北斗标准化工作路线综述

● 文| 中国航天标准化研究所 许冬彦

一、引言

北斗卫星导航系统是我国独立开发、自主运行的卫星导航系统，是国家重要空间和信息化基础设施，是军民共用、国内国外通用系统，是全社会、各行各业的高精度时空基准。北斗卫星导航系统是一项复杂而又庞大的系统工程，涉及卫星系统、运载系统、测控系统、地面运控系统、发射场系统、应用系统等六大系统，具有建设周期长、技术难度高、系统复杂性强、风险控制难、应用市场广阔、协调难度大等特点，其建设需要吸纳军队部门、军工企业、科研院所及高校等众多单位的广泛参与，其中很多的新系统、新技术、新应用都是我国航天工业的首次尝试。同时，系统建成后需要长期管理与维护，在为我国军民各领域应用（涉及到多军兵种，以及交通、航空、海事、通信、测绘、搜救等多个行业）提供服务的同时，还将走出国门，服务于全世界。

历史经验表明，产业发展需要标准的规范和带动，当今的信息时代，标准对产业，特别是高技术产业发展引领促进作用日显突出，北斗卫星导航标准化工作是北斗工程建设、应用推广与产业化、国际合作的重要支撑，对加快北斗系统工程建设、促进北斗卫星导航产业发展和提升北斗卫星导航系统国际地位具有重要的现实意义和深远的历史意义，对整个北斗产业的健康发展具有特殊和不可替代的重要作用。

二、国内外卫星导航标准化现状及发展趋势

国外卫星导航相关标准主要包括以美国和欧洲为主的与卫星导航相关的航天工程标准，以及国际民用航空组织（ICAO）、国际海事组织（IMO）等国际组织为主制定的相关卫星导航应用类标准。其中，国外航天工程标准主要以美国航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）制定的工程技术与管理标准为主。美俄欧都大力推进自己的卫星导航系统在全球范围内的应用推广，标准化工作重点放在制定与GNSS全球应用推广紧密相关的数据格式标准、接收设备性能要求及测试方法标准、系统相关服务性能要求和参数标准，力求通过标准提高技术门槛，达到垄断国际市场的目的，尤其是美国通过标准持续强化GPS在国际市场上的垄断地位。目前，GPS和GLONASS已完全进入ICAO、IMO及相关的行业协会标准框架，Galileo也基本进入了主要国际组织标准框架。

我国现行的国家标准和行业标准多以GPS为主，随着北斗系统建设和应用推广，为满足需求，中国卫星导航系统管理办公室先后发布了北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件、公开服务性能规范等标准文件，以及《北斗卫星导航术语》等29项北斗专项标准，为国内开展芯片、模块、高精度板卡、北斗终端与模拟器研发测试、星地对接与在轨测试等工作提供标准依据，有效促进了我国卫星导航系统建设、终端研发和实际应用的标准化。我国北斗卫星导航系统已正式为亚太地区提供稳定的服务，目前正处于由区域向全球服务过渡阶段，卫星导航技术已深入应用到国防建设和国民经济及社会各个领域，北斗标准化工作随着北斗系统建设的稳步推进而呈现出快速发展的态势，其战略性、基础性、全局性地位逐步提升。国家在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中提出制定卫星及应用国家标准、卫星数据共享、市场准入等政策法规；在《国家卫星导航产业中长期发展规划》中将“加强标准建设，提升发展水平”上升到我国卫星导航产业健康可持续发展的重要保障措施之一；在《国家标准化体系建设发展规划（2016—2020年）》中明确：加强北斗导航设备、系统和服务标准建设引领产业发展，重点研制导航与位置服务标准、关键技术和共性基础标准。这些重要文件充分说明了国家对卫星导航标准化工作的重视，为北斗标准化工作指明了方向。

三、北斗卫星导航标准化工作取得的主要成果

自2007年中国第二代卫星导航系统重大专项实施以来，北斗标准化工作伴随工程建设和应用推广同步启动，在中国卫星导航系统管理办公室的统一指导下，根据《第二代卫星导航系统重大专项实施方案》和《国家卫星导航产业中长期发展规划》的要求，立足国家军民统筹发展，持续开展了顶层设计、标准化组织建设、急需标准制定和国际标准化推进等工作，取得了丰硕的成果，有力支撑和保障了工程建设的顺利开展、系统自主可控的推进、应用推广与产业化的快速发展，促进了北斗卫星导航产业竞争力的跃升和北斗卫星导航系统的国际化拓展。北斗标准化工作重要里程碑见图1（截至2017年10月底）。

1.构建了北斗卫星导航标准化顶层指导依据——北斗卫星导航标准体系

北斗标准化顶层设计和规划工作深入开展，针对北斗卫星导航系统工程建设、运行维护、军事应用及民用应用推广中军民共建、共享、共用各个环节的标准需求，以突出北斗系统特点为指导思想，按照“系统科学、结构合理，技术先进、划分明确，开放兼容、国际接轨，完整协调、层次得当，相对稳定、逐步完善，面向应用、精简易行”的体系构建原则，研究形成了首个军民共用、建用结合、国内外衔接的国家卫星导航标准体系。先后向46家国家相关部委、军队各军兵种相关单位、国家大型军工企业及113家企事业单位征求意见，共计发放207份标准体系征求意见函。共收到意见151条。

图1 北斗标准化工作重要里程碑

经认真研究，依据意见处理结果，对标准体系明细表进行了修改，完成并发布《北斗卫星导航标准体系表》（1.0版）。标准体系表覆盖卫星导航基础、工程、应用三个层面，涵盖北斗卫星导航系统的方案论证、工程建设、使用维护以及应用推广与产业化全寿命周期所需要的标准。同时也涵盖系统工程建设和应用产业化中的系统及分系统、单机和关键件等全部产品所需要的所有标准项目。标准的级别包括国家标准、国家军用标准和行业标准以及北斗专项标准。体系表已成为我国卫星导航领域军民各层级标准制（修）定计划和规划编制的顶层指导依据，有力支撑了北斗卫星导航系统建设和应用产业化发展，显著提升了卫星导航在交通、航空、海事、通信、测绘、搜救等多个行业领域的应用效能。

2.制定和发布了一批重要北斗标准，解决了工程建设和应用对标准的急需

依据标准体系，按照需求为本、急用先行的立标制标原则，组织国内具有技术优势的科研院所、企业、高校和专业机构，由全国北斗卫星导航标准化技术委员会组织开展了北斗国家标准、国家军用标准和北斗专项标准的论证、立项和制定工作。

在标准项目和内容确定上紧密结合北斗卫星导航系统建设和应用产业化发展实际，既充分体现国内外卫星导航技术及应用的先进水平，也从当前北斗系统建设和应用发展实际出发，确保了内容相对完整、界面划分清晰，避免标准缺失，又避免内容扩大，给产业发展造成桎梏和束缚。截至2017年10月底，先后发布了《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号B 1I》（1.0版）中英文版、《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号》（2.0版）中英文版、《北斗卫星导航系统 公开服务性能规范 》（1.0版）中英文版、《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号B 1C、B 2a（测试版）》，为全球范围推广北斗产品开发应用提供了依据，也是对国际社会的公开承诺。

表1 已公开发布的北斗卫星导航标准文件列表

续表1

除此之外，在国家标准方面：《卫星导航增强系统数据处理中心数据接口规范》等5项正在制定中；《北斗卫星导航术语》等25项军民通用标准项目通过立项评审，待计划批准。国家军用标准方面：《北斗军用导航型天线通用规范》等12项标准正在制定中；7项新标准项目通过立项。北斗专项标准方面：由中国卫星导航系统管理办公室先后批准发布了《北斗卫星导航术语》等29项北斗专项标准，12项标准正在制定中。已经发布的北斗卫星导航标准文件见表1。

随着高校教育体制改革的不断发展，数学建模课程的改革不断推进，必定会不断出现各种问题，对于民办本科院校，如何进一步做好数学建模的教学改革工作，也还有待于进一步的探索和实践．

3.国际标准化工作取得重大阶段性成果，为北斗国际化和规模化应用打下了坚实基础

由中国卫星导航系统管理办公室组织，联合中国民用航空局、中国海事局、工业和信息化部等部门及相关单位，论证了北斗国际标准化推进工程总体实施方案，建立了国际标准化工作的组织体系和任务体系，明确了总体目标、技术路线、组织形式及责任分工，推动开展北斗进入民航、海事、移动通信、接收机通用数据格式等领域国际标准工作，取得了可喜成果。

目前，国际民航标准方面，ICAO以第192次理事会决议形式同意北斗系统逐步进入ICAO标准框架，北斗已被ICAO认可为四大GNSS核心星座之一，北斗B 1I标准和建议措施（SARPs）草案正在持续修订；国际海事标准方面，IMO认可北斗系统为第三个世界无线电导航系统，明确了开展北斗海事用户服务性能监测评估手段建设的需求，批准发布了《船载北斗接收机设备性能标准》；移动通信标准方面，第三代、第四代移动通信系统支持北斗B1I定位业务的26项标准已获得通过；接收机通用数据格式标准方面，全面启动了推动北斗进入国际海事无线电技术委员会（RTCM）、美国国家海洋电子协会（NMEA）、国际GNSS服务组织（IGS）等国际组织的接收机通用数据格式标准工作，推动RTCM第104专业委员会成立北斗工作组，已提交的4项RTCM北斗标准（草案）提案、1项NMEA标准（草案）提案获得委员会接受，并进入标准讨论阶段；中俄卫星导航合作标准方面，开展了中俄联合标准组的筹建，提出了中俄联合标准的体系框架和联合标准的重点项目，探索了卫星导航标准的大国合作模式。

北斗国际标准化工作取得的重大阶段性成果进一步提升了北斗卫星导航系统的国际地位和国际影响力，为北斗国际化发展和规模化应用打下坚实基础。

4.逐步建立了北斗卫星导航标准化技术组织，为北斗标准化工作科学有效开展提供了组织保障

伴随北斗卫星导航系统工程建设，北斗标准化工作同步启动，前期，主要依托以中国航天标准化研究所为主的专业标准化机构及领域内专家学者作支撑。2011年，在前期工作基础上，由原总装备部批准成立了中国第二代卫星导航系统重大专项标准化专家组，专家组组长单位由中国航天标准化研究所承担，专家组成员来自军内外卫星系统、航空、航海、交通、通信、电力、测绘等管理和应用单位。以专家组为核心，联合各领域导航专家开展北斗卫星导航标准化需求调研、标准体系预研、2030年战略规划、首批急需专项标准指南论证、北斗国际标准化路径研究等大量具有开创性、基础性的标准化工作。2013年底，经过一年筹备，由国家标准化技术委员会和原总装备部联合批准成立了我国首个军民融合的标准化技术委员会——“全国北斗卫星导航标准化技术委员会”（以下简称“北斗标委会”），主要负责与北斗卫星导航系统有关的基础（技术体制、术语、时空基准、技术管理等）、系统建设（工程总体、卫星系统、地面运控系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统等，不包括宇航通用技术）、运行维护（运行管理、评估、维修、退役等）、应用（产品、服务、应用基础设施、信息交换、质量与测试检验等）领域的国家标准和国家军用标准制修订工作。秘书处由中国卫星导航工程中心和中国航天标准化研究所联合承担。第一届全国北斗标委会由48名委员及10名观察员和联络员组成，孙家栋任主任委员。北斗标委会的成立，建立了北斗军民标准融合发展的平台，确立了专项引导、市场驱动、社会参与、产学研相结合的标准化工作模式，为北斗标准化工作科学有效开展提供了组织保障。

四、问题和建议

北斗系统从无到有，从区域到全球，北斗标准化伴其左右，取得了丰硕成果，但从满足北斗系统建设和应用全球化需求来说还存在一定差距，主要还存在：① 北斗标准化顶层统筹力度较弱，标准体系实施难，导致各层级标准协调性差。② 标准化总体研究和标准培育重视不够，标准化引导作用发挥不足。③ 标准供给少，实施监督手段少，标准引用实施效果难以保证。④ 北斗国际标准宣传、培训力度不够，北斗标准化环境有待优化。

标准化工作开展的时机和深度的选取将直接或间接地影响整个北斗产业健康发展，所以有必要从战略层面规划标准化工作，在今后一段时期，需重点做好 “四个突出”、“五项任务”。

1.“四个突出”

1）突出必选和兼容。成为国内应用必选项，同时兼容其他GNSS系统的标准国际化思路，加大标准供给，为北斗工程建设和产业化推广服务。

3）突出标准先行。重视标准需求调研和标准预先研究，重视标准的先期培育和末端实施监督。

4）突出标准统筹。加强北斗标委会在北斗标准化工作中的顶层支撑，同时探索发挥专业团体标准化组织的作用作为有益补充。

2.“五项任务”

1）标准化工作总体规划和设计。紧贴国家重大专项和北斗卫星导航产业发展需求做好北斗标准化总体规划和设计。围绕北斗卫星导航系统发展和北斗卫星导航产业结构升级对标准的需求，持续开展北斗卫星导航标准体系的深化研究、补充、完善和维护工作。

2）北斗专项标准的研究和制（修）定。根据标准体系，围绕北斗工程建设、应用产业化和国际合作对标准的需求，开展年度标准化工作需求的分析、研究、编制并发布年度标准项目指南，组织国家标准、军用标准及北斗专项标准的立项论证、制定和审查。同时针对北斗工程建设和应用推广急需的复杂度高、技术难度大的标准开展预先研究，为后续制标提供支撑。

3）标准实施应用的培训宣贯和监管评价。通过多种渠道，大力宣传北斗标准化，策划开展标准培训宣贯，跟踪标准贯彻实施情况。推进标准实施的监督评价和产品合格评定工作。

4）国际标准研制和标准化国际交流。围绕北斗在全球范围内的全面应用推广对标准化的需求，深入开展国际标准化组织中卫星导航领域标准、标准制定规则和流程等问题的研究，对一些重点标准开展国内外标准的对比分析，找出差距，为我国卫星导航标准体系建设和标准制定提供参考借鉴。开展国际民航、国际海事、移动通信、接收机通用数据格式等领域的国际标准化工作。

5）标准化基础能力和组织保障。建设北斗标准化信息服务平台，开展标准化宣传、教育、培训。建立完善北斗标委会的协调沟通机制，充分发挥北斗标委会统筹归口作用。加强与北斗卫星导航相关标准化部门和组织的联动，充分发挥产学研用各部门在标准制定、实施及监督中的作用。

五、结束语

标准化对整个北斗卫星导航产业的健康发展具有特殊和不可替代的重要作用，标准化贯穿整个产业链，标准化引领和支撑产业发展，两者相互依存又相互制约，一个好的标准化体系应该是促进产业发展的，反之则阻碍产业健康发展。北斗卫星导航标准化工作任重而道远，需要北斗卫星导航全领域的广泛积极参与，需要站在国家战略层面加强合作，才能真正做好标准的统筹协调，促进我国卫星导航产业的健康发展。