推动北斗产业高质量发展探析

【中图分类号】D81 【文献标识码】A

2020年7月30日，中国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，中国卫星导航达到国际领先水平，为北斗系统的市场化、产业化和国际化奠定了物质基础和技术基础。北斗卫星导航系统是服务高质量发展和国家安全、自主建设、独立运行的卫星导航系统，也是为全球用户提供定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。目前，支持北斗产业发展的法治建设与市场环境建设也取得重要进展，已出台与卫星导航相关的政策法规1000余件，全国北斗卫星导航标委会累计发布北斗领域国家标准32项、专项标准56项，完成国家北斗卫星导航标准体系修订，形成北斗规模化应用和产业化发展的市场环境。“十四五”时期，我们要紧紧抓住北斗三号全球开通与数字经济全面发展的重大机遇，坚持高质量发展目标下的需求导向，面向太空经济与数字经济相融合的重大需求，以推动北斗规模应用市场化、产业化、国际化为目标，优化营商环境和产业生态，完善北斗应用产业链、价值链、创新链，推动北斗应用领域深度融入新发展格局，充分发挥北斗产业在推动经济高质量发展中的重大作用。

北斗技术的自主可控

北斗的战略地位决定其建设过程不可能得到美西方国家的技术贸易支持，只有走自力更生的道路。在长达27年的三代技术的建设过程中，基础研究和技术创新始终被放在项目计划的首位。从配件到装备，从算法到系统软件，在尽可能参考国际学术文献和GPS发展路径的同时，立足成体系的自主设计与实验，积累了完整的数据，这就为北斗卫星导航系统的持续迭代提供了自由发展的基础。这是一个经济全球化背景下关键技术发展的典型范例。

北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统的重要组成部分，突破了GPS的既有服务模式，可以为用户提供米、分米、厘米级以及后处理毫米级服务，满足政府、企业和消费者对北斗高精度应用的多样化需求，也为“北斗+5G”提供了便利。作为智慧生态城市的样板，河北雄安新区通过建设覆盖全域的北斗地基增强系统，有效提高建设中测绘地理信息行业服务水平，实现“数据获取实时化、数据处理自动化、信息服务网络化、信息应用社会化”。各个智慧城市建设的框架无一例外地运用北斗地基增强系统，建立动态、地心、高精度的三维地理空间定位基准，实现复杂地貌的高程基准信息传递。特别是在城市规划、天气预报、防汛减灾、地震地质灾害监测、紧急救援等方面可以提供快速、精准、可容错的智慧服务，为智慧城市建设中自然资源管理、城市规划、水利整治、交通管理、农业、林业等方面提供数字化基础设施和服务平台。

芯片的类型选择与自主研发是北斗系统的精彩之笔。芯片是人工大脑的核心元件，涉及数字经济的关键技术。北斗系统设计之初在充分考虑技术贸易和地缘政治因素的基础上选择了自力更生的技术路线，最终在第三代系统中实现了22纳米的标准芯片支撑全部地面移动装备，包括各种车辆、船舶和共享单车等。迄今，国产北斗芯片、模块等关键技术持续取得突破，北斗三号适用的SoC（系统级）芯片在工业物联网和消费电子领域的应用不断扩大和深入；支持双频双模的北斗导航定位芯片通过了技术验证，进入量产和大规模应用阶段。这一技术路线为从传统GPS到北斗系统的过渡提供了可靠的支撑。

根据“十四五”规划，面向北斗广泛需求、基于北斗相关产业基础条件的一批关键技术将取得突破；诞生一批融合北斗、遥感及太空经济新方向的领军企业；形成全方位服务北斗三号全球卫星导航系统应用的新信号体制、新服务功能，建成支撑北斗科技创新与产业发展的学科体系、标准体系、能力评估体系；组建一批综合创新平台，进而牵引产学研用深度融合的创新体系，实现协同研发、产业融合、应用创新等基础能力大幅提升。值得关注的是，在创新应用带动技术突破的过程中，北斗产业相关的基础研究得到充分重视，产出国际一流的理论成果可期，推动北斗产业高质量发展行稳致远，进而整合卫星导航的全球价值链。

推动北斗与产业的全面融合

北斗产业化（北斗+）和产业北斗赋能（+北斗）是“十四五”时期北斗战略实施的重点。相关行业和省市的“十四五”规划都将北斗与产业的全面融合作为发展的重点和推动数字经济的抓手。北斗系统在民用领域已有良好的基础。据国家发展改革委高技术司相关负责人介绍，截至2021年底，具有北斗定位功能的终端产品社会总保有量超过10亿台/套。“北斗+”和“+北斗”是北斗和各行各业相互认知的过程，更是商业价值相互融合的过程。推动北斗与产业的深度融合，需要北斗行业和各个产业部门主动发出需求并互联互通。为此，可以从制造业与服务业、生产与消费两个维度推动北斗与产业的全方位融合。

在生产领域，北斗的定位、授时与导航功能已经全面进入交通运输、公共安全、应急管理、农林牧渔等领域，形成全天候运行的保障能力。作为产业赋能的重点，北斗终端全面植入金融、电力、通信等在国民经济中具有系统重要性的基础设施，为国家经济安全提供了有效支撑。截至2021年底，已有超过790万辆道路营运车辆安装使用北斗系统，近8000台各型号北斗终端在铁路领域应用推广，基于北斗系统的农机自动驾驶系统超过10万台/套。“十四五”时期，北斗赋能各行各业的市场拓展是供给侧改革的亮点之一。2021年8月，上海市经济和信息化委员会、上海市发展和改革委员会等6委办发布《上海市北斗产业高质量发展三年行动计划（2021—2023 年）》。站在引领北斗市场大发展的前沿，上海将发展目标确定为“以北斗全产业链发展为导向，瞄准高精度卫星导航市场需求，着力突破北斗关键技术、大幅提升基础能力、加速壮大产业规模、优化完善产业生态。到2023年末，将上海打造成为北斗产业自主可控、多源融合创新策源地、高端产业引领集聚区”。充分挖掘北斗的产业需求是发展的关键，但是挖掘需求有赖于示范效应。上海抓住北斗产业链中的关键节点，充分发挥北斗短报文和地面精准定位的优势，在城市治理、智能交通、无人系统、大众消费、航空应用等领域实现北斗应用的融合创新；强化在海洋、船舶、电力等关键行业的短报文通信特色服务。进而，将上海建成国际领先的城市级“智能云+定位网+孪生图+应用端”的时空智能底座。

2019年12月，民航局正式发布《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》，北斗将全面进入航空运输保障安全相关领域。伴随中国商用大飞机的产业化，相关企业正在研制用于民用大型客机的北斗定位、导航与监视设备，开展国产民用大型客机卫星导航设备应用示范，推动北斗系统运输航空导航及监视应用，推进北斗导航信号纳入国际民航标准。未来要形成以北斗系统定位信息为核心的航空器追踪、监测与导航能力，弥补现行基于GPS体系的不足。在双频多星座的思路下，到2025年实现基于北斗星基增强系统运输航空定位导航保障，使全球无导航盲区。在快速发展的通用航空领域，北斗将提供用于通用航空低空空域定位及监视应用的机载北斗定位与监控设备，推广北斗系统运输航空器追踪监控及授时应用。“无人机+北斗”融合技术的应用，在农业、林业、救援、地质勘探、文化旅游等领域形成全面数字化的新格局。在包括无人机应用的整个通用航空领域，实现北斗系统通用航空低空空域定位及监视应用的全覆盖。再进一步，北斗提升多源融合的无人系统集成，将全面推广至无人飞行器、地面机器人、水上无人船等无人系统领域，实现在复杂环境下全天候、全场景的自动驾驶，为无人系统提供高稳定的无缝导航定位服务。

车联网和工业互联网（涵盖物联网）是数字经济发展的“领头羊”，更是北斗应用的“主战场”。以工程机械行业为例。车联网为每一辆车提供极致的个性化用户体验，其更是一个城市乃至一个区域智慧交通的基础设施。“北斗+5G”所形成的天地一体化智能导航系统，为方兴未艾的车联网与物联网提供了全球领先的技术支持。“北斗+5G”将强化和提升高精度产品，实现导航、遥感、通信与智能化的中国模式。北斗系统与5G技术和多维雷达系统的融合，结合人工智能控制、大数据、云计算和数据安全技术，成为数字经济时代的标志。北斗的全覆盖的精准定位更是为工业互联网从企业研发和生产线层面到行业连接提供了最为广泛的空间结构，甚至涵盖企业的人、财、物等方方面面。北斗的全方位服务和技术持续迭代是工业互联网发展的动力。

在消费端，“十四五”时期北斗应用进入一个全新的发展阶段。北斗地基增强系统已进入智能手机，实现米级定位。国家发展改革委数据显示，2021年国内智能手机出货量中支持北斗的已达3.24亿部，占国内智能手机总出货量94.5%。2022年1月，工信部发布了《关于大众消费领域北斗推广应用的若干意见》，强调北斗在大众消费领域的应用具有突出的辐射效应和规模效应，是培育北斗发展新动能的重要领域。其重点在于提升北斗消费领域的产业能级和市场竞争力，通过需求牵引，推动北斗时空信息服务广泛进入大众消费、共享经济、公共服务和应急救援等领域，探索北斗特有的高精度、短报文等功能应用于智能终端、穿戴设备，服务亚米级定位应用场景；在应急通信与救援、健康养老、儿童关爱、助残关怀、冷链物流、远程医疗、防疫消杀、治安监控、新兴消费、便民服务等领域开展广泛的创新与应用。实施渠道在于通过培育专精特新企业和“小巨人”资助计划，树立一批具有带动作用的融合应用示范项目，造就大众消费领域好用易用的北斗时空服务体系；形成竞争性商业生态，促进居民的不断升级的数字化生活。

在面向所有领域的北斗应用的底层技术和通用设备方面，要形成全谱系的产业链，健全覆盖芯片、模块、终端、软件、应用等上下游各环节的北斗产业生态；下大力气发展北斗应用相关设备与核心部件的制造，在多功能北斗芯片、北斗高精度监测设备、多频点高精度板卡等方面进入国际领先行列。北斗应用和数字产业的交叉融合具有突出的市场潜力，在商业模式上要充分挖掘北斗大数据时空应用价值，推动建立“行业+区域”的北斗应用服务模式，构建基于北斗的综合时空信息业务管理平台和应用支撑平台，实现北斗与各类应用的深度有机融合。

北斗产业的发展助力智慧城市建设

从信息化到数字化与智慧化，我国的智慧城市有计划、有指导的发展已经走过十年，目前试点县级城市超过总数的三分之一，相关产值接近20万亿元。北斗产业的发展将智慧城市建设从深度和广度上提高到一个新阶段。北斗在智慧城市建设中的应用集中在城市管理、教育、医疗、房地产、交通运输、公共服务和应急与安全等城市功能的关键基础设施运行的数字化和智能化。在交通运输领域，国家重点研发计划“超大城市轨道交通系统高效运输与安全服务关键技术”项目将北斗系统应用作为重中之重，全面导入示范项目，例如北京首都国际机场快轨的导航定位。北斗地面增强基站系统将北斗信号导入地下交通设施，实现米级甚至厘米级定位，成为智慧城市交通系统高质量发展的标志性成果。在城市轨道交通和地面公共交通中，北斗附加地基增强系统的技术模式与技术路线突破GPS的模式，将形成城市智慧交通的标志性技术，实现绿色低碳、精准、组合化和个性化的运行模式，将发挥国际引领性的成效。尤其在全国轨道交通路网密度较大的城市，北斗导航落地聚集在精准授时及时钟同步的车路协同技术、北斗时空同步体系，为各类应用终端提供精准定位及全局坐标基准。在底层技术或者共性技术方面，突破精密单点定位、多源信号融合定位、高精度抗干扰、精密时间同步等关键技术，应用于超大城市场景适应性的信号处理与集成，实现城市环境全天候、全场景、厘米级精准导航。

智慧城市标准的动态提升对于北斗服务经济社会发展的能力不断提出新的要求，也引导“十四五”时期北斗的应用领域不断扩大，不断满足综合性复杂性场景应用需求，强化北斗应用跨行业、跨区域整体性布局。除了智能交通，水、电、气、消防等城市公共基础设施的智慧化改造也为北斗系统提供了广泛的应用场景。水电气供给的调度以及污水、垃圾和废气排放的监测都需要多源融合和智能定位技术突破。在无人驾驶和通航无人机使用方面都需要开展北斗授时导航、惯导（IMU）、超宽带（UWB）的多源异构数据融合导航定位算法的关键技术研究，提升智能无人设备的高精度、高可靠导航定位能力。

北斗“走出去”，助力RCEP实施与“一带一路”建设深入推进

迄今，北斗系统国际化已经取得积极进展，2014年北斗正式进入国际海事组织全球导航系统，取得面向海事应用的国际合法地位；2020年北斗三号全球卫星导航系统189项性能指标技术验证全部通过国际民航组织导航系统专家组评审，表明北斗三号全球系统为全球民航提供服务的能力得到国际认可；目前中国在全球卫星搜救系统和全球海上遇险与安全系统框架下，开展了与主要卫星导航系统的多边合作，北斗短报文得到相关专家组的高度评价。北斗系统与“一带一路”贸易投资的结合已经取得显著的成果。

“十四五”时期，北斗导航服务与太空经济发展相结合正在成为国际经济合作新的增长点。北斗卫星导航系统为“一带一路”沿线国家提供全方位的授时、定位和导航服务，特别是为远洋运输、中欧班列及其他陆路运输提供全程安全可靠的信息保障和救援保障。《区域全面经济伙伴关系协定》（RCEP）是东盟和东亚自由区在逆全球化干扰下进行国际自由贸易与投资的强有力的引擎，东盟在数字经济和数据安全合作方面具有广泛持久的需求，而北斗的精准服务正在成为中国向东盟国家提供高端技术服务的范例。东盟十国的总人口接近7亿，具有极大的消费潜力和消费升级的梯次结构，其制造业与服务业处于快速发展阶段。无论是供给侧还是消费侧，东盟经济体对于数字技术和数字经济服务的需求持续上升，然而其相关基础设施不足，这为北斗的应用提供了巨大的空间。

北斗三号开通后，广西壮族自治区抓住市场契机，迅速走向市场前沿。作为新型研发机构龙头的广西产业技术研究院将北斗技术研发与应用作为重点，发挥广西高校基础研究优势，面向东盟布局天、空、地、海地理信息与空间物联网。其中北斗地基增强系统从广西向东盟延申，形成应用场景和商业模式的重点突破。北斗一体化检测设备和北斗高精度灾害监测设备应用于滑坡边坡、桥梁形变、船闸形变、矿山形变、建筑物沉降等环境监测、灾害预警等多个行业场景，推广至国内广西、广东、内蒙古、四川、新疆等10个省级单位，以及老挝、柬埔寨、泰国、印尼、马来西亚、缅甸等6个东盟国家。实现灾害隐患前置预警与管控、全域态势感知、风险分析、灾害预警、应急处置及灾害重建的全周期综合管理服务，逐次形成中国—东盟跨境地质灾害北斗监测系统。广西地质结构复杂多样，对于高铁运行维护造成极大挑战。广西产业技术研究院领军北斗服务企业采用北斗GNSS形变监测仪、雨量计、土壤含水率计、裂缝计、摄像头等空间物联网设备，结合遥感监测、无人机监测等技术，对铁路沿线的边坡、滑坡、落石、桥隧、深基坑、硬（软）飘物、防洪点等地理环境进行实时监控预警。相关应用模式不仅为服务国内高铁安全运行赋能，更为中国高铁在东盟的持续发展提供北斗支持的范例。中国的民用无人机全产业链和服务链已经站在世界前沿，与北斗的结合将如虎添翼，助力“一带一路”建设。如何整合多行业无人机资源，在“北斗+5G”的框架下搭建无人机应用公共服务平台，广西有了长足进展，已经形成跨领域的市场化“广西无人机公共服务平台”，为政府、企业、公众提供社会服务及行业服务，并在智慧农业、智慧林业、医疗救护、防灾救灾等方面与通用航空深度融合。对于地质结构复杂、陆路交通不够发达的东盟国家，北斗融合无人机的市场模式具有极大的发展潜力。

从RCEP到“一带一路”建设，从东盟十国到葡语国家，从中东西亚到东南欧，从拉丁美洲到非洲的广大区域，北斗系统在美国GPS覆盖相对薄弱的广大发展中国家，将会迎来一轮发展高潮。首先，服务“一带一路”沿线国家最为迫切的需求，北斗系统可以充分发挥全区域覆盖、双向短报文和地基增强站等特色优势，服务灾害预警与救援、应急搜救、遇险报警，建立覆盖全球的公共应急服务平台。其次，助力中国高铁“走出去”，北斗系统可以提供高水平的建设和运行保障。再次，面对不同发展阶段，北斗系统可以提供多层次的数字社区与智慧城市服务。最后，在北斗的框架下，在导航遥感、卫星通信、数字孪生等现代信息技术制造业领域，中国—东盟产业链、供应链将深度融合。

总结北斗的发展历程和发展前景，使我们对于数字经济时代下北斗产业高质量发展的思路有了更为清晰的认知。一是立足国家安全的长远布局。我国的数字经济基础设施首先要从国家安全的立场出发，全方位服务于国家安全，应对各种可能出现的困难与挑战。二是立足数字技术革命的前沿。我国已经在数字技术与数字经济领域跻身全球第一梯队，智慧城市建设将是北斗应用的新高度。目前，31个省市自治区的大中城市已经形成百舸争流的局面。以民为本，不拘一格，这应当成为北斗服务智慧城市建设的根本。三是立足核心技术的自主可控。北斗芯片模式对于中国半导体产业发展起到示范和带动作用。要向着新高度再出发，实现北斗技术领域全面步入世界一流行列。四是立足北斗与产业的深度融合。要有面向太空经济战略发展的大思路，实现北斗系统与其他空间基础设施的深度融合，使其成为我国太空经济发展的支柱。为此，可以通过北斗服务的配套支持政策和组织实施北斗产业化引领性工程，培育竞争性市场；引导社会资本活化北斗产业投资，实现服务北斗的全方位产融合作。五是聚力北斗产业发展的良好商业生态。商业生态的良性发展取决于法治环境与信用环境。要形成对于北斗应用领域信用评价体系的整个产业界的共识，促进深入而持久的产融合作，推动商业银行对于北斗产业项目的信贷支持，推动产业投资机构和金融担保机构加大对北斗相关企业的融资担保支持力度。法律要素、创新要素、有序竞争要素的系统集成能够提供北斗产业发展的商业生态，通过培育一批创新能力强的骨干企业，带动形成一批具有全球竞争力的产业集群。六是推动北斗国际化。在RCEP和“一带一路”建设框架下，北斗系统与北斗产业可以通过合作共赢的模式，成为经济全球化背景下国际经济、贸易与投资的安全保障和数字经济支柱。

（作者为北京航空航天大学经济管理学院教授、博导，北京雁栖湖应用数学研究院研究员）

【参考文献】

①《国家发展改革委主要负责人就推动“十四五”北斗产业发展答记者问 》，发展改革委网站，2022年4月7日。

②韩立岩、陈建宇、姚婷：《北斗走出去，赋能数字“一带一路”》，《经济与管理研究》，2021年第5期。

③李光涛、张歌：《北斗应用推广与产业化经验探讨——以陕西北斗卫星导航应用示范项目为例》，《卫星应用》，2021年第8期。

④毛维准：《美国的印太基建攻势：演变、逻辑与局限》，《南开学报（哲学社会科学版）》，2021年第2期。

⑤王洵等：《交通运输行业北斗系统国际化应用综述》，《卫星应用》，2021年第4期。