曹冲：北斗导航与通信的融合和紧急救援应用

曹冲，北斗/GNSS导航应用分会主席、中国全球定位系统技术应用协会咨询中心主任

北斗系统为主体的中国卫星导航，与生俱来与无线通信相互融合。随着应用和服务的深入发展，两者形成相互渗透的技术系统，应急救援成为最重要的应用领域。美国的911当时就提出位置服务的概念，现在看来就是叫位置跟通信紧密结合在一起的一个系统。我们国家的北斗系统是2007年发了第一颗北斗2代的卫星，然后进入全球四大系统，有四个系统，美国的GPS、俄罗斯的GLONASS，还有欧洲的和我们国家的北斗系统。到今年7月份已经发了9颗卫星，大概基本上有7颗卫星能够使用，因为一颗是试用卫星，还有一颗发生有一点问题。基本现在直接用北斗可以实现导航定位。我们现在一般能够收到4—6颗星。

有一种全球系统，有四个国家在建设，还有七个系统，像日本的QZSS，还有印度的无线电导航无线系统，美国的WAAS系统，有多种系的组合。而且这个加起来，我算了一下，大概天上有140多颗星，但是实际上导航卫星用不了那么多，有五六十颗星就行了，但是各个国家都想建自己的系统，大家现在的问题就是相互之间就是怎么样能够利用对方的系统来实现服务。GPS原来规定是20颗星，现在有30颗星在天上工作，现在的工作性能很好。原来的标准是6米，现在一般达到3—5米就定位了，因为天上的卫星多，然后精度就更加精确。

GPS一开始工作以后，联网就搞GPS现代化，所以这些年来都在做GPS现代化，现在要进入到GPS3的阶段。

俄罗斯的GLONASS，在苏联解体以后，经济比较困难，后来就不行了，最低的时候只有7颗卫星在工作，年底会实现24颗的卫星工作。

现在整个发展趋势，有几个方向。由原来的单一的GPS发展到多系统的GNSS，还有GNSS跟其他的系统结合，跟通信系统，GIS和因特网的融合。还有应用产品为主，主要是服务产品并重。再一个就是户外导航为主，现在要真正的为大众化服务，觉得要室内外融合导航。室内导航要做起来，就跟通信的关系跟密切。要做到比较精确的地位，一个是导航通信的结合，再一个是室内跟室外的结合，这是一个发展趋势。

从GNSS应用的特点，一个是多系统兼容互用可交换，L1+L5。再一个就是多层次增强，刚才说了由全球的到区域的本地。还有就是多手段集成，通信惯导WLAN。除了导航以外，就是需要多模化应用，定位导航向测向授时。

北斗系统的重要作用，其关键作用是提供时间/空间基准和所有与位置相关的实时动态信息，是经济安全、国防安全、国土安全和公共安全的重大技术支撑系统，和战略威慑基础资源，也是建设小康社会与和谐世界、服务人民大众提升生活质量的重要工具。

北斗系统在GNSS中的定位，北斗系统是GNSS重要组成之一，与GPS/GLONASS/GALILEO并立为四大全球导航卫星系统，进入前三名。北斗系统坚持独立自主，开放兼容的方针，民用向全球开放，与其他GNSS实现兼容互操作可交换，希望L1C和L5实施国际共用。北斗系统采取积极开放的国际合作政策，开展系统、技术、市场与产业全方位交流合作，全面融入GNSS及其产业全球发展。

导航跟通信的融合，是北斗一号系统的创新。北斗一号是中国人的卫星导航试验系统，它第一次将导航与通信的融合做到系统中，这是有源定位系统的需要，也是实实在在的创新。这种创新非常重要，因为卫星导航应用本身极其需要通信系统，尤其是无线通信系统，当然最好是无线通信系统相结合。

北斗2号将导航与通信的融合做到系统中来，这是继成和发展，是实实在在的创新，实际上有更多的事要做，要更加自觉地做，要有进一步的发展规划；北斗将系统与增强融为一体，尽管这是有意无意的行为，应该更加自觉的去创新，在更高的层次上说，纳入环境段概念；北斗系统的重点区域服务和全球服务区别对待的思想是个创新，很快形成战斗力，符合需求，符合实际，符合循序渐进的原则。

基本原则是开放、独立、兼容、渐进，逐步发展。提供了两种全球服务，一种是公开的民用服务，大概精度达到10M。

北斗系统建设分两步走，先区域系统后全球系统，在2011—12年间，北斗系统能够覆盖亚太地区，实现区域服务能力，然后择机向全球系统发展。

成长快潜力大的战略性新兴产业，卫星导航是名副其实的高科技产业，具有高成长高效益特点。是小投入、大产出的典型，卫星导航是朝阳产业，具有可持续发展的强大潜力，生命期至少有五十年；卫星导航是巨大产业，可形成庞大的大众市场，在若干年内市场规模达到数千亿元。

卫星导航依托移动通信、汽车制造和互联网等大产业，能够快速做大做强，实现跨越式发展。卫星导航具有广泛的产业关联度和工具开拓型功能特征，是改造一系列传统产业的利器，是实现多种多样产业项服务型结构转型的重要途径；卫星导航能够推进科技创新，实现新系统、新技术、新应用和新服务，带动新兴科技和产业集群的发展。

产业及其产业链推进的四大支柱行业，一个是高端制造业：导航芯片和模块、多种多样的通信芯片和模块，接收机组件、输入/输出器件，显示器件等等，与整机集成；二是先进软件业：系统类软件、导航定位授时软件、地图引擎与各种应用软件；三是现代服务业，服务业必将成为产业的发展主体，成为现代信息服务业核心的推动力；四是综合数据业。

北斗是新一代信息技术，是智能信息产业的奠基石。

卫星导航上市的和即将上市的企业，一是已经上市的企业：数量不多，真正以导航产品和服务为主业的有时力的公司，可能10家左右。它们是北斗星通、中海达等等。

导航产业面临一些重大挑战，全球四个系统的一些竞争很激烈，再一个我们国家从卫星导航应用GPS开始做起，很多是中小企业开始做起的，真正大企业，做导航这块的就是人很少，是一个团队在做。所以实际上这样的话，国家原来对这方面的重视不够。现在我们搞北斗国家重视起来。但是国家的投入，我们北斗2假设有600亿的投入，但是真正跟应用这块只有20多亿，根本不够，起码需要200亿才能推动产业发展，20亿肯定是远远不够，说明在国家整体规划里面没有很好把这个事情做好。再一个就是卫星导航是要名正言顺的装到新一代信息技术里面去，现在是说有，但是实际上是在卫星应用这一块包括导航，像遥感什么的还达不到要做产业的时候，实际上还在准备期，只有导航是已经形成了一个产业链，这些东西要很好的进行论证。北斗系统总体上要进行一些改良和创新。

为什么要增加环境/增强段？首先环境段在GPS原始设计中是隐含在内，但是实际应用中，它很快走上了前台；现在的GNSS要求越来越高，尤其是精度和可靠性，环境段必须真正走向前台；环境段是我国在卫星导航系统中实现创新的最重要舞台和突破点，要好自为之；环境段在现在和未来的日子里，需要承担更多的责任和特殊的使命。

国际上GNSS为了要解决环境的问题，建了很多的系统。

卫星导航本身又是一种非常基础的东西，提供的一个是时间、一个是空间，这个产量时间是在整个信息里面占到70%—80%的参量，你说重要不重要？而且一定离不开时间跟空间。愿景：全球PNT系统中美国要占领先地位。战略：系统最优化和效益最大策略。

导航产业发展到现在，一个是用无线电的通信来协作导航，就是A—GNSS，还有一种就是GNSS+MEMS，GNSS+RFID；还有就是GNSS+WIFI，GNSS+NFC+…相关的基础设施和配套项目。融合起来这个作用就非常大。

国家的政策的重点就是国家要确立一个大政策，同时最重要的是开放。就是我们国家开放，因为现在国际上那么多人骂中国，因为中国人开放了，开放几你以后特别强，大家都对中国人有意见，觉得你是暴发户。但是实际上我们从这个里面看到，为什么我们现在一直强调要继续的开放，实际上开放以后中国人觉得，一旦开放就量大了，谁也比不过中国人，所以我觉得还要强调这个。