“北斗”其实早就到了我们身边

2017年11月14日，江苏盐城市大丰区海丰农场，农机手正开着装有北斗、GPS导航系统的耕种机，在广袤的农地里来回穿梭，一条条笔直的墒沟渐渐呈现。

2017年12月12日，杭州下城区延安路正式启动共享单车“电子围栏”试点。借助北斗导航的“天眼”卫星定位技术，城管部门与共享单车企业等单位可实时掌握停车区域内共享单车流量信息，为车辆投放、调度和运维提供智能指引。

衣

天气预报

更加准确

利用北斗的短报文通信方式，可将采集的气象信息自动回传到数据处理中心，使天气预报更加广泛准确，人们可以及时增减衣服。

食

菜篮子

更加安全

一些地方的水果种植、畜牧养殖都开始利用北斗终端进行溯源管理、全过程监控。

住

城市

更加完善

国家北斗精准服务网已为全国超过400座城市的各种行业应用提供北斗精准服务，有效推动智慧城市基础设施的优化和完善。

行

出行

更加方便

共享单车陆续接入北斗高精度时空定位服务，打开“嵌入”北斗的电子地图、约车软件，出行更加便利。

作为一个从一出生就注定要走向寻常百姓家的“国之重器”，中国卫星导航系统“北斗”何时用、谁能用、怎么用等问题一直备受瞩目。近日，媒体纷纷报道北斗地图APP将上线，这些盘旋已久的问题再次被提及：“北斗”，何时真正来到我们身边？

眼下“北斗”所处的环境，和10多年前第一颗名为“北斗”的导航卫星面世时早已有了翻天覆地的变化。撇开高铁、支付宝、共享单车、网购“新四大发明”对人类生活的影响不谈，仅就“北斗”自身而言，也正在从“三步走”中的前两步“向中国提供服务”“向亚太地区提供服务”，迈向最后一步“向全球提供服务”，而留给这一步的时间仅剩两年——2020年年底前我国将建成真正的全球卫星导航系统。

更为重要的是，这些年“北斗”除了编织天上的太空网络之外，也在不断为地上的人类提供服务，而这个服务的开通时间已达5年之久。在国务院新闻办举行的一次新闻发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其透露，这5年来，我国推出的全球首个支持“北斗”的加速辅助定位系统，服务覆盖200余个国家和地区，用户突破1亿，日服务达2亿次。

巨大数字的背后，却可能是普通民众的另一番感受，即除了某些专业领域所听闻的北斗放牛、北斗菜之外，大众日常生活里似乎再难觅到“北斗”的影子。“北斗”这张耀眼的“国家名片”，究竟去哪儿了？

A逆转“有机无芯”局面国内销售的智能手机，“北斗”正成为标配

说起“北斗”的应用，冉承其往往先谈国家安全和重点领域，其次才是大众消费领域。毕竟，作为掌握一个时间和空间精度的复杂系统，“北斗”有着让我国从根本上摆脱导航技术受制于人的意义。而在国家安全和重点领域，“北斗”已经“标配化”使用。

按照冉承其的说法，这种应用已经形成从芯片到终端、到制造业、到服务的完整产业链。以芯片为例，工艺由0.35微米提升到28纳米，总体性能达到甚至优于国际同类产品。截至2017年年底，国产“北斗”芯片累计销量突破5000万片，接收机天线已占国内市场份额90%。

反观5年前，国内没有一片国产“北斗”芯片，“有机无芯”也一度成为人们诟病的问题。别小看这一个个芯片，这些正是“北斗”走向寻常百姓家的前提。曾有记者问冉承其，“北斗”对当下火热的无人驾驶有没有帮助？他说，事实上，国内已有不少专注无人驾驶的企业，将“北斗”芯片加入整个系统的研发里面。

改变来得似乎有些慢，不过一旦来了，却异常猛烈。用这句话来形容“北斗”应用恰如其分。冉承其给出一组数据：过去5年，我国480万辆营运车辆上线“北斗”，建成全球最大的北斗车联网平台，全国4万余艘渔船安装“北斗”。

相应的一组数据是，相比2012年，我国公安出警时间缩短近20%，突发重大灾情上报时间缩短至1小时内，应急救援响应效率提升2倍。交通运输部综合规划司负责人彭思义说，这些数字都有“北斗”的出力，截至去年年底，“北斗”也累计救助渔民超过1万人，甚至被渔民称为“海上保护神”。

人们很难想象，在5年前，我国各行各业所用的基本都还是国外卫星导航系统——尽管那时已经有十几颗“北斗”卫星飞上太空。用冉承其的话说，“5年来，‘北斗’由‘高大上’转为‘接地气’”。

他以北京为例，已有33500辆出租车、21000辆公交车安装“北斗”，实现“北斗”定位全覆盖；1500辆物流货车及19000名配送员，使用“北斗”终端和手环接入物流云平台，实现实时调度。

当代社会里的人有这样一种错觉，即只要手机上用不到的，似乎就很难说“来到了身边”。而按照冉承其的说法，目前，世界主流手机芯片大都已支持“北斗”，他还透露，国内销售的智能手机，“北斗”正成为标配。

大家最关心的可能是我的手机是用北斗导航的吗？就拿最常用的手机为例，你真以为手机上的“打开GPS”就是只用GPS？北斗信号的获取主要取决于手机处理器（SOC）中集成的定位芯片，目前大多数SOC都能同时支持GPS、北斗和GLONASS。除了任性的苹果，采用这些SOC的华为、小米、魅族、HTC等品牌的大部分型号手机都支持北斗定位！

B带来位置导航服务的革命性变化约车最后十米不再靠电话“喊”

对于一套导航系统，人们最为关心莫过于其定位精度，但鲜为人知的是，仅仅依靠“天上”的卫星，定位精度往往只能控制在10米量级，而要提升这个精度，短时间来看似乎只能从“地上”下功夫。

眼下，就有一张由1400多个北斗基站和上万台套设备组成的“北斗网”在中国境内铺开。这在冉承其眼中有着非常的意义，“这将为整个传统的位置导航服务带来革命性变化，北斗的高精度服务，在中国将成为一种像水电一样的公共服务！”

他举了个例子，在普通导航时代，使用车载导航仪“很容易就出错”，尤其在一些主路辅路的路口。但如果用了“北斗”，在车辆抵达的最后100米甚至10米，或许不必再靠电话“喊”来确认服务，“车可以直接开到你的脚下”。

事实上，这张“网”并非凭空搭建，在GPS时代，我国气象、交通、国土资源等多个行业就已经建有大量GPS基准站。冉承其说，通过技术升级改造，这些基准站将可变为“北斗”基站，建成国土范围内无缝隙覆盖的“北斗”地基增强网。

他还透露，在去年上半年，我国已经基本具备提供服务的能力，初始的服务能力可以提供米级、分米级的高精度服务，在某些局部区域已经实现了厘米级的高精度服务。完全建成后，人们就有望感受到从10米，一下子到分米级、厘米级的体验飞跃。

去年5月，国家测绘地理信息局专门举行新闻发布会，对外发布全国卫星基准服务系统的工作成果。该局副局长李维森在会上提到，我国已经具备了面向社会公众提供实时导航定位的能力。

这次会议还向外传递一个重要信号，即普通民众将享受“亚米级”精度的服务，而“厘米级”和“毫米级”的精度服务则是向专业用户开放。

国家测绘地理信息局国土测绘司司长白贵霞说，面向不同人群提供不同服务，主要是基于实际需要，并综合考虑成本、效率、信息安全等因素。以亚米级为例，简单说就是不到1米的精度级别，比如0.8米、0.9米，均是优于1米的精度，这对普通民众使用车载导航服务已经足够。

他还提到，从技术成本上来说，厘米级和毫米级的服务终端，需要采用专用装备。但从目前的制造工艺来看，这种装备很难“加载”到手机里。当然，从信息安全角度分析，厘米和毫米精度的定位已经涉及国家地理信息安全，也需要具备相应资质才能获取。

C北斗的应用，惠民生所需“北斗+”生产生活方式已初见端倪

导弹呼啸、战机轰鸣、军舰破浪、将士列阵，北斗如影随形，战场的主动权、战斗力的增长牢牢掌控在自己手中。

地质灾害多发的云贵川陕等地，大桥、隧道、边坡以及城市的灯塔、高楼、老旧房屋，北斗能够实时监测、预判危险、及时报警，人民生命财产安全更有保障。

耕地辽阔的新疆、黑龙江等地，农业机械安装北斗终端，拖拉机自动沿线耕作，无人机自动定量喷洒农药，土地使用率提高5%，复播准确率提高到100%，农药节省40%，劳动生产效益大幅提升。

2015年“4·25”尼泊尔地震，北斗穿越可可西里、翻越唐古拉山，指引救援队伍千里驰援。2017年8月8日四川九寨沟地震，北斗短报文第一时间将灾区情况送达应急指挥中心，北斗无人机第一时间传回灾区现场航拍画面、实施消毒防疫，北斗智慧景区平台第一时间帮助指挥中心调度管理搜救小队、搜救车辆。8月下旬，超级台风“天鸽”突袭广东，347艘渔船在北斗引导下安全回港……

民以食为天，百姓餐桌安全第一。利用北斗定位和网络技术，市场上销售的“北斗菜”，扫一扫二维码，都能追踪它长在谁家地、用的谁家种、施过什么肥。如今，越来越多的菜农加入“北斗菜”网络平台，为自己的绿色蔬菜“正名”。一些地方的水果种植、畜牧养殖，以至中药生产，都开始利用北斗终端进行溯源管理、全过程监控，百姓关注的食品药品安全问题有望从技术上得以解决。

居易行难，过去人在旅途，常常身在囧途。如今，加入或使用了北斗的电子地图、约车软件，共享单车、位置分享，你能更任性地说走就走、想到能到、相聚不难。大型客车、学生校车、危险品运输车等强制安装北斗终端，超时超速和不按规定路线行驶得到及时警示提醒，交通违章率和事故伤亡率各下降50%;设置北斗电子围栏，共享单车的无序停放有望得到有效治理。

老人和孩子的安全与健康，维系着亿万家庭的幸福。北斗拐杖，在老人意外摔倒等危险发生时，能第一时间发出报警信号，通知家属和医院及时救护;北斗手机，遇到紧急情况只需按下求救按钮，就会立刻向相关人员、机构发送精准信息;戴着北斗手表的儿童，一旦离开安全区域，父母就会收到报警信号。

北斗系统的全域覆盖、全时联通，将推动万物互联时代的加速到来，一种全新的“北斗+”生产生活方式已初见端倪。“北斗+物流”，包装可以根据商品体积重量自动选择包装箱，发货可以根据地址自动分拣配送，买家可以随时知道所购物品的行踪轨迹。“北斗+支付”，能够对1秒钟内成百上千的股票、车票购买申请进行精确排队，按序办理;通过精确掌握车辆位置变化和时间长短，从云端快速准确完成高速公路行驶缴费、公共场所停车收费、车辆自动充电计价等。“北斗+工作”，警察坐在指挥中心，就能通过北斗移动警务系统实现对巡逻警车和警力的精准调度，做到快速出警、就近派警;农民在家里干着家务逗着娃，就能通过北斗无人机在田里播着种洒着药;牧民坐在家中喝着奶茶聊着天，就能通过北斗项圈放牧几公里外的羊群牛群……

D四大门派“握手言和”一百多颗卫星将携手合作

去年11月，中美两个大国之间一份名为《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》的文件，引发不少关注。冉承其说，所谓兼容与互操作，通俗来讲就是共处共用，而这个协议的签署，就是两个导航系统“共处共用”的一个重要标志。

放眼全球，包括美国GPS、欧洲伽利略GALILEO、俄罗斯格洛纳斯GLONASS，以及中国“北斗”在内的世界四大导航“门派”，争奇斗艳。但对普通用户而言，撇开其他因素不谈，对于触手可及的产品往往选择能用的，好用的。

冉承其说，从这份声明开始，GPS和“北斗”两个系统在国际电联的框架下已经全面实现了兼容。这意味着，普通用户在不太增加成本或者基本不增加成本的情况下，就可以同时使用“北斗”和GPS两个卫星导航系统。

中国科学院国家授时中心副主任卢晓春谈到这次合作时这样评价：“具有历史意义。”她说，根据卫星导航系统的工作原理，接收机需要同时“看到”至少4颗导航卫星，才能实现定位。如果使用单一导航系统，一旦接收机与某颗卫星断开联系，会影响定位服务的持续性。

如今，“北斗”与GPS实现互操作以后，用户用一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号。卢晓春说，如GPS卫星数量不够的话，还有“北斗”卫星，用户使用“定位”的稳定性和精度会更高。

事实上，早在2006年，联合国就成立全球卫星导航系统国际委员会，目的是协调各卫星导航系统的兼容性和互通性。冉承其说，基于该平台，中国“北斗”除了和美国，也和俄罗斯、欧洲之间建立了合作机制。

他说，可以预见在未来某一天，“北斗”和其他系统都可以兼容，“北斗”的用户可以使用其他卫星导航系统，“在天上100多颗卫星的照耀下，大家享受的卫星导航服务也会更舒畅”。

“中国的‘北斗’，世界的‘北斗’。‘北斗’已走出国门，正加速融入世界。”冉承其说。

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全球四大卫星定位系统

美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯GLONASS、欧洲的伽利略GALILEO、中国的北斗系统是全球四大卫星定位系统。北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是继美国GPS和俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

美国GPS

GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制，主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已布设完成。

GPS利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力。它是继阿波罗登月计划、航天飞机后的美国第三大航天工程。如今，GPS已经成为当今世界上最实用，也是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。

GPS全球定位系统由空间系统、地面控制系统和用户系统三大部分组成。其空间系统由21颗工作卫星和3颗备份卫星组成，分布在20200千米高的6个轨道平面上，运行周期12小时。地球上任何地方任一时刻都能同时观测到4颗以上的卫星。地面控制系统负责卫星的测轨和运行控制。用户系统为各种用途的GPS接收机，通过接收卫星广播信号来获取位置信息，该系统用户数量可以是无限的。

俄罗斯GLONASS

GLONASS系统是前苏联从上世纪80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，覆盖范围包括全部地球表面和近地空间，由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。虽然GLONASS系统的第一颗卫星早在1982年就已发射成功，但受苏联解体影响，整个系统发展缓慢。直到1995年，俄罗斯耗资30多亿美元，才完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。此卫星网络由俄罗斯国防部控制。

GLONASS系统由24颗卫星组成，原理和方案都与GPS类似。俄罗斯自称，多功能的GLONASS系统定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒。如果需要，该系统还可用来为精确打击武器制导。

俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。GLONASS一开始就没有加SA干扰，所以其民用精度优于加SA的GPS。不过，GLONASS应用普及情况则远不及GPS，这主要是俄罗斯并没有开发民用市场。另外，GLONASS卫星平均在轨寿命较短，由于俄罗斯航天局经费困难，无力补网，导致轨道卫星不能独立组网，只能与GPS联合使用，致使实用精度大大下降。

欧洲GALILEO

GALILEO系统总投资达35亿欧元，是欧洲自主的、独立的民用全球卫星导航系统，提供高精度、高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。

欧洲发展“伽利略”卫星定位系统可以减少欧洲对美国军事和技术的依赖，打破美国对卫星导航市场的垄断。法国前总统希拉克曾表示，没有“伽利略”计划，欧洲“将不可避免地成为附庸，首先是科学和技术，其次是工业和经济”。它是第一个民用的全球卫星导航定位系统,其配置、频率分布、信号设计、安全保障及其多层次、多方位的导航定位服务特点,使得它的性能比GPS系统更为先进、高效和可靠;它保障了全球完整性的监控、航空和航海的安全以及服务的不间断,特别是提供了公开、生命安全、商业、官方控制和搜救服务,极大地满足了全球各类用户的需求。预计其应用市场和效益十分巨大。