从竞争多年到你中有我 北斗GPS的竞与合

[摘要] 北斗应用专家、北京航空航天大学教授施闯对时代周报记者称，当北斗完成全球组网，实现向外输出服务能力时，这张“中国名片”能有效提高全球卫星导航系统的稳定性、可用性。

时代周报记者 潘展虹 王心昊 发自佛山

在美国GPS占据全球导航市场90%以上份额的情况下，中国的北斗正在以“国产+全球”模式奋力追赶。

2017年11月5日，北斗三号双星在西昌发射成功，迈出全球组网的第一步。按计划，到2018年底，北斗基本覆盖“一带一路”国家和地区，到2020年完成30多颗北斗卫星在轨运行，具备服务全球能力。

就在北斗三号双星发射后，12月29日中美双方签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》(下称《声明》)，两大系统实现民用信号互操作。

“说明北斗的信号质量、定位精准度得到国际认可。”中国卫星导航定位协会常务副会长、秘书长张全德告诉时代周报记者，从这次合作释放的信号可见，起步较晚的北斗作为后起之秀，实力可与“龙头大哥” GPS媲美。

北斗应用专家、北京航空航天大学教授施闯对时代周报记者称，当北斗完成全球组网，实现向外输出服务能力时，这张“中国名片”能有效提高全球卫星导航系统的稳定性、可用性。

尽管打破GPS垄断是北斗的使命，但本着服务全球必须融入全球的务实精神，北斗与GPS的这一次合作，也将致力共同推动民用卫星导航技术发展。

从“各自为政”到“有你有我”

根据《声明》，北斗与GPS在国际电联框架下实现射频兼容，两系统民用信号B1C和L1C实现互操作。用户可同时使用两个系统民用信号，无需显著增加成本可获得更精准的定位服务。

广州海格通信集团股份有限公司（下称“海格通信”）目前在北斗导航领域具备“芯片、模块、天线、整机、系统及运营”服务的全方位产品研发与服务能力。该公司在给时代周报记者回复中表示，GPS和北斗兼容互操作，为提高卫星导航的完好性带来更多信息源，在民用领域效果尤为明显。

其中一个明显的效果是提高测量精确度。广东北斗天云科技有限公司（下称“北斗天云”）相关负责人告诉时代周报记者，北斗民用波段为B1位于1561.098MHz，GPS民用信号L1位于1575.42MHz。信号处于不同波段，两套系统在过去“各自为政”。

根据卫星导航系统的工作原理，接收终端需同时连接至少4颗导航卫星才能实现定位。如仅使用单一导航系统，可能在某一区域上空卫星数量有限，冗余不足，一旦接收机与某颗卫星断开联系，就会影响定位服务的持续性。上述负责人表示，“北斗与GPS实现互操作，一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号，出现与卫星断开联系而导致导航异常的可能性将会降低。”

除了信号，卫星导航系统之间的兼容协调还包括频率资源等多个方面。

前述负责人介绍，GPS在卫星导航系统发展初期已占据了大部分频段，使起步较晚北斗能使用频率资源极为有限。在此情况之下，按照国际电联的规则，北斗只能和GPS这样的“先行者”协商，共同探讨频率资源的合作方案。

2015年底中美达成一致，在GPS发送信号的频段内，北斗可以在不构成影响的前提下共用频率资源。而此次《声明》更是让两者之间的信号能够相互识别，进一步解决频率资源对北斗系统发展的瓶颈问题。

“国产+全球”合作提升服务

这不是北斗第一次“兼容”。中国北斗试图以“+全球”方式提升服务能力。

2015年，中国和俄罗斯签署北斗和格洛纳斯之间的兼容互操作协议。据俄罗斯卫星网报道，今年8月中俄开展“一带一路”卫星导航联合测试展现北斗/格洛纳斯系统服务性能，有助为中俄用户确保提供高精度卫星导航服务。

在11月5日以“一箭双星”方式发射第24颗、25颗北斗导航卫星后，官方再次强调“中国的北斗，世界的北斗”这一理念。早在北斗三号组网卫星设计建造之初，就考虑对其他系统的兼容性，借由兼容互操作技术，使用户可在终端上接收多个信号。“随着兼容互操作，接收端可实现GPS和北斗共用信号，将降低应用终端设计成本，提升整个卫星导航行业的竞争力。”海格通信表示。

施闯同样认为，合作是全球卫星导航系统的发展趋势。他对时代周报记者说，世界各地有不同的卫星导航系统，但不能只依赖一个系统，理想的状态是有三个系统可用。

国际也在呼吁合作。2006年联合国成立全球卫星导航系统国际委员会，协调各卫星导航系统的兼容性和互通性，促进合作发展。通过信号兼容，把原本各自为政的导航系统整合为一个大系统。

“美国、俄罗斯、欧洲和中国的四大卫星导航系统并存，这是客观存在的事实。”张全德告诉时代周报记者，四大系统并存时代，可在不增加用户导航成本，改变终端设备复杂性的情况下，为用户使用多个卫星导航服务提供极大的方便。“在可靠性、定位精度方面也会加强，使全球卫星资源实现最大限度的发挥。”

中科院国家授时中心副主任卢晓春接受《科技日报》采访时透露，明年1月北斗和GPS将进行第三次会晤，继续推动双方合作。 而中俄双方计划在2018-2020年间规划连接西安至莫斯科的路线。

以“北斗+”追赶

北斗与GPS在民用信号实现兼容与互操作，或是北斗追赶的最佳时机。

长期以来，GPS在民用领域领跑，北斗处于追赶的第二梯队。自家门前的民用市场有着庞大的消费用户和行业群体，成为北斗追赶GPS的最大“战场”。业内认为，物联网、5G时代大量场景都存在定位需求，是北斗赶超的绝佳机会。

2017年5月初，海格通信推出北斗高精度“20厘米车道级”导航软件，将应用在小鹏汽车。该软件借助北斗高精度导航和定位，实现20厘米以内的车道口精准显示。这是海格通信结合大数据、物联网、云平台等技术，面向智能交通需求，推广北斗系统在民用市场规模化应用。

“兼容互操作是北斗国际化的举措，对海格通信未来进行国际市场的开拓也提供了系统环境的基础。”海格通信回复时代周报表示，更多的兼容可用的卫星资源、更低的硬件成本、更高的服务性能，将全面提升卫星导航的竞争力，推进其在国计民生各领域的应用。

据资料显示，北斗3号卫星性能在2号的基础上，提升了1-2倍的定位精度，达到2.5-5米的水平，建成后的北斗全球组网将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务。

这样的精度，足与GPS相媲美。但距离北斗实现覆盖全球的目标，还有一段距离。

“兼容北斗系统的芯片仍然不是主流配置。”北斗天云前述负责人告诉时代周报记者，北斗芯片是北斗产业的核心。目前，我国卫星导航芯片市场绝大多数份额被外国占据，北斗系统运用的芯片也有部分来源国外，国内企业研发此类芯片还处于起步阶段。“芯片的缺乏直接限制了北斗的推广。”他告诉时代周报记者，北斗和GPS合作将在短时间内快速推动北斗的民用进程，倒逼国内北斗芯片技术的快速发展。

目前，北斗导航型芯片模块销量已突破3000万片，高精度板卡和天线销量已占据国内市场30%和90%的市场份额，并输出到70余个国家和地区，应用于智能手机和其他消费类产品的国产芯片或IP核数量接近2200万。

尽管如此，北斗还没真正在国内民用市场建立推广。“国内普遍对北斗的认识还不到位，这是北斗推广的短板。”张全德认为，北斗在2012年底才实现亚太地区覆盖服务，相较GPS足足迟了20年。这20年间GPS技术基本成熟，占领了绝大部分市场，在这样不利的情况下北斗欲发展显然是有阻力的。

但张全德还是充满了信心，“随着‘北斗+’的推广范例增多以及北斗自身的优势，发展空间还是很大的。”他说道。

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