有了北斗還需要GPS嗎

北斗三號全球衛星導航系統部署完成

2020年6月23日9時43分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射北斗系統第55顆導航衛星，暨北斗三號最后一顆全球組網衛星。至此，北斗三號全球衛星導航系統星座部署比原計劃提前半年完成。

此次發射的衛星屬地球靜止軌道衛星，經過一系列在軌測試入網后，我國將進行北斗全系統聯調聯試，在確保系統運行穩定可靠、性能指標優異基礎上，擇機面向用戶提供全天時、全天候、高精度全球定位導航授時服務，以及星基增強、短報文通信、精密單點定位等特色服務。

北斗三號全球衛星導航系統全球組網意味著，不管高山、大海、沙漠，地球上的每一個角落，都能通過北斗三號的通信定位系統定位到。它由此也成為全球繼GPS、格洛納斯之后的第三個成熟的衛星導航系統。

一步一個腳印的北斗成長路

“河漢縱且橫，北斗橫復直”。自古以來，北斗七星如天河中一座燈塔，吸引著人們辨明方向、運籌四時的灼灼目光，承載著人類面對浩瀚宇宙“援北斗兮酌桂漿”的豪邁。

1994年，北斗衛星導航系統啟動建設。20多年間，我國在西昌衛星發射中心共組織了44次北斗發射任務，利用長征三號甲系列運載火箭，先后將4顆北斗一號試驗衛星、55顆北斗二號和北斗三號組網衛星送入預定軌道，任務成功率100%。“嚞星”作為北斗全球導航系統的最后一顆“收官之星”，秉承北斗研制一直以來堅定走國產化道路的思想，在國產化方面也是集大成之作，其背后，則是中國航天航空事業多年的積淀和努力。

北斗一號解決了衛星最基本的問題，諸如供配電的太陽帆板，是為衛星提供由光轉為電的部件，以及控制系統的轉動機構，這些核心產品的國產化，讓北斗衛星的身體有了一副中國體格;北斗二號打破了國外的技術封鎖，攻克了以導航衛星總體技術、高精度星載原子鐘等為代表的多項關鍵技術，讓衛星導航系統“心臟”跳動出中國心率;北斗三號則開始了從并跑到領跑的征程。五院衛星團隊率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主知識產權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案，填補了國內空白。

目前，世界上已有半數以上的國家使用我們的北斗，今年全球系統建成后，無論我們身處世界的任何角落，北斗都會向你提供滿意的服務。

北斗北斗，收到請回答

隨著北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成，一個“北斗，北斗，收到請回答”小應用在微信朋友圈刷屏。在這個由央視新聞與千尋位置聯合發布的“時空智能衛星實時數據監測系統”里，不僅告知了在你頭頂北斗衛星數量，還能看到每顆衛星的實時運行軌跡，甚至每個衛星實時的經緯度，高度、三維速率等信息，也都一一告知。

“我這兒能看到22顆北斗衛星，你為啥能看到26顆？”用戶“呼叫北斗”之后，就可以知道當前所在位置北斗衛星數量，以及每一顆衛星的運行參數。除了游戲娛樂的趣味性，更多人還從游戲中感受到了一股自豪感。

從小程序技術支持方千尋位置提供的衛星觀測數據顯示，目前北斗衛星可見數量在全球多個國家和地區已經超過了GPS，尤其是在亞太地區，北斗的可見衛星數量是GPS的兩倍左右。而在人們為北斗感到自豪的同時，有關北斗和GPS異同與同存必要性的話題也成為市場關注焦點。

互補的北斗與GPS

當前，全球共有四大衛星導航系統，美國GPS、俄羅斯GLONASS（格洛納斯）、中國的北斗以及歐盟的Galileo（伽利略）。“從技術上看，北斗導航系統是十分先進的，GPS能完成的，北斗系統也能完成;GPS不能完成的，北斗系統照樣能做到。

然而，即使這樣，很多新聞報道中所謂的不用GPS，只用北斗，“是不存在的”。現在衛星導航應用，基本上都是采取多模模式。就是說，為了讓用戶有更好的體驗，各大衛星導航系統互相兼容、互為補充，從而用戶可以享受到不間斷的定位服務。全球衛星導航系統國際委員會制定的規則是，四個導航系統應兼容且可互操作。因此，民用導航系統是世界上四大導航系統的綜合使用，簡稱為“這些信號漂浮在空中，如果不使用，則是浪費”。

目前我國手機中有70%都支持GPS和北斗導航。作為普通消費者，我們完全不必為此擔心，讓他們共同為我們服務就可以了。而在技術方面，北斗與GPS主要在三頻信號、有源定位及無源定位、短報文通信服務、境內監控、分步開通 、局部加強、定位精度等方面具有一定差異。“北斗”最大的特點，就是把導航與通信緊密結合起來，這是其他導航系統所不具備的。比如在沙漠、草原等地方，手機無法使用，“北斗”就能發揮出重要作用了。

全面滲透的北斗+

北斗系統從建設之初，就秉承“中國的北斗，世界的北斗”的理念，北斗系統是開放、包容的系統，愿與世界各衛星導航系統一起造福人類，服務全球。目前，北斗系統已經與GPS、GLONASS系統實現兼容互操作，因此，大家以后使用相關的衛星導航應用，應該會收到更多系統的信號，精度也會更高。

事實上，北斗在行業及國防領域應用已很普遍，如：精密測量測繪、電力授時、智能駕考、精準農業以及新型的無人機和智能汽車等，基于北斗衛星導航系統的厘米級高精度定位終端正扮演不可替代的重要“角色”，北斗系統的短報文服務，能在基站遭破壞、沒有信號的情況下向外界發送自己的位置。這在2008年汶川地震中，給黃金救援贏得了寶貴時間。

共享單車、“北斗菜”、老人兒童定位手表、“北斗+物流”、“北斗+支付”等，全新的“北斗+”生活生產方式初見端倪。據統計，中國新入網的智能手機，70%已經內置北斗芯片，或北斗、GPS雙模芯片。雙模芯片可以同時使用GPS和北斗系統，這種使用不是非此即彼，而是同時使用北斗和GPS衛星，芯片會自動挑選目前可以接收到的導航衛星信號，可能是來自北斗衛星和GPS衛星的組合，通過4顆以上衛星，就能計算出當前的位置。

北斗定位2.0已發布

隨著北斗技術的逐漸成熟，應用市場正全面鋪開。目前國內的智能手機70%已經支持北斗定位，四款iPhone 12也全面支持。北斗三號全球衛星導航系統，已首次應用于高鐵軌道精測。上海市公共交通領域已100%采用北斗導航系統。民航局日前召開會議，全面推動民航北斗應用再上新臺階。

在北斗衛星導航系統高峰論壇上，中國信息通信研究院發布北斗高精度定位服務平臺（北斗定位2.0版），將民用應用的手機定位精度提高到1.2米，這意味著車道級定位得以實現。北斗定位2.0版能夠實現秒級定位、定位精度提高到1.2米，裝配車載天線時，精度甚至可達到亞米級。

中國衛星導航定位協會發布的《2020中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》顯示，2019年，我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到將近3450億元，較2018年增長14.4%，預計2020年產業總體產值將超過4000億元。

全球定位系統背后的競爭

提到定位系統，我們首先想到的是GPS，最不想聽到的就是“GPS信號弱”。GPS之所以目前被世界上的很多國家廣泛使用，是因為它的技術比較成熟，早在1994年的時候就實現了98%以上的全球覆蓋率。

從國家戰略上講，衛星導航系統是一個國家重要的空間基礎設施，甚至是基礎設施中的支撐和基礎。如果用國外關鍵技術，采購國外核心產品，一旦被斷貨，系統就無法長期穩定運行下去。通信、電網、金融等行業，都需要導航衛星的精準定位和授時功能。對于國防安全來說，很多武器裝備的制導、導航都離不開衛星。

目前被聯合國衛星導航委員會確認的供應商有4家，分別是美國GPS、歐盟的伽利略（GALILEO）導航系統、俄羅斯的格洛納斯（GLONASS）導航系統和中國的北斗衛星導航系統。相比之下，中國的北斗系統雖然起步較晚，但具有獨創的中高軌混合星座架構，在獲取位置信息外更有獨有的功能設置。另外，北斗衛星導航系統的星際增強、精密單點定位、全球短報文通信和國際搜救等功能，都是最具代表性的服務。

全球定位系統背后競爭的核心，在于導航衛星發射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源，這是世界各國必爭的寶貴資源。而全球正處于人造衛星密集發射前夕。地球近地軌道可容納總共約6萬顆衛星，一場圍繞衛星軌道的資源戰爭正悄然拉開序幕。其中，美國低軌通信衛星布局拔頭籌。預計到2029年，美國企業將合計完成46100顆衛星的發射工作。

中國低軌通信衛星發展布局呈現快速追趕態勢，截至目前，中國星座計劃中組網數量在30顆以上的低軌衛星項目已達10個，項目規劃總衛星發射數量達到1900顆。

令人振奮的中國芯

相對于數量的“競賽”，芯片國產化同樣是各國全球定位系統競爭的關鍵，而“北斗芯”都是“中國芯”的現狀，讓國人頗感興奮。經過多年發展，北斗已形成完整產業鏈，基礎產品實現自主可控，國產北斗芯片、模塊等關鍵技術全面突破，性能指標與國際同類產品相當。

2020年8月3日，北斗三號全球衛星導航系統建成開通新聞發布會上，發言人冉承其介紹，北斗系統研制期間，400多家單位、30余萬科技人員集智攻關，攻克星間鏈路、高精度原子鐘等160余項關鍵核心技術，突破500余種器部件國產化研制，實現北斗三號衛星核心器部件國產化率100%。

從最初的全部進口到現在的自主研發，從當年的跟隨學習到現在的比肩引領，國產北斗芯片逐步替代國外產品并實現產業化絕非易事。有分析認為，北斗芯片與一般芯片不同，它同時要求高精度、低功耗、小體積，從而導致芯片的核心技術難以突破。在此之前，中國衛星導航定位協會秘書長認為，北斗芯片在一體化方面的技術積累相對淺薄，面臨著巨大的挑戰。值得一提的是，目前北斗系統的28納米芯片已經量產，更小的22納米芯片即將投產。大多數的智能手機都支持北斗系統應用，并且已經在市場上推出。今后，北斗芯片的應用領域也會越來越廣。

寫在最后：加速應用落地

從上世紀80年代提出設想、1994年正式啟動建設，北斗在26年后的今天，終于完成了全球組網并建立起覆蓋全球的衛星導航星座。這也意味著，中國不僅會逐步擺脫對美國GPS系統的依賴，也有希望對GPS的全球統治地位發起挑戰。

更激動人心的是，北斗全球組網之后，會成為一項重要“基礎設施”，可以把能力輸送給各行各業。從“建設北斗”到“應用北斗”，是一個全新的征程。雖然與GPS已經形成的龐大產業生態相比，北斗還有很長的路要走。

與此同時，北斗和5G都屬于國家“新基建”的一部分，兩者相互促進、具有極大的互補性。北斗的精密授時能力，可為5G系統提供更為準確的基準時間系統。5G的高速數據傳輸能力與高穩定性，也能為北斗提供更為穩定可靠的地基增強數據服務。隨著更多“北斗+5G”示范項目帶來的引導作用，將會加速北斗的應用落地，也將促進北斗產業鏈把產品成本和質量進一步優化。