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韩雅娟 于德营 姜硕 | 北斗卫星导航系统与新基建融合协同发展的深度思考
发布日期:2021-07-28 作者:韩雅娟 于德营 姜硕 信息来源:中咨研究 访问次数: 字号:[ ]

北斗卫星导航系统与新基建融合协同发展的深度思考

韩雅娟 于德营 姜硕

摘要:北斗卫星导航系统(以下简称北斗)是提供高精度时空基准服务的国之重器,新基建是实现新萄京娱乐场网址5197国经济高质量发展的重要引擎,“十四五”时期推动两者加快融合具有重大意义与深远影响。本文论述了北斗与新基建的内在关系、北斗助力新基建高质量发展的五大方向趋势以及新基建对于壮大北斗产业化规模的关键着力点、着眼点,并提出了相关建议与展望。

关键词:北斗;新基建;融合;数字经济;数字中国

新基建与北斗融合协同发展具有重要战略意义。新基建是数字化转型的有力推动,是数字经济的发展底座,是数字中国的立足之基。“十四五”规划提出,加快建设新型基础设施,建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施。北斗系统作为新萄京娱乐场网址5197国自主建设、独立运行和持续发展的重大天基时空基础设施,为国民经济、国防工业各领域提供必不可少的时空信息服务,是新基建的紧密相关者、基础赋能者、重要驱动者,是数字中国的基础之基。

一、北斗与新基建有着深刻关联与内在联系

2020年国家发展改革委对新基建范围做出明确,新基建主要包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施。国家发展改革委同时指出,随着技术革命和产业变革,新型基础设施的内涵、外延也不是一成不变的。从新基建范畴的释义可以看出,北斗与新基建有着深刻与广泛的关联联系。

北斗作为全球公共服务基础设施,是新基建的紧密相关者。2020年7月,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。同年8月《人民日报》发表评论员文章指出,北斗系统是新萄京娱乐场网址5197国为全球公共服务基础设施建设做出的重大贡献,是中国特色社会主义进入新时代取得的重大标志性战略成果。近年来出台的多项国家规划、战略、指导意见文件将北斗列入建设要求,体现了两者在顶层设计中的紧密联系。例如,《新能源汽车产业发展规划(2021—2035)》《智能汽车创新发展战略》《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》等明确提出了加快差分基站建设、建设覆盖全国的车用高精度时空基准服务能力、建设导航与通信融合等多项推动北斗在车辆高精度定位领域应用、实现北斗时空信息服务在交通运输行业深度覆盖等政策要求。

北斗提供高精度时空基础信息,是新基建的基础赋能者。随着北斗三号的建成,北斗面向全球提供定位导航授时(RNSS)、全球短报文通信(GSMC)、国际搜救(SAR)等3种基础型服务,面向亚太地区额外提供星基增强(SBAS)、地基增强(GAS)、精密单点定位(PPP)、区域短报文通信(RSMC)4种增强型服务。目前北斗已在全球许多国家和地区得到应用,向亿级以上用户提供服务,已形成应用广度、融合深度、安全刚度日益完善的产业应用生态,全面服务于交通运输、农林牧渔、水文监测、气象测报、石油石化、建筑施工、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全、智慧城市等行业领域,例如,截至2020年底北斗已建设完成了约1700座电力北斗地基增强系统、基于北斗的农机自动驾驶系统推广应用近4.5万台/套、应用北斗系统道路营运车辆超700万辆。北斗已广泛进入大众消费、共享经济和民生领域,深度融入信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施,提供战略性、基础性的时空数据支撑,持续孕育新业态、新模式,服务数字经济、支撑数字中国建设。

北斗具备较强的关联带动效应,是新基建的重要驱动者。一方面,北斗产业化发展对拉动新基建规模有一定的作用。新萄京娱乐场网址5197国北斗建设累计总投资仅数百亿元,2020年新萄京娱乐场网址5197国全球导航卫星系统(GNSS)产业总体产值超过4000亿元,对国民经济起到良好的关联带动效应。但相较全球而言,新萄京娱乐场网址5197国卫星导航与位置服务市场发展对新基建和其他领域的衍生带动效益未来仍有较大的提升空间。截至2020年,新萄京娱乐场网址5197国卫星导航与位置服务产业的核心产值与关联产值的比例为1∶2,当前全球GNSS产业的核心产值与关联产值平均比例超过1∶3,随着北斗应用的渗透以及关联比例的提高,到2025年,预期北斗综合时空服务总体产值预计达到8000~10000亿元规模;到2035年,预期直接产生和带动形成的总体产值规模将超过30000亿元。另一方面,北斗拥有强大的创新能力,是新基建重要的创新驱动力量。截至2020年底中国卫星导航专利申请累计总量(包括发明专利和实用新型专利)已突破8.5万件。北斗创新体系仍在建设,北斗在天/地基增强、通导融合、泛在定位、智能化水平等科技创新领域持续完善、加速突破。同时北斗产教融合继续往深处、实处推进,有利于形成新的北斗创新驱动的新型创新基础设施。

二、完善北斗时空体系建设,助力新基建高质量发展

习近平总书记提出,到2035年建设更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。随着北斗综合时空体系建设,北斗将为新基建提供更高质量、更加安全的新时空智能服务。通过进一步强化大连接、大数据、大计算、大安全和大服务等五大要素的配置和完善,提升时空体系基础服务的广度和力度,北斗将有效助力新基建更高质量发展。

打造北斗大安全体系,夯实新基建安全底座。从国家安全、经济安全和社会公共安全出发,新萄京娱乐场网址5197国必须建立防干扰、反欺骗的体系,监测威胁攻击源,保护导航频谱,优化接收机,增强性能功能,并采取有效的应对应急措施。通过技术创新与系统集成,形成抗衡干扰和抗欺骗威胁的系统体系,确保关键基础设施安全。通过打造北斗大安全体系,完善基于北斗的坚韧的综合导航定位和授时(positioning, navigation, and timing — PNT)系统,确保综合PNT系统应用的安全可信,构筑时空服务反欺骗、抗干扰、防劫持能力,护航新基建。

打造北斗大链接体系,强化新基建联接基础。截至2020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(含智能手机)。目前,新萄京娱乐场网址5197国智能手机、智能汽车、可穿戴设备、共享单车等大众应用场景已广泛使用北斗服务,未来随着物联网技术的快速渗透,越来越多的个人终端、行业终端以及新型基础设施终端将实现与北斗的链接。将北斗与5G信息网络相融合,满足海量设备的接入需求,形成高精度、大带宽、高速度的北斗大链接体系,实现基于北斗的物联网高并发的可感知、可测量、可计算、可控制,统一新基建各领域、各终端的高精度时空基准,联通新基建。

打造北斗大数据体系,挖掘新基建数据价值。通过多源时空数据的融合统一,得到更准确、更丰富的信息,再以北斗提供的高精度时空大数据为主线,深入挖掘其特征,洞察背后的商业价值。同时,基于北斗高精度的大众化普及与大数据挖掘,将发展出更多的大众位置服务应用场景,例如基于车道级定位自动驾驶、交通违章监管或交通事故责任判定和保险理赔、更加精准的地理营销与广告投放、更加准确的人员或资产跟踪等。通过北斗大数据体系建设,搭建场景和需求的预测框架,挖掘时空大数据隐藏的经济,助力新基建。

打造北斗大计算体系,放大新基建衍生红利。云计算与云平台是实现高算力、高可靠、高实时的核心技术之一。通过云计算的方式实现数据管理与空间信息一体化、多层次、多方位直联,打造高度简化、标准化、自动化和弹性化的北斗云平台中心,使之成为支撑北斗大链接体系、大数据体系不断发展的关键保障,成为满足新基建日益增长、日益拓展、日益多元服务需求的关键引擎。打造北斗大计算体系,可使亿万级规模设备接入的高精度、高可靠、高安全的时空高速普惠服务成为可能,加速新基建。

打造北斗大服务体系,繁荣新基建数字生态。通过互联网技术面向大众领域、行业领域、前沿领域提供新时空智能服务。例如环境感知和场景智能化技术形成环境智能服务,通过与新一代信息技术的集成,实现应用场景数字化、应用服务智能化,构成新基建的服务生态系统基础,为无人机、无人车、无人船等前沿智能无人系统的发展提供高精度定位服务。打造北斗大服务体系,实现真正的泛在、多层次、智能化服务,满足新基建新场景的不同需求指标,促生多样化的北斗智能应用,繁荣新基建。

三、把握新基建发展机遇,壮大北斗产业化规模

新基建将拉动数万亿元项目投入,推动经济社会数字化转型,培育新业态、新产业、新经济。新基建将给北斗带来更加丰富、更大规模的应用场景,是北斗产业化加速发展的重大机遇期。北斗与新基建融合发展、壮大北斗产业化规模的中短期关键着力点是信息基础设施与融合基础设施,长期着眼点是创新基础设施。

把握信息基础设施建设机遇,加速北斗与新一代信息技术深度集成。信息基础设施主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,比如以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施,以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。北斗与信息基础设施深度关联,例如北斗发展低轨增强、通导融合,与卫星互联网关联度极高;北斗为5G提供精准授时,加快与5G室内室外融合定位技术突破,可实现与5G的协同发展;北斗可为数据和智能计算中心提供具有基础意义精准授时服务,未来也将发展建设北斗主导的时空服务的数据中心与智能计算中心。信息基础建设势必带动大量北斗密切关联的应用场景,特别是北斗与新一代信息技术融合场景。随着数字经济体量的不断抬升,新一代信息技术应用规模以及北斗产业化水平将进一步放大。

把握融合基础设施建设机遇,推动北斗在智能交通和智慧能源领域的高水平应用。融合基础设施主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施,比如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。北斗与融合基础设施高度相关。北斗在智能交通架构中的终端层、网络层、服务层均发挥着关键基础作用,北斗高精度定位对航空运输、轨道交通、公路交通等领域无人驾驶应用不可或缺。智慧能源系统要求更高比例的分布式可再生能源接入、更高比例的数字化电子电力器件,将带来比传统电力系统更精准的调频时间同步要求;此外,电力系统日常运营愈加向少人化、无人化转型,例如无人机风光电场巡检、输电网络巡检等,此类场景对高精度定位的需求也将呈爆发式增长。融合基础设施建设可推动北斗高精度定位、高精度授时服务在更大范围国土空间上和更多数量设备终端中的应用,提升北斗产业化规模。

把握创新基础设施建设机遇,巩固北斗科学研究、技术创新的长久发展基础。创新基础设施主要是指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施,比如,重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等。人才是北斗产业接续升级发展的基础,新萄京娱乐场网址5197国北斗领域专业技术人才、复合型人才和高端人才目前严重不足,相关专业学科建设基础薄弱,而企业急需的专业技术人才多是通过岗位锻炼,培养周期长、投入成本高,不利于北斗产业的持续性创新与健康长远发展。把握创新基础设施建设机遇,实施北斗产教融合,建设北斗相关的科教基础设施以及产业技术创新基础设施,实现基建链、教育链、人才链、创新链、产业链的有机衔接,不断孕育支撑北斗持续性创新突破、迭代升级的新动能。

四、结语

新基建与北斗融合协同发展具有重要战略意义。加快北斗及产业生态发展,有助于构建高质量的新基建体系;同时受益于新基建建设,北斗应用水平和应用规模将实现双提升。建议建立顶层协调机制,促进跨领域、跨部门协同,建立合理的资源共享机制,做好各类设施资源的利用和衔接,推动北斗与新基建融合发展。

综上,深化北斗与新基建融合发展有利于建设安全基础自主可控、基础能力更加精准、数字化程度更高水平的新型基础设施,有利于建设天地融合更加全面、高精度定位授时更加泛在、产业化发展更具规模的北斗智能时空体系,对加速经济数字化转型进程、落实数字中国战略有着重大而深远的影响。

参考文献

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http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/cont

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[2]国家发改委.新型基础设施主要包括哪些方面?下一步在支持新型基础设施建设上有哪些考虑和计划?[EB/OL].2020-04-22.

https://www.ndrc.gov.cn/fggz/fgzy/shgqhy/202004/t20200427_1226808.html.

[3]中国卫星导航定位协会.中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书[J].2021:26-33,70-71.

 注:文中图片来源于网络。




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