè)施。

截至目前，全球一半以上的國(guó)家都開始使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、通信時(shí)統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，且產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。此外，基于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航服務(wù)已被電子商務(wù)、移動(dòng)智能終端制造、位置服務(wù)等廠商采用，進(jìn)入中國(guó)大眾消費(fèi)、共享經(jīng)濟(jì)和民生領(lǐng)域。

中國(guó)北斗和美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟伽利略，作為4大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，共同構(gòu)成GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的骨干系統(tǒng)。

其中，北斗在系統(tǒng)星座和信息編碼上有較大優(yōu)勢(shì)，功能上比GPS多了短報(bào)文服務(wù)，系統(tǒng)服務(wù)性能則與GPS、伽利略相當(dāng)，并優(yōu)于GLONASS。伽利略的觀測(cè)量質(zhì)量較好，但星載鐘穩(wěn)定性稍差，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性較差。GLONASS的軌道傾角較大，導(dǎo)致其在低緯度地區(qū)性能較差。

與其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，由于空間段采用三種軌道衛(wèi)星（地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星、中圓軌道衛(wèi)星）組成的混合星座，故而北斗系統(tǒng)的高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強(qiáng)，在低緯度地區(qū)的性能優(yōu)勢(shì)也更為明顯。

為啥我的手機(jī)還沒用上北斗？

雖然越來越多人把北斗視作GPS的最有力競(jìng)爭(zhēng)者，但在當(dāng)前的國(guó)內(nèi)導(dǎo)航市場(chǎng)，美國(guó)GPS系統(tǒng)依然占有明顯優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用十分廣泛。作為市場(chǎng)的后進(jìn)者，北斗系統(tǒng)應(yīng)用的大眾化之路絕非坦途。

去年12月，有記者向中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其提問：

我們使用手機(jī)時(shí)有時(shí)會(huì)收到提示，說你的手機(jī)GPS信號(hào)弱，怎么判斷手機(jī)真正使用的是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)呢？

冉承其表示，手機(jī)終端用沒用到北斗系統(tǒng)，是體現(xiàn)在芯片里面的，現(xiàn)在絕大部分的智能手機(jī)都用到了北斗。

而在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間，一說衛(wèi)星導(dǎo)航就容易想到GPS，手機(jī)廠商、地圖軟件制造商也往往用GPS來代替所有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)際上GPS只是美國(guó)導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)英文縮寫。來到現(xiàn)在，衛(wèi)星導(dǎo)航已經(jīng)是多系統(tǒng)兼容共用。

基于此，冉承其呼吁有關(guān)手機(jī)廠商、地圖軟件制造商，能夠根據(jù)新情況做適應(yīng)性調(diào)整，比如把“GPS信號(hào)”改成“衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)”。

數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，國(guó)產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已突破1億片。目前，含智能手機(jī)在內(nèi)采用北斗兼容芯片的終端產(chǎn)品社會(huì)總保有量已超過7億臺(tái)/套。

今年5月，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師楊長(zhǎng)風(fēng)透露，在中國(guó)入網(wǎng)的智能手機(jī)里面，已經(jīng)有70%以上的手機(jī)提供了北斗服務(wù)。由于安卓陣營(yíng)主流手機(jī)芯片早已全面加入對(duì)北斗導(dǎo)航的支持，故而絕大多數(shù)國(guó)產(chǎn)機(jī)型已經(jīng)支持北斗導(dǎo)航。而余下30%還未支持北斗導(dǎo)航的手機(jī)中，外界普遍猜測(cè)蘋果機(jī)型占據(jù)大頭。

蘋果官網(wǎng)顯示，新iPhone SE和iPhone 11系列的定位功能包括內(nèi)置GPS/GNSS、數(shù)字指南針、無線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、iBeacon微定位。由于GNSS是所有導(dǎo)航系統(tǒng)的統(tǒng)稱，所以依然很難證明以上機(jī)型已經(jīng)支持北斗導(dǎo)航。

2020年，北斗導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)，即將登場(chǎng)的iPhone 12系列是否會(huì)明確對(duì)北斗導(dǎo)航的支持呢？

一種觀點(diǎn)認(rèn)為，新iPhone SE和iPhone 11系列之所以不支持北斗導(dǎo)航，是因?yàn)槠洳捎昧擞⑻貭柣鶐酒?，傳聞iPhone 12系列改用高通基帶芯片，所以有可能將支持北斗導(dǎo)航。不過直到目前，并無多少iPhone 12系列支持北斗導(dǎo)航的傳聞曝光。

眾所周知，中國(guó)早已成為iPhone在全球最重要的消費(fèi)市場(chǎng)之一，再加上愈多國(guó)內(nèi)用戶更加關(guān)注北斗導(dǎo)航在手機(jī)上的應(yīng)用，蘋果可能還是需要盡快在新推機(jī)型上明確對(duì)北斗導(dǎo)航的支持。

北斗系統(tǒng)的未來之路

展望未來，一方面，將有更大量的手機(jī)、車載導(dǎo)航和可穿戴設(shè)備支持北斗導(dǎo)航；另一方面，北斗系統(tǒng)也將通過與5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)新功能。

例如在“北斗+5G”領(lǐng)域，中國(guó)工程院院士劉經(jīng)南就提出了“五步走”路徑：

第一步，實(shí)現(xiàn)北斗與5G基站的集成融合，拓展更多場(chǎng)景的新應(yīng)用和新能力。

第二步，5G網(wǎng)絡(luò)加載北斗地基增強(qiáng)信號(hào)，提供基于5G的地基增強(qiáng)時(shí)空位置服務(wù)。

第三步，構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用。

第四步，構(gòu)建遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制和信息安全的“人-機(jī)-物”CPS融合系統(tǒng)。

第五步，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化的導(dǎo)航定位授時(shí)，實(shí)現(xiàn)陸、海、天、空、水下、室內(nèi)都能入網(wǎng)、感知。

需要說明的是，完成北斗三號(hào)全球組網(wǎng)部署，并非是北斗系統(tǒng)發(fā)展的終點(diǎn)。

《IT時(shí)報(bào)》援引一位業(yè)內(nèi)專家的消息稱，新一代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)在醞釀中。這位專家表示，下一代北斗系統(tǒng)的框架設(shè)想，向更泛在的PNT（導(dǎo)航、定位、授時(shí)）方向發(fā)展，建立國(guó)家時(shí)空體系。

無獨(dú)有偶，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師楊長(zhǎng)風(fēng)在2018年5月曾透露，為配合建設(shè)以北斗為核心、基準(zhǔn)統(tǒng)一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國(guó)家綜合PNT體系，到2035年，中國(guó)將完成下一代北斗系統(tǒng)星座組網(wǎng)，提供體系化的PNT服務(wù)。

據(jù)介紹，中國(guó)國(guó)家綜合PNT體系建設(shè)重點(diǎn)可概括為“5+1+N”：

“5”指5大基礎(chǔ)設(shè)施，包括重點(diǎn)推進(jìn)下一代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、積極發(fā)展低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)、按需發(fā)展水下導(dǎo)航系統(tǒng)、大力發(fā)展慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、積極探索脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)；“1”是實(shí)現(xiàn)1個(gè)融合發(fā)展，即加快推進(jìn)北斗與以5G移動(dòng)通信為代表的網(wǎng)絡(luò)信息體系的深度融合；“N”主要是突破一系列新興技術(shù)，包括超穩(wěn)芯片級(jí)原子鐘、仿生導(dǎo)航技術(shù)等。

顯然，國(guó)家綜合PNT體系建設(shè)，將為北斗系統(tǒng)的未來發(fā)展開辟出一條更加寬廣的道路。

參考資料：

1.我國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署提前半年全面完成

http://www.beidou.gov.cn/yw/xwzx/202006/t20200623_20685.html

2.全球4大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)淺析

https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFDAUTO&filename=CHWZ202003019

3.北斗三號(hào)系統(tǒng)提供全球服務(wù)一周年新聞發(fā)布會(huì)-文字實(shí)錄

http://www.beidou.gov.cn/zt/xwfbh/bdshxttgqqfw/wzsl5/201912/t20191227_19810.html

4.《2020中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》在京發(fā)布

http://news.haiwainet.cn/n/2020/0518/c3541083-31792475.html

5.中國(guó)入網(wǎng)的智能手機(jī)70%以上提供了北斗服務(wù)

https://weibo.com/1699432410/J2XKE319i

6.iPhone 11 Pro技術(shù)規(guī)格

https://www.apple.com.cn/iphone-11-pro/specs/

7.劉經(jīng)南：“5G+北斗”的意義、路徑和愿景

http://www.xinhuanet.com/info/2019-12/11/c_138622969.htm

8.歷史時(shí)刻！北斗三號(hào)收官，北斗四號(hào)已醞釀，預(yù)計(jì)2035年初步建成泛在國(guó)家時(shí)空系統(tǒng)

http://www.it-times.com.cn/a/hulianwang/2020/0623/32182.html

9.北斗總師：2035年完成下一代北斗系統(tǒng)星座組網(wǎng)

http://www.chinanews.com/gn/2018/05-27/8523949.shtml