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北斗“收官之星”成功定点,上海北斗产业潜藏哪些机遇?

第一财经 2020-06-30 21:43:39

作者:金叶子    责编:黄宾

以上海为龙头的长三角区域北斗产业化发展更具商业化,偏向于高新技术研发和服务类,因此产业的溢出效应会更有优势。

经过近8天飞行,6月30日,北斗三号最后一颗组网卫星成功定点。至此,所有30颗北斗三号卫星已全部转入长期管理模式,也意味着,我国北斗卫星导航系统(下称“北斗系统”)向全球组网完成又迈出重要一步。

不管是交通运输、气象测报,还是救灾减灾、公共安全等,北斗系统提供服务以来,已经在多个领域得到了应用。

数据显示,2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元。北斗与互联网、大数据、人工智能等新技术的融合发展,正在构建以北斗时空信息为主要内容的新兴产业生态链。

在上海交通大学北斗导航与位置服务重点实验室/上海北斗导航创新研究院副院长裴凌看来,北斗三号“收官之星”完成部署,具有里程碑式的意义。接下来从产业发展的角度来看,“北斗+”高精度行业应用和“+北斗”的高精度大众化应用潜藏较大机遇。

而将卫星导航产业列入战略性新兴产业专项计划的上海,随着近年来5G、AI、物联网领域技术的广泛运用,北斗产业的应用也将迎来爆发期。

北斗系统背后的上海身影

“天上的星星参北斗”,作为我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,北斗系统是为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。

其实自上世纪80年代起,我国就开始了探索适合国情的卫星导航系统发展道路,并形成了“三步走”发展战略:2000年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,建成北斗三号系统,向全球提供服务。

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。  新华社发(胡煦劼 摄)

截至6月23日,北斗三号系统共有30颗星上天,这背后,几乎都可以找到上海科研人员的身影。

其中包括位于上海浦东的中科院微小卫星创新院,据该院介绍,他们的北斗导航卫星研制团队自2011年起,先后完成了北斗三号系统中12颗卫星的研制和发射。

虽然这支队伍成立刚过十年,但已经为北斗导航系统2018年建成基本系统、提供全球服务,2020年完成完整系统建设、全球组网,提供了支撑,还为中国北斗系统建设提供了全新的解决方案。

这个平均年龄30多岁的“追星队”,在多个关键技术上取得了突破。比如,他们提出了独创的“功能链”设计理念,从实质上实现了平台内部的一体化设计,最大限度地完成了卫星内部的各项资源的优化整合,同时提高了功能密度,大幅降低成本;在星间链路技术上取得突破,实现了“一星通、星星通”,解决了制约北斗全球组网的瓶颈问题。

而且,该团队采用框架面板结构、单独星敏感器定姿、高功能密度综合电子架构等技术,打造了“中国科学院导航卫星专用平台”,有效增强了卫星的适应能力和可扩展能力。

值得一提的是,该团队在北斗三号采用了国产龙芯+FLASH的架构,填补了国产航天处理器的空白,并实现核心器件全部国产化,带动了从材料、器件、部组件、单机到系统整个产业链的发展。

卫星研制和发射之后,如何定位它们的时间和空间位置信息,也是重要问题。上海天文台的信息处理系统、星载原子钟和激光测距技术,就在整个北斗工程中扮演了“最强大脑”、“强心脏”和独立“量天尺”的作用。据介绍,最后的这颗收官卫星是地球同步轨道卫星,搭载了由上海天文台北斗团队研制的星载氢钟和激光反射器。

北斗是国际上首个由混合星座构成的卫星导航系统,便于短时间内快速建立我们自己的星座,但对卫星位置的获取带来了难度,也给精密的轨道确定和信息处理带来了挑战。加上我国目前的地面监测网是区域性的,对卫星轨道的测量不够全面,以及北斗是一种不断运行的系统,需要提供24小时每周7天连续的服务,这些问题都加大了卫星轨道和钟差的确定难度。

上海天文台研发的信息处理系统,就像是北斗的“最强大脑”,能实时修正误差,多备份,以保持高可靠度。

同时,为了实现北斗三号精密定位服务性能指标,上海天文台信息处理团队首次提出并实现了“区域监测网+星间链路”的星地星间联合精密定轨技术,并特别设计了联合定轨数据处理算法的稳健性和容错性。

上海北斗产业发展有哪些机遇

随着北斗系统全球组网收官,北斗导航的应用产业也迎来爆发期。

根据《国家卫星导航产业中长期发展规划》,到2020年,我国整个卫星导航产业产值将达到4000亿元。其中北斗产业产值贡献率达60%至80%,总产值达2400亿至3200亿元。

在应用产业层面,北斗产业包含基础产品(例如导航型芯片、模块)、行业及区域应用、大众应用等。

裴凌告诉第一财经记者,目前,我国的导航产业发展已经形成了五大规模化区域,分别是京津冀、长三角、珠三角、鄂豫湘、川渝陕。虽然上海北斗导航产业发展起步并不早,但总的来说,以上海为中心的长三角地区未来的综合发展竞争力居于首位。

他分析称,上海北斗导航发展有几个特点,首先技术领域是走自主知识产权的高精度大众化应用,国内最为领先的企业基本都在上海,例如华测导航、司南导航、千寻位置等。其次,上海信息通信技术的基础让一些原来做通信的企业也开始介入到导航领域,包括集成电路、物联网领域的企业。另外,上海在产业聚集方面,建成了国内首个正式运营的北斗专业园区——中国北斗产业技术创新西虹桥基地,这种园区模式带来了规模化和快速迭代发展的效果,也让上海每年的北斗产业产值增长排在全国前列。

产业的聚集和应用落地离不开顶层规划。此前,上海先后制定发布了两轮《上海市推进战略性新兴产业“卫星导航”专项工程实施方案》,制定了北斗产业园区规划,同时设立战略性新兴产业专项资金,从产业基础设施建设、关键共性技术攻关和推进重点行业应用等几个方面推动上海北斗产业发展。

除了北斗产业技术创新西虹桥基地,上海还有闵行卫星导航应用产业园、司南北斗高新技术产业园、杨浦湾谷北斗产业创新平台等北斗产业园区。另外,在去年12月举行的2019上海国际导航产业与科技发展论坛上,上海市北斗导航研发与转化功能型平台正式启动。

“对比其他几个区域,以上海为龙头的长三角区域北斗产业化发展更具商业化,偏向于高新技术研发和服务类,因此产业的溢出效应会更有优势。”裴凌说。

以提供高精度时空服务的千寻位置网络有限公司(下称“千寻位置”)为例,公司表示,配合北斗三号全球系统的建设,今年内将同步提供全球增强服务。他们提供的高精度时空服务,类似于“增强版北斗”,将互联网能力带入卫星导航产业,融合云计算、智能算法、大数据,让终端用户通过互联网就可以获取这项服务。

千寻位置CEO陈金培对第一财经记者表示,北斗全球组网部署完成以后,将从一个区域型亚太系统,转变为覆盖全球的服务系统。这个改变可以让中国的全产业链受益,尤其是芯片和终端产业。

在陈金培看来,上海作为超大型城市,本身的北斗产业基础比较好。而在智能城市建设方面有三个重要的基础设施、信息通信设施,即5G、云计算网络以及时空智能网络,这三个方面都是互联互补的。有了这些之后,城市智能化就能从以前的规则和意识驱动变成更加智能的数据驱动。

而当初之所以选择落户上海,不仅是因为上海的卫星导航产业基础较好,还看重了上海对人才的吸引。陈金培说:“卫星导航产业需要大量海外人才,上海对海外人才的吸引力比较强,面试的十个人中两三个有海外背景。”

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